25G(T)型旅客列车配电控制柜电路详解
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25T型铁路客车列车电气监控系统的组成及常见故障的处理方法摘要:随着我国旅客列车速度的提高,确保旅客列车安全运行是重中之重,同时采用相应的信息化作业,成为了目前保证旅客列车安全运行的重要手段,旅客列车在运行中列车乘务人员通过网络监控系统可以随时掌握列车中车辆的运行状态,对运行中发生的故障及时处理并防止故障的扩大,保障了旅客列车的安全运行。
关键词:铁路客车;电气监控系统;网络一、25T型铁路客车列车电气监控系统的组成25T型铁路客车列车电气监控系统主要由DL-Ⅱ代理节点、WG-Ⅱ型PLC网关、轴温报警器网关、烟火报警器网关、防滑器网关、塞拉门网关、逆变网关、车辆工程师车网络主控站、电气监控显示屏、首尾车终端电阻、GPRS、GPS天线等装置组成。
DL-Ⅱ代理节点是连接列车网和车厢网的桥梁,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态等信息。
有两个独立的Lonworks通信接口,其中上行Lonworks接口负责列车级网络通信,下行Lonworks通信接口负责车厢级网络通信。
这些网关一方面通过RS-485或RS-232通信接口实现PLC到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间、烟火报警器到PLC之间、防滑器到PLC之间的数据传递,另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息及命令的传递。
二、25T型客车列车电气监控系统的常见故障及处理方法1.故障现象:WG-Ⅱ型PLC网关LSV指示灯闪烁处理方法:如果LSV指示灯闪烁,说明通信有故障,但不影响PLC的正常工作。
1.1 检查本列车中是否有车厢号重复现象,若有,断电修改车厢号后重新上电,检查LSV指示灯显示状态是否恢复正常。
1.2检查接线是否正确,接线是否有短路现象。
1.3检查DC24V供电电源是否正常,电压符合规定。
1.4检查列车网络通讯线是否有对地绝缘不够、短路、开路等现象。
1.5更换WG-Ⅱ型PLC网关。
2.故障现象:工程师车电气监控屏监控不到车厢信息处理方法:(1)在工程师车通过PLC触摸屏与其他车厢网络互调,如果网络互调正常,可以判断为工程师车电气监控系统故障,重点查找工程师车电气监控系统网络通信线、WG-Ⅱ安全监视网关、电气监控屏及各插件等部位。
直供电列车集中供电原理25G型DC600V车辆与机车间连挂的39/43芯异型集控线的主要作用是:○1向机车供电集中控制器提供控制电源;○2为机车与车辆间的供电请求、供电允许信号提供通路,以确保机车向客车安全供电。
其原理如下(电气原理图见下图,以DJK-1A型机车供电集中控制器为例):1. 39/43芯异型集控线连挂完毕后,闭合任一辆车集控电源空开Q12,DC110V电源经集控电源空开Q12、车下集控电源线(39芯中的31号和32号脚线)为机车供电集中控制器提供DC110V电源,此时HL19指示灯亮,表明车辆DC110V有电。
2. 闭合编组列车所有综合控制柜内DC110V母线空开Q20后,当任一车辆电气综合控制柜内“供电请求”开关Q18提供闭合时,DC110V供电请求信号(41#线)经39芯集控线第8针至机车端43芯集控线1、3针至机车供电集中控制器控制模块,此时HL21(绿灯)亮,表示客车综合控制柜供电开关已处于DC600V供电位,同时控制模块接收到“供电请求”信号后,HL20(红灯)亮,表示直流供电允许;3. 机车接收到“供电允许”信号后,开始向车辆供电,此时K1(K2)闭合,KA1得电吸合,直流供电指示灯HL22(绿色)亮,39、41号线向车辆输出110V“供电允许”信号,经过KT1延时后,KA3吸合,串在机车供电控制回路中的KA3辅助触点1、2吸合,DC600V供向客车。
