CRH5型動車組充電機、蓄電池電路淺析及故障分析

中車永濟電機有限公司 晉 東 任永軍

引言

2007年4月18日，CRH型和諧號動車組的勝利開行,標志著我國高鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國高鐵技術(shù)已經(jīng)躋身于世界先進國家行列。隨著動車組的順利開行，各類動車組的關(guān)鍵設備問題也逐漸暴露出來,這些問題的出現(xiàn)直接影響到動車組的安全平穩(wěn)運行。

CRH5型動車組故障中，尤以電氣故障為主，在日常的動車組檢修過程中，深刻的暴漏出檢修人員對動車組電路部分的認識學習程度不夠，嚴重影響了動車組的檢修質(zhì)量。本文通過對CRH5型動車組充電機、蓄電池低壓電路學習，并結(jié)合日常檢修過程遇到的故障，總結(jié)出對故障排查的有效方法。

一、CRH5型動車組蓄電池、充電機電路部分

（一）概述

CRH5型動車組低壓控制電路由蓄電池、充電機供電。蓄電池負責在動車組在沒有外接電源或受電弓未受流的情況下為動車組控制電路、車內(nèi)照明等供電；充電機負責在動車組有外接電源或受電弓在受流的情況下為動車組蓄電池、控制電路、車內(nèi)照明等供電。

CRH5型車在每節(jié)車廂上有安裝了蓄電池作為低壓供電的主要電源，負責在充電機不工作時向車負載提供電能，保證系統(tǒng)能正常工作。可向車上負載提供24V電源，在使用時，8節(jié)車廂并聯(lián)向負載供電。單車蓄電池總?cè)萘繛?30Ah，由2組并聯(lián)構(gòu)成，每組20節(jié)，每節(jié)1.2V，可使用15年。

CRH5型車在每節(jié)車廂上有安裝了充電機，主要負責向車上負載提供電能并給蓄電池充電。充電機采用恒流充電方式給蓄電池充電，一旦充滿（最高充電電壓29V），充電機將根據(jù)蓄電池補償溫度采用恒壓方式供電。充電機最大功率15KW，最大輸出電流570A，最大輸出電壓波動值3.5v。

由于控制電路中大部分控制繼電器最低工作電壓為18V，所以CRH5型動車組饋電電壓為18V。當動車組饋電時，需要利用動車組檢修庫內(nèi)地面電源對動車組進行外接中壓充電，當然也可以對饋電蓄電池進行外接低壓充電。

（二）低壓供電電路工作原理

CRH5型動車組充電機、蓄電池在給本車低壓控制及負載供電的同時也通過DC24V干線為其他車的低壓控制及負載供電。低壓控制及負載分為：+LP優(yōu)先供電級負載，主要負責動車組啟動控制及啟動設備電源；B1+非優(yōu)先供電級負載。

