引言

　　在現(xiàn)代高速動車組中,，輔助供電系統(tǒng)作為重要組成部分之一,，主要為除牽引動力之外的所有用電設(shè)備提供電力,。它關(guān)系著動車組許多功能模塊的實(shí)現(xiàn)，是列車安全穩(wěn)定運(yùn)行,、旅客乘坐舒適的重要保證,。自CRH2C型動車組運(yùn)行以來，輔助供電系統(tǒng)故障時有發(fā)生,，運(yùn)行中會出現(xiàn)輔助電源裝置（APU）不能擴(kuò)展供電,、通風(fēng)機(jī)停止、輔助負(fù)載跳閘斷電等故障,，這些故障直接影響旅客乘坐的舒適性和列車的正常運(yùn)行,，嚴(yán)重干擾鐵路運(yùn)行秩序。

　　1輔助電源系統(tǒng)

　　CRH2C型動車組輔助電源系統(tǒng)概述

　　CRH2C型動車組是300km速度級動車組,，全列車共8輛編組,，6動（M）2拖（T），首尾1號車和8號車是拖車,，2號車到7號車是動車,。全列車共3臺輔助電源裝置（APU），APU1,、APU2安裝在1號車和8號車車底，APU3安裝在5號車車底,。2號車,、4號車、6號車車底下各懸掛一套控制用蓄電池裝置,。3號車,、7號車車底下各懸掛一套應(yīng)急通風(fēng)用蓄電池裝置。8號車設(shè)有列車無線用蓄電池,。

　　供電原理

　　CRH2C型動車組的輔助電源裝置APU1/APU2從電路結(jié)構(gòu)上分為兩部分：輔助電源單元和輔助整流單元,。從變壓器輔助繞組提供電源，經(jīng)APU1/APU2內(nèi)部電能變換，共輸出6類不同電壓制式的電源系統(tǒng),，分別為非穩(wěn)定單相AC400V系統(tǒng),、非穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)、穩(wěn)定三相AC400V系統(tǒng),、穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng),、穩(wěn)定單相AC220V系統(tǒng)和穩(wěn)定DC100V系統(tǒng)。

　　非穩(wěn)定單相AC400V電源系統(tǒng)由牽引變壓器輔助繞組提供,，通過閉合交流電接觸器ACK1給輔助電源提供AC400V不穩(wěn)定電源系統(tǒng),，其配線是704、754線系統(tǒng),；APU1或者APU2內(nèi)部的輔助變壓器（ATr）將牽引變壓器輔助繞組的單相不穩(wěn)定AC400V電壓直接降壓至單相不穩(wěn)定AC100V電源系統(tǒng),，向盥洗室熱水器、保溫回路等容許電壓變動的負(fù)載供電,，其配線是251線系統(tǒng),；APU1或者APU2內(nèi)部的整流器和逆變器將非穩(wěn)定單相AC400V系統(tǒng)變?yōu)榉€(wěn)定三相AC400V系統(tǒng)，為牽引系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備牽引變壓器,、牽引變流器,、牽引電機(jī)用各送風(fēng)機(jī)等以及主空壓機(jī)、電開水爐等負(fù)載供電,，其配線為771,、781、791系統(tǒng),；從輔助電源單元的逆變器輸出的三相穩(wěn)定AC400V電源系統(tǒng)經(jīng)輔助整流單元的隔離穩(wěn)壓變壓器TR3,、TR4分別輸出穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)、穩(wěn)定單相AC220V系統(tǒng),，其配線分別為202線系統(tǒng)和302線系統(tǒng),；輔助電源單元的逆變器輸出的三相穩(wěn)定AC400V電源系統(tǒng)經(jīng)過輔助整流單元的整流器變?yōu)榉€(wěn)定DC100V系統(tǒng)，其配線為103線系統(tǒng),，向車輛的控制電源,、車廂照明、蓄電池,、給水衛(wèi)生等供電,。APU1/APU2內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　APU3由單相整流器,、三相逆變器等構(gòu)成,。APU3的輸入電源是牽引變壓器3次繞組輸出的AC400V,通過單相整流器變換成為直流電。該直流電通過三相逆變器變換成為交流電,，提供AC400V三相50Hz電源,，供應(yīng)4號車主變壓器冷卻風(fēng)機(jī)，4號車、5號車的牽引|變流器CI及牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)用電,。內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,。