(KT2时间继电器保证直流供电允许信号(39、41)先送出,DC600V后供电,延时一般取5s。
)4. 车辆综合控制柜198#线接收到DC110V供电允许信号后,KM3吸合,KM3常开触点闭合,DC110V电源分别向逆变器控制回路、充电机控制回路、PLC以及传感器电源转换模块供电,机车延时5S后DC600V向车辆供电,车辆逆变器、充电机主回路得到DC600V电源后,开始工作。
39/43芯异型集控线相关资料1.25G型DC600V新车与机车间的通讯采用39/43芯异型集控线连接,车辆端为39芯KTL39DX客车集控连接器插头,该连接器插头由38根插针和1根射频同轴插头组成,插头外壳设计有定位插孔,与之配对的连接器插座上有定位插销和导向滑轨、插头外壳的定位缺口与插座外壳定位凸起配合定位。
25G车DC600V电气系统一、总述为满足铁路客车跨越式发展的需要,铁道部和各客车生产厂家参照了国外供电制式并结合我国国情和技术现状,对电气化铁路客车电气系统进行了标志性的改进,最终确定了电气化铁路段客车DC600V供电方式。
在电气化区段,新研制的客运(SS8、SS7、 SS9)电力机车的列车辅助供电装置将受电弓接受的25KV单相高压交流电降压、整流、滤波成DC600V直流电,机车上安装了两套DC600V电源装置,两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电;空调客车通过综合控制柜自动(按车厢号分奇偶选择)将其中一路DC600V送入逆变电源装置(简称逆变器箱,型号:25T-2X35KVA+12KVA,包括两个35KVA逆变器和一个12KVA三相四线制隔离变压器)及DC110V电源装置(简称充电器箱,型号:25T-8KW+3.5KVA,包括一个8KW充电器和一个3.5KVA单相不间断逆变器)。
2X35KVA逆变器将DC600V逆变成两路三相50Hz、AC380V交流电,向空调装置、电开水炉等三相交流用电负载供电;8KW充电器将DC600V变换成DC110V直流电,给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电;客室电热和温水箱采用DC600V直接加热。
采用2X35KVA逆变器供电,主要从两方面考虑:一是25T 客车除空调机组外,还新增加了许多设备,单车负载容量较大;另一方面是为了适应新的运行方式,增加供电系统的可靠性和安全性。
两个逆变器其中一个主要给空调机组供电,另一个给开水炉、伴热等交流负载供电;正常情况下,两个逆变器相互独立,互为热备份。
但当其中一个发生故障时,由另一个负责继续向负载供电,只是部分受控负载要减载运行(如空调机组转入半冷或半热工况)。
客室电热器、温水箱等电阻性负载之所以采用DC600V直接加热的方式,一方面减轻了逆变器的冬季负载,另一方面减少了电阻性负载引起的漏电流。
由于电气化区段每隔25km左右有一个分相区, DC600V电源装置在过分相区时没有输入电源,因此逆变器和充电器均没有输出;为了避免照明负载的频繁断电,所以照明采用DC110V供电,在牵引区段,由充电器向照明负载供电,而过无电区时则由安装在车下的蓄电池供电。
第四章国产25T 型客车电气系统第一节综合控制柜概况一、主要特点1、实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。
2、综合控制柜根据预设参数实现自动控制、减轻了操作人员的工作强度,避免了人为操作引起的事故,便于操作和维护。
3、对电气系统参数进行适时监测,出现故障时进行保护动作,避免了由于保护不及时而引起的严重后果。
4、综合控制柜可对轴温、防滑器、烟火报警器,车门状态进行监视和显示。
5、综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作,整个电气系统工作更加安全可靠。
6、根据《铁道客车配线布线规则》和实际存在的问题,不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互间的电磁干扰。