（三）低壓供電電路功能

1、功能簡介：

CRH5型動車組充電機、蓄電池低壓供電部分主要介紹了以下內(nèi)容：

（1）優(yōu)先供電和非優(yōu)先供電負載的供電輸出；

（2）蓄電池的啟動和停止；

（3）充電機的保護。

2、控制功能實現(xiàn)及分析

2.1 蓄電池供電

閉合斷路器FB1、FB2、FB3有3個電路實現(xiàn)功能。

（1）蓄電池輸出線正極（+B），經(jīng)FB2→二極管D2→FB1→BT向具有優(yōu)先供電級別的+LP輸出。

（2）在啟動蓄電池主斷路器TSB的情況下，+B→FB2→TSB主觸頭→二極管D0→BT向非優(yōu)先供電級別的B1+輸出；

（3）+B→BT→+KCB，作為TSB控制線圈啟動和停止的控制電源。

2.2 充電機供電

由外部接入的380V電源（CB—R，CB-S，CB-T，CB-N）經(jīng)濾波及變控后輸出+24V，由充電機輸出可實現(xiàn)：

（1）經(jīng)二極管D0→BT→B1+向非優(yōu)先供電級負載供電

（2）經(jīng)TSB→D2→D0→D1→FB1→BT→+LP向優(yōu)先供電級負載供電

（3）經(jīng)TSB→FB2→BT→向蓄電池充電

2.3 外部供電

通過插座17PCBT1接入外接+24V電，同蓄電池輸出線+B相連，其作用同蓄電池。

通過2.1、2.2和2.3的分析可以看出：

（1）若想斷開車上全部負載的供電除斷開TSB外，還要在充電機處斷開FB1

（2）在有外接380V輸入的情況下，即使斷開TSB，非優(yōu)先供電負載（B1+）也可以正常工作。

2.4 充電機的工作、故障指示和停止保護：

2.4.1 充電器在接入AC380V電源后，就可以自啟動向外輸出DC24V。在充電機工作正常時其X30插的O針和T針就會有指令輸出，其中T針輸出的指令作為列車線貫通全車并把指令傳遞給網(wǎng)關(guān)。全列至少有一個充電機工作在正常時網(wǎng)關(guān)才會接收到充電機正常的指令。在充電機有故障停止工作時，X03插的M針會輸出指令通知TCMS。

2.4.2 在充電機檢測到遇有外部短路等重大故障時X03插的H針會和負線接通，繼電器17KBS激活，B1+→17Q06空開→17KBS線圈→SCB的X03插H針→充電機控制板→-LL。17KBS線圈激活后，會使充電機交流供電空開 15.2QM01的脫扣線圈激活，使空開自動斷開。實現(xiàn)保護充電機。B1+→空開17Q07→17KBS常開觸點→15.2QM01線圈→-LL。

2.5 蓄電池溫度補償

充電機在充電過程中會根據(jù)蓄電池電解液的濕度對充電電壓進行自動調(diào)整，因此在每節(jié)車的蓄電池上有一個PT100溫度傳感器,并將信號輸入到充電機控制板，實現(xiàn)對充電電壓的控制。

二、RH5型動車組蓄電池、充電機電路故障分析

CRH5型動車組蓄電池、充電機故障發(fā)生頻次較少，主要故障為：TD屏顯示充電機離線、蓄電池斷不開、蓄電池饋電等故障。

TD屏顯示充電機離線、報紅故障：這類故障發(fā)生在充電機內(nèi)部，多是充電機主控板、電源板造成。

蓄電池斷不開：蓄電池斷不開是由于TSB繼電器燒損造成，無法產(chǎn)生斷開的觸發(fā)信號，應急處理辦法是斷開該蓄電池中的FB2、FB3開關(guān)，避免該蓄電池饋電，或者更換TSB繼電器。

蓄電池饋電：沒有外接電源和受電弓未受流的情況下，長時間啟用蓄電池供電造成。我們在日常檢修中嚴格監(jiān)控蓄電池使用狀態(tài)，或是多采用外接電源供電方式進行斷電檢修作業(yè)。

三、結(jié)束語

CRH5型動車組低壓供電部分是動車組控制系統(tǒng)的基礎，熟練掌握該部分電路原理有助于掌握動車組其他電氣體統(tǒng)電路部分的要領(lǐng)，進而增進員工業(yè)務素質(zhì)，而對其故障的排查、判斷、處理是一個不斷摸索，不斷學習，不斷積累的過程，通過了解故障的現(xiàn)象，系統(tǒng)學習低壓供電部分的構(gòu)成、原理及功能，從而認識故障本質(zhì)，作出正確的判斷、恰當?shù)奶幚怼Ｄ壳?，動車組日常運用中遇到的設備故障問題多種多樣，為保證動車組安全平穩(wěn)運用，這就需要我們?nèi)徽驺@研、交流，積累豐富的檢修經(jīng)驗，為今后動車組的發(fā)展奠定基礎。

[1]張曙光.CRH5型動車組[M].北京：中國鐵道出版社,2008.

[2]黃璐.CRH5型動車途中應急故障處理[M].北京：中國鐵道出版社,2014.