张健，李世春，刘朋举
中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛，266111
摘要：轨道交通列车是我国近年来大力发展的主要铁路设备，要确保轨道交通列车长时间稳定运行必须要有一个性能优良的辅助供电系统。本文适应轨道交通列车辅助供电系统的发展趋势，按照着简化供电结构、提高可靠性的改进方向，去优化设计辅助供电系统，以期能够为专业从业者提供一种参考。
关键词：动车组；辅助供电系统；电路设计
1.引言
我国国土幅员辽阔，人口数量众多，相对于巨大的人口数量以及辽阔的地域，中国铁路原有的运输能力显得力不从也。为了有效的提高铁路运输能力，就需要提升运输效率，提高运输质量。为了实现这个目标，必须加强发展铁路运输系统的力度。高速铁路以其速度高、运量大、准点率高、对环境污染小、占用土地少、安全、可靠等优势在世界各国得到了大力发展。动车组（如图1）是我国近年来大力发展的主要铁路设备，要确保动车组长时间稳定运行必须要有一个性能优良的辅助供电系统。辅助供电系统为列车上的许多设备供电，保障列车正常运行、旅客乘车的必要需求以及舒适度保障。可见，辅助供电系统品质的好坏能够严重的影响到高速动车组的运行情况。
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2.辅助供电系统简述
动车组电路构成主要分为：主电路、辅助电路、控制电路等三大部分。其中，辅助电路主要由各种电线路、辅助电气设备以及辅助电源组成的。从电路系统构成可以看出，动车组上除主电路部分以外的各电压等级的电源以及各种行车必需的用电负荷构成了列车辅助电路。辅助系统给高速列车上的各个设备正常工作提供了保障，确保机车能够为此在正常的工作状态下运行，同时为高速列车上的工作人员及乘客提供工作和生活上的各种便利条件。
3.辅助系统电路设计
辅助供电系统应能实现以下负载供电：控制系统、辅助机组启动运行、车厢供电及旅客自带小功率电器等用电负载。对应的辅助供电系统应能提供：稳定直流、三相交流电、单相稳定交流电等三种电源。
针对我国各系列的和谐号动车组列车各自的优缺点，本文设计了一个改进的辅助供电系统。某型高速动车组辅助供电系统有六种供电制：第一种为单相不稳定交流电源；第二种为单相不稳定交流电源；第三种为王相稳定交流电源；第四种为稳定单相交流电源；第五种稳定单相交流电源；第六种为稳定的直流电源。其中不稳定电源供电虽然取电方式简单，但也存在着：过分相时受电弓降弓断电、大电压波动变化影响压缩机、风机等电机负载寿命等缺陷。
本文设计对照供电负载，将供电制简化为三种：三相稳定工频交流供电；单相稳定工频交流供电；稳定直流供电。这样设计取消了不稳定供电，避免较大电压波动对压缩机、风机等电机负载的影响。辅助系统电路结构如图2所示。
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4.辅助系统布局及特点
辅助系统布局结构为：辅助系统整流装置四台；辅助系统逆变器四台；110V供电电源及蓄电池组四套；辅助系统电缆汇流母排及电气配电柜。
辅助系统电路采用交-直-交的供电形式，结合了CRH2系列动车的成本低，效率较高的特点，同时吸取了CRH1型动车组和CRH5型动车组的优点。同时，本文所提出的辅助系统将直流母线直接接在直流环节后，通过斩波降压得到直流110V母线，而不是从交流400V母线上经整流得到。这样省略了经过逆变器环节的损耗，可以提高其效率。并且，由于该辅助系统不是像CRH1型动车组从逆变后的三相交流400V母线上取电进行整流得到的110V直流电，当由于逆变器出现故障而导致400V的交流母线出现故障时，直流110V母线仍能正常供电，提高了110V直流母线的可靠性。
5.辅助系统可靠性
对比CRH2系列动车组，该系列动车组列车中有两个辅助变流器，一个辅助变流器支持一个单元的负载供电，当一个辅助变流器发生故障时，另一个变流器需要支持全车的负载进行供电，因此逆变器的容量很大。本文设计的辅助供电电路中设有四套负载变流器，当一个辅助变流器发生故障时，另一个变流器只需承担本单元的负载，可靠性提高了很多，并且不需要很大的容量。
6．结束语
辅助供电系统是高速铁路的重要子系统，是动车组列车众多用电设备能量供应的重要环节，动车组辅助供电系统的安全、可靠运行，对高速动车组列车来说至关重要。本文适应轨道交通列车辅助供电系统的发展趋势，按照着简化供电结构、提高可靠性的改进方向，去优化设计辅助供电系统，以期能够为专业从业者提供一种参考。从业人员更好的从事动车组辅助供电系统研究，提升辅助供电系统设计制造水平，保障轨道交通列车安全可靠运行。
参考文献:
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