7、综合控制柜的控制方案以自动为主,同时考虑控制系统故障的应急措施,包括极端情况下的手动应急措施。
8、综合控制柜主要具备六大功能:电源转换与控制功能;空调机组控制功能;蓄电池欠压保护功能;照明供电功能;轴温、防滑器、烟火报警器、车门及电源箱状态监视功能;联网通信功能二、技术规格(一)主要技术参数及功能1、综合控制柜控制单元(1) PLC :是可编程序控制器的缩写( 2) 信息显示触摸屏2、交、直流电源( 1 ) 主电路电源( 2) 蓄电池( 3) 直流控制电源( 4) PLC 、触摸屏及传感器供电电源( 5) 尾灯、电话插座供电电源(二)WG型网关功能(三)DL- U代理节点三、系统功能1、触摸屏功能2、电源供电转换功能3、空调机组控制功能4、照明控制功能第二节综合控制柜的工作原理一、客车的供电控制与转换自动控制流程:1、上电初始化程序系统,准备运行2、1路、U路有电源检测3、数据判断(三种情况)4、1路供电启动,半载运行5、1路、U路都有电,奇数车启动I路供电,偶数车启动U路供电,全载运行。
6U 路供电,半载运行。
7、信号输出。
二、空调机组控制空调机组控制原理在《客车空调装置》也有具体阐述三、蓄电池欠压保护综合控制设蓄电池欠压提示功能,当PLC检测到本车蓄电池电压低于欠压保护设定值,触摸屏应显示相应故障信息,提示用户。
25G\25T 型空调控制柜及空调机组 1.1 空调控制柜空调控制柜是客车空调系统的控制中心,它按设定的程序准确地控制着空调系统的正常工作,完成通风、制暖、制冷的手动或自动运行。
整个电路可完成空调系统的供电、控制及保护作用,柜门上的指示灯显示出工况或故障现象等。
1.1.1 结构形式控制柜为落地式结构。
外形尺寸为(1300×700×250)mm(1T1型)。
柜体的后壁有六个安装孔,以便将控制柜固定在间壁上。
柜体前面为两扇对开的柜门,其开度大于90°,开门后有固定装置将门固定,以防止行车检修时柜门摆动。
门上装有显示各种工况的指示灯及铭牌等。
右门有暗式把手,左门内有一插销,并在右门上装有一只统一型号的抽屉锁,可用同一把钥匙开锁。
所有电气件(指示灯除外)均安装在柜内的一块大安装板上,器件多采用轨道安装方式,以方便更换。
配线用线槽,各线端用印有线号的热缩管套紧,柜内整齐美观。
温控仪、转换开关及计时器等安装在一块可翻动的小安装板上,检修非常方便。
空调控制柜外形图见附图2.1。
1.1.2 主要技术参数1.1.2.1 型号:KLC40〔2〕-1T1型。
1.1.2.2 配套空调机组:KLD40型。
1.1.2.3 形式:对开门柜式。
1.1.2.4 电源:控制电路:单相交流220V ,50 Hz 。
主 回 路:三相交流380V ,50 Hz 。
1.1.2.5 使用环境温度:-20~+40 ℃。
1.1.2.6 使用环境湿度:≤85%。
1.1.2.7 海 拔:≤1 500 m 。
1.1.3 静态设定参数1.1.3.1 时间继电器:KT1—60 s ;KT2—70 s ;KT3-50 s 。
1.1.3.2 热继电器:FR1—5 A ;FR4,FR5—4 A ; FR2—5 A 。
1.1.3.3 高、低压继电器:欠压:30187+- V 释放,30191-+ V 复位。
过压:05253+- V 触点断开,50240+- V 复位。
25G 型DC600V 供电减配客车AC380V 互备供电预案25G 型DC600V 供电减配客车(减配客车为车下辅助电源仅设置一台35kVA 逆变器的车型,如硬卧车、软卧车,标准配置客车为辅助电源装配两台35kVA 逆变器),当本车逆变器故障时将造成本车交流AC380V 负载无法工作,AC380V 电源无冗余性,严重影响了整车电气系统的可靠性。