　　在動車組上安裝3臺牽引變壓器，分別安裝在2,、4,、6號車。2,、6號車的牽引變壓器輔助繞組輸出的AC400V電壓,，通過控制交流電接觸器ACK1分別供電給4節(jié)車廂。正常情況下,，每臺主變壓器的輔助繞組輸出的AC400V分別供電給4節(jié)車廂,。當(dāng)一臺牽引變壓器故障時，通過控制交流電接觸器ACK2,另一臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引變壓器能夠通過輔助繞組向8節(jié)車廂供電,。4號車的牽引變壓器輔助繞組輸出的AC400V單獨(dú)給5號車的輔助電源裝置APU3提供電源,。1、8號車各安裝1臺輔助電源裝置APU,，一臺輔助電源裝置供給4節(jié)車廂所需輔助用電,。當(dāng)一臺輔助電源裝置發(fā)生故障時，通過控制擴(kuò)展供電接觸器BKK,，另一臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助電源裝置能夠向8節(jié)車廂供電,。在5號車上另外安裝了一臺輔助電源裝置APU3,APU3單獨(dú)給4、5號車的牽引設(shè)備通風(fēng)機(jī)供電,。當(dāng)APU3出現(xiàn)故障時,，可由8號車的APU給APU3進(jìn)行擴(kuò)展供電。

　　2輔助電源典型故障原因分析

　　APU1/APU2輔助整流單元故障2.1.1輔助電源裝置ACVN1跳閘

　　輔助電源裝置交流電源斷路器1跳閘的故障代碼為146,出現(xiàn)這種故障的現(xiàn)象是AC100V穩(wěn)壓供電電路失電,，導(dǎo)致無法進(jìn)行空調(diào)控制,、供水控制、顯示器控制等,。

　　查找故障原因時,，首先要分析單相穩(wěn)定AC100V電源系統(tǒng)（202線系統(tǒng)）的供電原理，單相穩(wěn)定AC100V電源系統(tǒng)是由輔助電源單元的逆變器輸出的三相穩(wěn)定400V電源系統(tǒng)經(jīng)過穩(wěn)壓變壓器TR3輸出,，所以故障原因可能是TR3變壓器故障,；其次要檢查該電源系統(tǒng)的用電設(shè)備，有可能是負(fù)載設(shè)備故障,；最后要檢查運(yùn)行配電盤的ACVN1斷路器是否出現(xiàn)故障。

　　如果在運(yùn)行途中某號車出現(xiàn)這種故障,，列車可以繼續(xù)運(yùn)行,，需要再次投入輔助電源裝置交流電源（ACVN1）。如果恢復(fù)，列車正常運(yùn)行,。如果沒有恢復(fù),，需到該供電單元各車全部斷開各車故障用電設(shè)備的NFB。再次閉合ACVN1,，然后逐一閉合后續(xù)用電設(shè)備,。待ACVN1再次跳閘，切除該故障用電設(shè)備,，重復(fù)進(jìn)行,，查找出所有故障設(shè)備并相應(yīng)切除，完成后閉合ACVN1,。待車輛入庫后進(jìn)一步檢查具體原因,。

　　2.1.2輔助電源裝置ACVN2跳閘

　　輔助電源裝置ACVN2跳閘的故障代碼為147，出現(xiàn)這種故障的現(xiàn)象是AC220V穩(wěn)壓供電電路失電,，導(dǎo)致小賣部設(shè)備,、插座斷電。

　　此故障原因分析方法和故障1相同,。首先分析單相穩(wěn)定AC220V電源系統(tǒng)（302線系統(tǒng)）的供電原理,，它是由輔助電源單元的穩(wěn)壓變壓器TR4輸出，所以故障原因可能是TR4變壓器故障,；其次考慮該電源系統(tǒng)的用電設(shè)備是否發(fā)生故障,；最后要檢查運(yùn)行配電盤的ACVN2斷路器是否出現(xiàn)故障。應(yīng)急故障處理措施與故障1處理方法類似,，不再分析,。

　　2.1.3輔助電源裝置ARfN2跳閘

　　輔助電源裝置ARfN2跳閘的故障代碼為144,該故障現(xiàn)象是充電能力降低。輔助電源裝置的輔助整流單元主要由變壓器TR2和整流模塊構(gòu)成,，輸出DC100V電源系統(tǒng),，由103線系統(tǒng)給負(fù)載供電。該故障發(fā)生的原因可能是TR2變壓器故障,，整流單元故障,，ARfN2斷路器故障。

