在20世纪80年代中后期我国铁路客车开始大规模应用空调设备时,根据当时的技术水平和使用条件,制定的柴油发电车集中供电的方式,为空调设备大规模在客车上正常应用起到了好的保障作用。在当今公路、民航、管道等运输方式迅速崛起的竞争形式下,铁路要想求发展就必须不断提高自己的竞争实力,这其中很重要的一点就是要满足人们对乘车舒适度的要求。因此,现代客车上大多安装了空调、信息显示设备、甚至彩电、冰箱等。功率的提高,电压制式的不同相应的对客车供电系统提出了很多新的要求。 DC600V客车供电系统采用半导体静止变流器技术,与柴油发电车供电方式比,它具有众多优点,因而得到了广泛的推广应用。
与柴油发电车供电方式比,DC600V客车供电系统有如下优点:
(1)单位编组运输效率高,综合经济效益好。由于DC600V供电系统的设备体积小、质量小,主要利用车体下部空间安装,无需在编组中编挂专门的非载客车辆,因而在编组数量相同条件下,采用DC600V供电方式的列车比采用柴油发电车供电方式的列车要多一辆可载客的车辆,能提高单位运输收益;
(2)在中小编组(14辆车以下)条件下,一次性设备投资与柴油发电车供电方式持平或更低,产生的经济效益更为直接明显;
(3)输出电压适应范围广、节能;
(4)有利于环境保护:DC600V供电系统的噪音低,且无油烟污染,有利于改善铁路沿线尤其是车站工作人员的工作环境,有利于改善旅客的候车环境;
(5)日常维护工作量少,维护费用低。
列车DC600V供电系统主要包括整流电源、客车逆变电源、充电机、蓄电池组、供电母线、电源分配及相关保护电路等几大部分,其一般结构下图所示。
客车电源也称客车逆变电源,是列车DC600V供电系统的重要组成部分。客车电源的服务对象包括通风及冷却系统,压缩机、空调等,夏季负载为压缩机、通风机和冷凝风机、空调、废排风机和开水炉等;冬季负载为可频繁断电的三相交流220V负载(伴热)、通风机、开水炉、空气预热器等。它们的好坏直接关系到机车能否正常运行,关系到旅客的舒适性。客车电源也称客车逆变电源,其服务的对象包括通风及冷却系统,压缩机、空调等,它们的好坏直接关系到机车能否正常运行,关系到旅客的舒适性。
目前,由我所自主研发生产的TGF20系列型、TGF23系列型、TGN20系列型客车电源变换箱已分别批量用于25G、25T、25T样板车,运行考核良好。
TGF20系列型电源变换箱包括1台50KVA的逆变电源装置和1台不小于8KW的DC110V充电机等装置。
TGF23系列型和TGN20系列型电源变换箱包括2台35kVA的逆变电源装置和1台不小于10kW的变压器。
逆变电源为空调、电加热器以及其他车载交流380V用电设备供电;变压器为AC220V用电设备供电;DC110V充电机为控制电路、照明电路及其它110V负载供电,同时对DC110V蓄电池组进行充电。
下图为TGF20系列型客车电源电路示意图
下图为TGF23系列型客车电源电路示意图
本车厢的逆变电源只对本车厢的交流电器供电,不对其他车供电。考虑到我国铁路具有连续运行时间长,中途不具备维修条件的特点,采取适当冗余措施,一般每辆车厢配置两台逆变电源。电源的数量和容量的选择既满足正常及应急处理时的要求,又要考虑到经济性。2台逆变电源正常时保证本车厢所有相关交流电器的用电;当只能一台电源工作时,则切除部分负载。
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