在仅装一台35kVA 逆变器的车型上欲增设AC380V 互备供电方案,其预案如下:一、 A C380V 互备供电部分组成在仅装一台35kVA 逆变器的车型上增设5芯电力连接器(3芯35mm 2+2芯1.5mm 2),逆变器内部AC380V 输出线上增设互备供电接触器KM66、KM68,增设互备供电请求信号发送线43(含隔离二极管VD5,型号为IN5408)、请求信号接收线42,增设互备供电允许信号发送线196(含隔离二极管VD6,型号为IN5408)、允许信号接收线197,互备供电接触器驱动信号160,互备供电接触器驱动选择信号160A 、160B ,电气综合控制柜内增设互备供电控制转换开关SA6,互备供电部分原理简图见电气综合控制柜原理图。
其编组要求示意图如图1所示。
图1:减配客车互备供电编组要求示意图(=:表示连接;×:表示不可连接)电力连接器插头与插座技术参数要求如下:额定电压:500V/DC110V额定电流:150A/16A配线规格:3×35mm 2+2×1.5mm 2防护等级:IP65二、 A C380V 互备供电部分功能25G 型DC600V 供电减配客车的本车装配逆变器正常工作且未接收到互备供电请求信号时,互备供电部分不投入工作。
当有减配客车本车装配逆变器发生不可自恢复故障且无法正常工作时,通过逆变器与综合控制柜的控制配合,使减配故障车与减配邻车(能且仅能选择一辆邻车)构成互备供电车组,由正常减配车的逆变器输出3AC380V 电源,实现互备供电车组的互备供电,两车的空调系统自动控制模式下均非全载运行。
TKDG 型客车综合控制柜电路详解请参照实物,对照车辆的电路图,进行了解和掌握。
PLC 主机一 PLC 功用客车电气综合控制柜(简称综合控制柜)以 PLC 为控制核心,是集电源转换控制、蓄电池欠压保护、照明控制等功能单元于一体的智能型控制柜。
根据不同系统、电压等级、电流类别导线尽量相互隔离,减少相互间的电磁干扰,划分成几大功能区。
PLC 通过显示触摸屏接受各种指令并自动执行相应的操作步骤,实施自动控制,对电气系统运行中出现的故障及时进行诊断、指示并保护,避免由于保护不及时而引起的严重后果。
二设置( 1)加车车号:全列车厢号不得重复,加车车厢号应依次顺延,如正常时最后一节为17 号,加 1、2、3 依次为 18、 19、 20;( 2)制冷温度值( T1)应大于制暖值,相差不小于 5° C,T1 不小于 20°C (压缩机低温保护值);( 3)参数设置完毕, PLC 重新上电保存设置。
供电请求与允许1车辆供电请求信号车辆与机车联结 39 芯(车辆端)∕ 43 芯(机车端)通讯线, 39 芯端 8、9 针(孔)分别与综控柜 41号线(供电请求)、198号线(供电允许)相通, 31、32 针(孔)对应+117、-117 号线(集控电源);8 针(孔)提供一个 DC110V+ 供电请求信号给机车,机车允许供电则经其接触器转换,通过通讯线 9 针(孔)形成回路,车辆 198 号线得电,构成机车、车辆的供电请求和允许电路,电路为:+113—— Q18(供电请求空开)—— 141线—— VD1 —— 41线—— 39针 8号针(孔)——机车接触器—— 39针9号针(孔)——车辆 198号线—— VD0 ——198A—— KM3 (供电允许接触器)线圈—— -111。
Q20(母线电源空气开关开),+113、-111 线得电, KM3 线圈得电吸合时,联通+113、+111,逆变器和充电器获得 DC110V 控制电。
其设计原理:只要全列有一个 Q18开,通过通讯线全列的客车 198号线得电,KM3 吸合;如果列车有紧急情况,断开 Q18(一般为全列只监控车、宿营车开启)可以实现切断列车的 DC600V 供电。
Q18 断开, 41 号线即断电,机车接触器失电,因该接触器与机车 DC600V 供电联动,机车将停止向车辆的供电;同时 198 号线断电,在 Q19 不合闸情况下, KM3 失电释放,断开 +113、-111 线,逆变器和充电器失去控制电。
作用:通过断开 Q18 可达到紧急切断全列 DC600V 供电要求。
2KM3 (供电允许接触器)( 1) KM3 为供电允许接触器,其线圈得电则 KM3 吸合, +113—— KM3 闭合触头—— +111, Q35(逆变器控制空开)和 Q36(充电器控制空开)闭合,逆变器和充电器获得 DC110V控制电;( 2) +113、+111 连通后, DY1 输出 DC12V/24V , PLC 得电工作(亮屏)。
