高鐵動車組新型電力分配系統研究

趙巖 孫興貴 莊耀輝 唐俊強 冷輝方

摘要：隨著我國科學技術的發展，我國的交通水平得到了很大的提高，高鐵的正式投入運營在很大程度上改變了我國傳統的交通結構，為居民的日常出行提供了很多的選擇。原有的傳統列車并不能完全滿足人們的需求，制約了中國的經濟發展，所以在2003年左右，中國大力發展了高鐵動車組，并且在短短的時間里高壓配電系統對分布式電機組尤為重要。在此基礎上，本文論述了傳統汽車組的配電不足，以及新型汽車組的整體結構中心和汽車組的結構，介紹了汽車組的供電系統的設計思想，介紹了汽車組的功能，并對未來中國的汽車組進行了展望。期待能對高水平汽車隊的設計有所幫助。

關鍵詞：高鐵動車組;新型電力;分配系統

一、傳統電氣設計的弊端

隨著我國經濟水平的迅速提高，高鐵在我國得到了廣泛的推廣和應用。在實際的運行過程中，高鐵具有穩定性強，運行速度快并且安全性高的優點。但是正式因為高鐵運行速度比較快，所以一旦發生事故，相關工作人員必須要在短時間內采取有效的安全措施，才能確保高速鐵路的安全運行。所以將安全保障系統應用在高速鐵路電力分配系統中，可以全面有效地控制高速鐵路的運行，以最大程度確保高速鐵路在實際運行中的安全和穩定。傳統電力系統存在設計效率低，配電混亂并且能耗大，浪費嚴重等缺點。由于電氣設備設施安裝位置不科學，對列車運行安全影響不大，電力控制系統落后，智能化程度低，列車空間相對狹小，各種控制設備配置不合理，對于運營運輸和售后等工作要求都比較高，并且檢測效率低，與此同時，調試和故障處理成本較低，且不斷增加。

二、新電氣系統設計理念

考慮到汽車組空間有限，并且動車內部設備系統復雜，供電環境的要求比較高，所以在高速運行時，需要觸摸屏進行供電的特點，干燥設備的供電要求和整車結構標準化，模塊化設計，減少不必要的配電和損耗。

三、新車組供電系統模塊設計

工作人員可以根據車輛的電氣系統的不同，將車輛總電源進行科學的分類，根據以往分類類型，我們可以知道，車輛總電源主要可以分為兩種，第一種是網側電壓供電系統其次還有輔助供電系統。網側供電系統有著較為豐富的功能，主要是通過系統內部的接觸網將電能進行傳輸，其次，這種供電系統還可以對電氣系統中的電能進行科學的轉換。而輔助供電系統的主要功能則是為列車的運行提供重要的電能，輔助系統可以將系統電源進行轉換，并且將變壓系統狗變頻器的工作進行有效的結合。列車一旦失去緊密的電源連接，蓄電池系統就可能提供啟動列車的重要電源。

3.1網側供電系統

在具體的工作過程中，網側電壓系統會在和網絡產生接觸時，在交流線路電壓出產生濾波，但是這些濾波會對列車的運行產生負面影響，為了減少濾波對列車和電壓的影響，并且在此基礎上保護接觸網不受列車短路問題的故障。這種系統的基本設備主要可以分為車頂的系統和車架的部分。新型的車頂部分設備則主要是將電弧和斷路器進行結合，并且利用過渡電阻來減少濾波對列車的影響，以及網側電壓互感器等等。除此之外，相關工作人員還要在列車中安裝避雷器，減少外界因素對于列車運行的影響，并且利用高壓隔離開關，使用接地受電弓等設備這是車輛組與接觸網之間的接觸裝置。當車輛組需要開關電源時，受電弓直接升降。受電弓運行采用電動平衡系統，受電弓頭與接觸網保持接觸。動車內部安裝自動強弓裝置，用于檢查動車頭部系統的損壞狀態。一旦發現任何損傷，工作人員就要對故障進行維修。另外，在更換設備之前，還要將皮電弓升降駐斷路器以及接收到皮電弓的電網側電流連接到車輛電氣裝置，并將電源線連接到主變壓器或切斷。發生過載或短路時，切斷電源線。開關取決于實際電網的側電壓或司機的要求，當汽車組的高壓牽引系統發生故障時，要及時切斷配電網的連接，為了安全起見，在與相連的側電壓電路中運行時，動車組的變壓器側可以通過接地開關進行接地。隔離開關與被電弓之間有硬接線電路，只有在電弧的強弓狀態下，才允許開關和開關動作，使用高壓電路的接地開關，確保高壓系統檢修時的安全，所有主電路斷路器上都有接地開關。安裝主斷路器兩端接地。

3.2底架部分設備

安裝在車輛底盤上的電源系統由安裝在同一單元內的主變壓器和主電流互感器組成。主變壓器為所有變頻器型號供電，將網側電壓轉換為適用于牽引系統和底盤電流互感器的電壓。單側主繞組電流的測量值和測量值用于變頻器控制計算。

3.3輔助電源系統

車輛底盤上安裝有雨水，主要輔助供電設備包括輔助變頻系統和蓄電池系統。與牽引系統一起安裝在變頻器和濾波器箱上，輔助變頻系統將電網側變頻器直流環節的直流電壓轉換為固定頻率和固定幅值的三相電壓。考慮到汽車組空間有限，并且動車內部設備系統復雜，供電環境的要求比較高，所以在高速運行時，需要觸摸屏進行供電的特點，干燥設備的供電要求和整車結構標準化，模塊化設計，減少不必要的配電和損耗。輔助變壓器降壓至，電源通過三相母線分配到各種負載，如壓縮機，空調排煙機和蓄電池充電電機等，其中蓄電池系統提供直流電力。

四、結束語

隨著高速鐵路技術的發展，人們出行的舒適性和方便性的提高，保證汽車組供電的穩定性和科學配電是保證列車安全運行的基礎和前提。人們，新型汽車集團的電氣設備種類呈現出復雜的發展趨勢。汽車集團將實現電氣系統的模塊化和未來高速鐵路發展系統的智能化，這一點尤為重要。

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