　　APU1/APU2輔助電源單元故障2.2.1輔助電源裝置ATN跳閘

　　輔助電源裝置ATN跳閘的故障代碼為148,出現(xiàn)這種故障的現(xiàn)象是由于加熱器回路失電,，導(dǎo)致無法制暖,。ATN是輔助變壓器輸入用斷路器，為輔助電源裝置的輔助變壓器（ATr）輸出的單相AC100V非穩(wěn)壓供電電路,，通過251線供電,，主要用電設(shè)備為輔助加熱器（AHeK）、保溫2（JaN2）,、水泵（ABHeCN）,、自動洗面臺（AHWN）,、玻璃加熱器（GHeN）等。所以,，該故障原因可能是ATr變壓器故障,，負(fù)載設(shè)備故障，ATN斷路器故障,。

　　ACK1接觸不良

　　ACK1接觸不良的故障代碼為170,該故障現(xiàn)象是VCB斷開,、此動力單元所有的輔助電源（APU）失電。CRH2型動車組采用變壓器輔助繞組供電模式,，通過控制交流電接觸器ACK1,，給輔助電源裝置提供輸入電源。該故障發(fā)生原因可能是ACK1自身故障,，擴(kuò)展供電ACOSN故障,，交流電接觸器ACK1R2故障。如果在運(yùn)行途中發(fā)生此類故障,，列車可以繼續(xù)運(yùn)行,，將運(yùn)行配電盤擴(kuò)展供電NFB（ACOSN）斷開再投入。如果恢復(fù),，正常運(yùn)行,。未恢復(fù)，通過閉合交流電接觸器ACK2,維持運(yùn)行,。

　　2.2.3輔助電源裝置發(fā)生故障,，不能進(jìn)行BKK擴(kuò)展供電

　　該故障現(xiàn)象一般為APU停機(jī)，此時動力單元所有的輔助電源失壓,，進(jìn)行BKK閉合時,，另一單元APU發(fā)生故障停機(jī)。

　　如果在運(yùn)行途中出現(xiàn)此類故障,，首先,，斷開故障單元的三相AC400V（771、781,、791線）電源系統(tǒng)所有負(fù)載,，閉合BKK進(jìn)行擴(kuò)展供電。如能閉合BKK擴(kuò)展供電,，再逐個閉合負(fù)載NFB,。如遇牽引變壓器通風(fēng)機(jī)MTrBMNFB跳閘，則切除該故障風(fēng)機(jī)的變壓器NFB,，閉合ACK2,，空調(diào)自動減半，維持運(yùn)行,。如遇MMBM,、CIBMNFB跳閘,，則切除該故障風(fēng)機(jī)動車,。輔助電源（APUBMN,、ARFN2、ACVN1,、ACVN2,APUCN）其中之一跳閘,，則切除相應(yīng)負(fù)載，進(jìn)行BKK擴(kuò)展供電,。如仍不能閉合BKK擴(kuò)展供電,，說明是771、781,、791干線故障,，則切除該故障單元主變壓器及動車，按運(yùn)規(guī)要求限速維持運(yùn)行（重聯(lián)無須限速）,。關(guān)閉該故障單元的換氣裝置,，密切注視蓄電池電壓。

　　2.3輔助電源裝置APU3故障

　　CRH2C型動車組在5號車上安裝了一臺輔助電源裝置APU3,APU3單獨(dú)給4,、5號車的牽引設(shè)備通風(fēng)機(jī)供電,。當(dāng)APU3出現(xiàn)故障時，可由8號車的APU給APU3進(jìn)行擴(kuò)展供電,。運(yùn)行途中司機(jī)確認(rèn)輔助電源裝置APU3故障時,，首先應(yīng)到5號車運(yùn)行配電盤斷開輔助電源裝置控制NFB（APUCN），然后閉合BKK2進(jìn)行擴(kuò)展供電,。

　　在運(yùn)行途中,，發(fā)生APU3的變頻器用IGBT異常（CONVFO）故障，故障代碼為224,。故障原因是很可能是APU3內(nèi)部整流模塊損壞,。首先切除5車APU3后，從8車輔助電源裝置對其進(jìn)行擴(kuò)展供電,。等入庫檢查APU3,根據(jù)APU3內(nèi)部故障代碼檢查內(nèi)部整流模塊,。如果燒損損壞，貝便換新整流模塊,，使其恢復(fù)正常,。

　　3結(jié)語

　　輔助電源系統(tǒng)不僅能為室內(nèi)照明、顯示器,、空調(diào),、電茶爐等服務(wù)性設(shè)備提供電源，還要為列車運(yùn)行控制提供電源,，所以該系統(tǒng)是動車組的重要組成部分,。該系統(tǒng)出現(xiàn)故障會直接影響動車組的正常運(yùn)行,，所以要加強(qiáng)輔助電源系統(tǒng)的故障應(yīng)急處理措施和維護(hù)檢修工作，減少故障的發(fā)生和損失,。