电路为 +111 —— FU16—— +114—— DY1 (PLC 、传感器电源)—— -111,。
KM3 吸合后,本车逆变电源、充电器可供电工作。
3Q19 (本车供电试验空开)Q19 闭合,开通又一条本车供电电路: Q20(母线电源空气开关)开—— +113线—— Q19+ —— +111,Q35(逆变器控制空开)和 Q36(充电器控制空开)得电,即使 KM3 未吸合,逆变器和充电器获得控制电。
Q19 可作客车单独供电或试验使用。
4SB2 (全列供电试验钥匙)SB2 置开通位, Q20(母线电源空气开关)开—— +113 线—— Q18(供电请求空开)开——41号线—— SB2—— 198号线—— KM3 (供电允许接触器)线圈—— -111。
作用:相当于短接 41、 198 号线,只要全列有一个车 Q18 开通,不但本车 198 号线得电通过 39 芯线 9 针(孔),能使全列车辆 198 线得电,全列 KM3 吸合,因此 SB2 可作全列供电检查、试验使用。
DC110V 供电1KM4(本车供电接触器)(一)KM4 电路(1)CDQ (充电器箱)欠压保护板 311线(输出 DC110V 正极信号)—— Q44(OFF 位, 311、311A 通)—— 311A—— KM4 线圈—— -111;(2)KM4 线圈得电吸合, +142、 +121 线通路;(3)母线应急供电时,合 Q44( ON 位,311、311A 断,+110、+121 通),311 线输出 DC110V 正极信号在 311、 311A 间中断, KM4 线圈失电释放;(4)合 Q44, +110线与 +121线连通,本车供电 DC110V 负载由母线供电。
(二)作用(1)Q44 合则 KM4 释放, Q44 断开则 KM4 正常吸合;(2)当本车电压过低时(L+与-110 间电压小于 90—— 92V ), KM4 欠压保护板动作, KM4 释放,断开 +142 线、 +121 线,自动切断本车的负载(半夜灯、终夜灯、厕所有无人显示、开水炉控制电)用电,达到避免本车电池过放要求。
(三)常见故障(1)KM4 发热烧损;(2)欠压保护误动作;(3)本车充电机故障;(4)本车电池电压过低。
(四)故障处理办法(1)KM4 坏更换或应急短接 +142 和+121;(2)充电机故障或本车 DC110V 电压过低,可合 Q44 应急处理。
2DC110V 本车、母线应急供电(1)断开 Q44, KM4 连通+142、+121通路,本车 DC110V 负载由 L+、-110供电;(2)合上 Q44 ,联通 +110 与+121,本车负载由母线供电;(3)Q44 合闸, KM4 线圈失电触点释放。
注意:在本车充电机工作正常情况下 Q44 不得长时间合闸,避免车下电器损坏。
3DC110V母线熔断器(一)D C110V 母线熔断器断路时,构成下列电路:( 1) +110C—— DC110V母线熔断器报警触点并联触点组—— +155—— HL7——-110;(2)+110C—— DC110V母线熔断器报警触点并联触点组—— +155—— SB4——+156——报警喇叭—— -110 。
(二)D C110V 母线熔断器断路(包括熔断和接触不良),乘务室母线熔断器报警装置出现声光报警,按下 SB4,则 +155与+156 间断路,报警声消除,报警灯 HL7 常亮。
车下故障消除,声光报警解除。
(三)设置目的:干线放电电流过大(包括线间短路)时对本车电池组、充电机进行保护,防止电器设备损坏。
4Q12 (集控电源空开)(1)+110线—— Q12—— +117A—— VD3 —— +117—— 39芯连接器 31针(孔);(2)39芯连接器 32针(孔 +)—— -117线—— VD4 —— -117A —— Q12 ——-110。
