項目八輔助供電系統【知識要點】1.城市軌道交通車輛輔助供電系統的功能及組成。2.城市軌道交通車輛空調系統的結構及功能。3.城市軌道交通車輛照明系統的組成及各組成部分的功能及聯鎖關系。【教學目標】1.能夠掌握輔助供電系統的功能及組成。2.能夠理解輔助供電與車輛電力牽引系統的關系，并能夠列舉車輛上由輔助供電系統供電的設備。3.熟悉城市軌道交通車輛車內空氣參數設定標準，理解壓縮制冷的原理。4.能夠掌握城市軌道車輛空系統的組成及各組成部分的功能。5.能夠掌握城市軌道車輛照明系統的組成及各部分的功能。6.能夠根據車輛的亮燈情況判斷車輛的運行狀態。

任務一

輔助供電系統識認輔助供電系統是為了安裝在車輛上，但無法與接觸網連接的車載設備（空調、通風機、空壓機、蓄電池充電器及照明等輔助設備）提供供電電源。目前世界上在地鐵車輛輔助系統中大都采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊來構成。一、輔助供電系統的主要功能輔助系統主要有下述三種功能部分：（一）逆變部分：輔助用電設備大都需要三相50Hz，380V/220V交流電源，因而首先要將波動的直流網壓逆變為恒壓恒頻的三相交流電。（二）變壓器隔離部分：為了安全必須將電網上的高壓與低壓用電設備，尤其是常需人工操作的控制電源的設備，在電氣電位上實現隔離。通常采用變壓器進行電氣隔離，同時也可通過設計不同的匝比以滿足電壓值的需要。

（三）直流電源（兼作蓄電池充電器）：車輛上各控制電器都由直流電源DC/DC供電。車輛上蓄電池為緊急用電所需，所以DC110V控制電源同時也是蓄電池的充電器。上述三部分構成完整的輔助供電系統。二、輔助系統的組成輔助系統主要包括以下部件：輔助逆變器箱（包含輔助逆變器和充電機，安裝在車底）、蓄電池箱（安裝在車底）、低壓箱（安裝在車底）。每個A車一個輔助逆變器箱（包括2個逆變單元），提供交流電源；每個A車2個DC/DC，與A輔助逆變器集成在一個箱體中，為整列車提供110V直流電源。如表所示：

名稱ABC輔助逆變器箱1（含2個輔助逆變器、2個充電機）

低壓箱111蓄電池箱2

表8-1列車中輔助供電設備的分布

（一）輔助逆變器箱A車配備一個輔助逆變器箱，每個輔助逆變器箱內配備2臺輔助逆變器，整列車有4臺輔助逆變器負責供電。為全列車上所有三相交流負載提供3AC、380V、50Hz的電源，其中每個輔助逆變器都帶有DC/DC變換器為110VDC負載供電，每個輔助逆變器箱內有一個DC/DC變換器為蓄電池提供一個110VDC的充電電源。全列車4臺輔助逆變器并聯向貫穿全列車的AC380V交流母線供電，列車上所有交流負載都從貫穿列車的交流母線得到電源。下表是某城市軌道交通車輛逆變器的基本參數：

額定輸入電壓DC1500V輸入電壓波動范圍DC1000V～1800V額定容量210KVA過載能力345KVA電制動允許最高電壓DC2000V相數3相額定輸出電壓AC380V±5%輸出頻率50HZ±1%全負荷效率>90%冷卻方式強迫風冷噪音（相距1m處）﹤73dB(A)表8-2輔助逆變器的基本參數表8-2輔助逆變器的基本參數

1.交流供電。輔助逆變器的負荷分配考慮了負載的均勻性和輔助逆變器故障情況下重要負載的供電保證措施。輔助逆變器的交流負載主要有：空氣壓縮機、空調、設備通風（制動電阻風機和牽引箱通風風機）、司機室通風設備、方便插座。2.直流供電。正常情況下，直流負載是通過安裝在A車上帶有DC/DC變換器的輔助逆變器，或緊急情況下通過A車上的蓄電池進行供電。兩臺蓄電池之間通過二極管進行相互隔離。如果蓄電池電壓低于設定的電壓值時，則主接觸器斷開，使蓄電池負載與蓄電池斷開。當蓄電池電壓高于設定的電壓值時，負載自動切換回供電狀態。當列車處于不激活狀態時，除DC110V永久列車母線外，其它低壓母線都處于無電狀態。大部分直流負載通過兩條直流110V列車線供電。其中一條列車線主要用于常規負載，另一條則用于延遲負載。直流負載主要分為：

（二）充電機每一個A車輔助逆變箱內設置一臺充電機，該充電機兼做DC110V電源，每個A車的充電機對本車蓄電池組充電。通過檢測蓄電池電量和蓄電池箱內的環境溫度，按照蓄電池充電曲線調節充電機電壓的輸出。充電機到車輛直流負載供電的正線設置一個二極管，防止母線供電出現逆流。充電機的主要技術參數如表8-3。額定輸入電壓AC400V輸入電壓波動范圍AC400V±5%額定容量25kv額定輸出電壓DC110V±1%輸出電壓調節范圍根據蓄電池溫度進行補償輸出

（三）低壓箱A、B、C車均設有低壓箱，每個低壓箱中均裝有為220V方便插座供電的變壓器，以及輔助供電系統中的熔斷器、欠壓繼電器、時間繼電器、接觸器、微型斷路器、功率二極管、接線端子排等低壓電器設備，用于分配交流和直流負載電源的母排、端子等，具有控制切換及過載和短路保護作用。低壓箱如圖8-1所示。（四）蓄電池箱蓄電池箱內的主要設備包括：蓄電池、熔斷器和溫度傳感器。熔斷器用于對蓄電池電路的過流保護，通過溫度傳感器檢測蓄電池的溫度，實現充電機對蓄電池電壓的溫度補償功能。1.蓄電池概況。在系統故障情況下，如缺少接觸網電壓、牽引變壓器或者變流器故障、蓄電池充電機故障等，箱重要負載供電的設備。

2.蓄電池的功能。當DDU顯示兩臺充輔助逆變器或充電機停止工作，此時，蓄電池將自動進行車輛緊急供電（注意：此時列車處于喚醒狀態，空調控制處于“ON”位）并滿足列車上緊急負載45分鐘的用電量。3.蓄電池的保護和控制：（1）在A車低壓箱設置蓄電池隔離開關BIS，可以切除/接通蓄電池與DC110V供電母線，用于蓄電池維護及列車直流負載檢修時隔離蓄電池。（2）蓄電池箱體設有蓄電池溫度傳感器PT100，實現蓄電池在充放電循環過程中，對充電電壓進行溫度補償。（3）在輔助逆變器集成二極管防止逆流(從DC110V負載到蓄電池)，當一個蓄電池充電機(即低壓電源)發生故障時，與其相關的蓄電池不再被充電。在蓄電池正負端設置熔斷器，實現對