CRH380D型动车组电路安全保护设计原理分析.doc

龙源期刊网 CRH380D型动车组电路安全保护设计原理分析作者：卢正竹来源：《中国科技博览》2016年第10期 ????????[摘 要]CRH380D型动车组电路安全保护的设计是本着制造安全列车的理念，在借鉴既有CRH1型动车组成熟的电路安全保护理念的基础上，又进行了一系列适应性改进设计，进一步完善了电气保护措施。自投入运营以来，安全可靠的电气保护措施得到了很好的验证，确保了列车长期的运行安全。 ????????[关键词]CRH380D型动车组 电路安全保护 安全可靠 ????????中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0264-02 ????????引言 ????????CRH380D型动车组的电路安全保护是基于既有CRH1型动车组来进行设计的，但CRH380D动车组整体电气原理相对既有CRH1型动车组更复杂，因此，对于电路安全保护的要求更高，在前期设计阶段联合庞巴迪德国公司做了大量的调查研究，庞巴迪还借助宇航集团的设计验证方法在德国设计中心为CRH380D控制系统搭建了1：1“铁鸟”试验台，通过模拟电气线路运用环境，进一步完善了电路安全保护的设计原理，为后期电路安全保护的细节设计提供了大量宝贵的数据支持。 ????????1.电路特点 ????????1.1 直流供电 ????????CRH380D型动车组直流供电由4组蓄电池和4个充电机提供，一组蓄电池和一个充电机称为一套，4号车、5号车各2套，通过并联模式将DC110V电源向各级供电母线供电，任何一组出现故障不影响列车车辆正常运行。DC110V电源从车辆总线分配到车辆负载，主要负载包括列车控制和管理系统（TCMS）、门系统、无线电、控制元器件（如：断路器、继电器、按钮开关等）、照明等，每路负载均通过断路器进行保护，为防止故障扩大，在蓄电池充电机与总线之间用断路器进行保护。 ????????1.2 交流供电 ????????CRH380D型动车组车上交流供电由4个辅助变流器ACM提供，1、3、6、8号车各一套，通过并联模式将三相四线制AC400V、50Hz电源提供到车辆总线，供列车交流设备使用，主要负载有列车采暖、通风和空调、变流器电机和变压器的冷却、蓄电池充电机等，每路负载均通过断路器进行保护。 ????????2.保护措施 ????????为了保障CRH380D型动车组安全运行，在电路安全方面针对不同的负载采取了多种安全保护措施，确保设备安全稳定可靠。 ????????2.1 电线电缆保护 ????????电线电缆的截面积是根据预期的工作条件（如电流、电压降、环境温度、敷设方式等）， 经过计算而确定的，应充分考虑负载短路和短时过载。动力线槽中的电缆采用分层并排铺设，每层与每排电缆之间都有一定距离，便于散热，以防止热量聚集造成的安全隐患。选用连接可靠的笼式和螺柱式接线端子排，进行内部分线和外部连接。对于不同的电器件和连接器，选用适合的端子和压接针，以保证连接的可靠性，防止因接触不良放电打弧造成安全隐患。 ????????2.2 级联保护 ????????CRH380D动车组使用断路器对大多数的负载设备做短路及过载保护。并且采用多个断路器级联保护。为了能够使选择的断路器在系统发生故障时起到保护作用，确保下级断路器动作要快于上级断路器动作，需要根据负载设备的电气性能及特性来对断路器进行选型。下面以Tp2车辅助交流供电系统为例来进行说明。如图一所示。当车内一位端通过台插座发生短路故障时，负责控制该插座的断路器33-F71会立刻脱扣提供一级保护；如果车内一位端通过台插座发生漏电故障时，负责控制该区域插座的漏电保护断路器33-F07会立刻脱扣提供二级保护；如果提供二级保护的断路器33-F07或线路发生短路故障时，负责控制该分支母线的断路器33-F01会立刻脱扣提供三级保护。 ????????车上电气柜、车下分线箱内分别设有断路器指示回路。每个断路器的辅助触点串联，当某处断路器脱扣，将向列车通信与管理系统（TCMS）发送故障信号。列车智能显示单元（IDU）将显示B类故障报警及故障所在位置。 ????????2.3 针对不同系统特性采用组合保护方式 ????????针对不同的系统特性，我们采用了组合保护方式确保设备安全工作。下面分别以直流和交流供电系统为例阐述保护方式。 ????????2.3.1蓄电池保护 ????????1）蓄电池线路保护 ????????蓄电池通过断路器实现线路保护。蓄电池供电系统结构框图如图二所示。 ????????2）蓄电池放电保护 ????????蓄电池深度放电可能导致蓄电池性能降低。蓄电池深度放电的5分钟之前，IDU显示一条相应的警告。当电池容量低于10%时不再能够开动列车。 ????????3）蓄电