作用:为通讯线 31、 32 针(孔)进行 DC110V 供电。
5DY1 ( DC12/24V 电源模块) +111—— FU16 —— +114——电源模块 DY1 —— -111。
输出 DC12V 为传感器供电, DC24V 为 PLC 供电、触摸屏上电工作。
6 DY2 ( DC48V 电源模块)(1)+113—FU15—— +148 DY2 (尾灯工作电源)-111,DY2 输出(2)+48V ——FU11——尾灯负载—— -48V ,为尾灯供电;(3)+48V ——FU11—— 39 芯线13 针孔;(4) -48V ——39 芯线14 针孔。
作用:为尾电话等负载供电,当尾灯无电源时注意检FU11 是否烧损。
7车辆广播电源+113—— FU17 (仅广播车)作用:为广播机供电。
8洗脸室灯+113—— Q32—— +132号线——洗脸室灯旋钮开关—— +188 号线——洗脸室灯具—— -111;乘务室洗脸室灯旋钮开关控制洗脸灯。
该灯具使用母线供电,需注意+137 线得电——广播电源箱—— -111。
DC600V 供电停止后 及时关灯,避免电池过放电。
9 车辆应急灯、地灯(1) SA4 置半灯或全灯位 KM7 线圈得电吸合;(2)+113——KM7 —— +108 号线—— Q33(地灯空开)—— +133 ——地灯灯具—— -111;(3) +113—— KM7 —— +108 号线—— Q31(应急灯空开)—— +131——应急灯灯具—— -111。
乘务室 SA4 由母线供电,置于半灯或者全灯位置, Q33、Q31 分别控制地灯、应急灯。
10 车辆综控柜检修灯+113—— Q43(检修灯空开)—— +143 ——检修灯负载—— -111;注意:Q43 控制检修灯, 该灯具使用母线供电, 需注意使用毕后及时关灯, 避免电池过放电。
11 车辆半灯(1) +113——SA4(3,4)——+106线——KM6 线圈—— -111;(2) +113——SA4(5,6)——+107线——KM7 线圈—— -111;(3) +121 线—— Q10+ (终夜灯)—— 104 线—— KM6 触点—— +103 线——终夜灯负载— —-103—— Q10-—— -111。
SA4 置半灯位, KM6 、KM7 得电吸合, Q10 合则终夜灯亮, Q31 合应急灯亮, Q33 合则地 灯亮(电路同上 8)。
12 车辆全灯 (1) +113 — (12)— — +105 — KM5 线圈-(2) +113 — — SA4 (3, 4)— — +106 — — KM6 线圈—— -111;(3) +113 — (56)— +107 — KM7 线圈-(4)终夜灯、半夜灯、地灯、应急灯负载通路与上同。
SA4 置全灯位时, KM5 、 KM6 、KM7 由 SA4 控制得电吸合, Q9 合半夜灯亮、 Q10 合终夜 灯亮、 Q33 合地灯亮、 Q31 合应急灯亮。
13 厕所有无人显示器+112—— Q45(厕所有无人显示)—— +136 ——厕所有无人显示器—— -111; Q45 合,厕所有无人显示器得电工作。
13 防滑器电源+110—— FU13 —— +115 线—— FHQ (防滑器主机)—— -115—— FU14—— -110(南宁车)。
14 轴报器电源(1)+110—— Q20+—— +113—— FU12 —— +116——轴报器电源正线; ( 2) -110—— Q20- —— -111——轴报器电源负线。
DC110V 控制电1SA3(网路开关)操作(1)选择Ⅰ路时:DL (代理节点)—— LWA —— SA3—— LW11A —— 1位端Ⅰ路 39芯线连接器 18 针(孔),DL —— LWA —— SA3—— LW21A ——二位端Ⅰ路( 39芯线连接器 18针(孔));DL —— LWB —— SA3 —— LW11B —— 1位端Ⅰ路 39 芯线连接器 23针(孔),DL —LWB ——SA3—— LW21B ——二位端Ⅰ路 39芯线连接器 23 针(孔)。