最新城市轨道交通车辆电气运行与维修项目2 车辆电气高电压技术PPT课件.ppt

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1、城市轨道交通车辆电气运行与城市轨道交通车辆电气运行与维修项目维修项目2 车辆电气高电压技车辆电气高电压技术术出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页2任务重点在这个任务中，主要掌握从城市电网中得到后，如何形成自己的交流供电环网和站场供电网络。知识准备三相交流电、变压器技术、整流电路技术、电力识图。知识描述(1)轨道交通电力网络概述在国家电网中，电能输出到用户时，一般以10kV为输出电压等级，但对于国家一级重要负荷，如交通中的铁路供电和城市轨道交通供电，多以110kV双回路供电方式进行供电，以确保供电的可靠性。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨

2、道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页9图2.4第三轨作为供电接触网有些系统采用“第三轨”作为供电接触网，如图2.4所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页10思考与练习1.轨道交通电力系统中，中压环网指的什么?2.用于机车供电的接触网电压等级为多少?经牵引变电所整流后，正极和负极各接在什么地方?出版社 理工分社城市轨道交通车辆

3、电气设备运行与维修页11任务2车辆直流高压网络系统任务目标1.掌握车辆高压系统结构。2.掌握列车车辆编组。3.掌握牵引的基本理论。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页124.掌握高压设备操作的基本程序。任务重点1.在车辆DC1500V和750V电压中，主要掌握与高压网络有关的设备主要有：受电弓、高压开关(PH箱)、牵引逆变器、辅助逆变器、滤波器等。本任务是掌握车辆中DC1500V构成的电网。2.高压设备操作原则。知识准备CAD电气识图。知识描述(1)列车的组成在城市轨道交通中，列车多以4动2拖组成一列。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页13图2.5列车的组成出

4、版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页14装置(M1，2)。这种编组方式为四动二拖组合形式。(2)牵引电气系统图1)DC750V电气系统DC750V车辆电气系统图，是车辆动力电气设备的主要技术图，它详述了750V电气设备之间的连接关系。2)DC1500V电气系统(3)高压操作工作过程在图2.7中，主隔离开关、高速断路、受电弓是车辆加电操作的主要部件。其操作先后顺序为：编组代号(左起)TC1，M0，M1，M2，M3，Tc2，从编组中，可以看到这是一组对称编组形式。A车有司机室、充电机、蓄电池组(Tc1，2)。主要用于列车控制，在车体中，不设动力拖动装置。B车有受电弓、PH箱(主开关箱

5、、车间电源箱)、线路电感器、制动电阻箱(再生制动用)、索引电机、接地装置、防震保护等(M0，3)。C车：PA箱(含牵引逆变器和辅助逆变器)、线路电感器、制动电阻箱(再生制动用)、索引电机、接地出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页15出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页16出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页17加电：先进行隔离开关3操作，把开关手柄搬到第1挡，而后进行升弓操作。当升弓完成后，再进行高速断路器合闸操作。断电：先进行高速断路器断电操作，而后进行降弓操作，再将隔离开关手柄搬到第3挡(断电接地操作)。隔离开关有3种开关状态：在1挡时(同步

6、联动开关1.1和1.2)为正常加电状态。在2挡时为空挡。在3挡时为接地保护状态。接地操作时，禁止受电弓受电。正常工作时，主隔离开关处于1挡位置，主动力电源回路和辅助电源回路加上DC 1500V。列车入库停车时，主隔离开关处于3挡位置。高速断路器处于断开状态。为了保证接触网输入的直流质量，在新的系统中加入了电抗器，以过滤掉各种交流杂波。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页18(4)车辆牵引理论简述地铁车辆在运动过程中会受各种外力的作用，影响它的运行结果。通常把所有作用在车辆上外力的合力用G表示，根据动力学原理：当G0时，车辆加速运行；当G=0时，车辆静止或匀速运行(惰行)；当G2

7、550mm(15505)mm2580mm100N出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页58静态力可调节范围：运行速度：重量(包括支持绝缘子)：额定工作气压：最小供风气压：最大供风气压：升弓时间：降弓时间：滑板数量：滑板中心距：滑板长度：气路接口(绝缘软管、压力开关组装)：70140N90km/h140kg550kPa500kPa900kPa8s8s2块(3003)mm(8001)mmRc3/8出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页59D.底架：用于无电部分与有电部分的隔离和整个受电弓的支撑作用，如图2.24所示。图2.24底架出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备

8、运行与维修页60(2)高速直流断路器高速直流断路器，主要用于接触网引流后的一个主要开关部件。它是整个车辆供电的主要开关。高速直流断路器设置于车辆高压器箱中，如图2.25所示。其实物图如图2.26所示。图2.25高速直流断路器出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页611)概述UR6型高速直流断路器是单极、双向装置，具有电磁吹弧，直接瞬时过电释放，自然空气冷却和电气操作系统。UR6型高速直流断路器的主要特性和保护如下：出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页62图2.26实物图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页63绝缘水平2000V(直流)；额定电压10

9、00V和2000V(直流)；限制切断弧电压；直接瞬时过电流释放；机械和电气强度高；触头损耗小；高效消弧；抗振动和机械冲击；耐热性能；结构紧凑，质量轻；简单的机械结构；维修少；符合IEC77标准。发热电流额定值1000A(直流)；出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页642)结构UR6型高速直流断路器的结构如图2.27所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页65图2.27UR6型高速直流断路器的结构出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页666.102：动触头6.103：连接牌(接线处，含触点)6.104：连接牌6.111：棘轮6.200：过流释放装置

10、6.300：灭弧罩座6.303：磁线圈6.307：叉6.320：触头压力弹簧6.321：断开弹簧6.400：辅助触头6.600：灭弧罩(由阻燃材料构成)6.602：消弧板6.603：金属隔板出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页673)工作原理闭合(电操作断开)。线圈(6.303)的闭合电流的作用下驱动动铁芯(6.330)后通过弹簧(6.320)作用在叉(6.307)和棘轮(6.111)带动动触头(6.102)。触头闭合之后，通过降低的保持电流(E型)或永久磁铁(M型)将铁芯(6.330)保持在接通(ON)位置。首次操作电源，由蓄电池提供(DC110V)。切断命令的断开(电操作断

11、开)。就电保持形式来说，电路由切断保持电流来分断的，面磁保持形式是对永久磁铁的消磁来分断。与闭合的程序相反。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页68灭弧室。灭弧室的金属隔板(6.600)将进入的电弧分隔成许多断弧。辅助触头。UR6型高速直流断路器装有6对双转换开关的触头，如图2.28所示。触头开关容量：220V(交流)时为10A，110V(直流)时为1A。直接瞬时过电流释放。如果电流在主电路中达到过电流释放装置(6.200)的预整定值，叉(6.307)就会被迫向下运动，棘轮(6.111)释放，主触头(6.102)断开。灭弧。触头断开导致的电弧由于主电路的磁场作用将电弧吹入出版社

12、 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页69图2.28UR6型高速直流断路器工作原理图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页70流侧的电压。滤波电抗器是空心的，电感值为常数。限制直流侧滤波单元的电压、电流波动，滤除高次谐波。本线路电抗器采用空心结构，电感值不随通过电抗器电流的大小而改变。没有闭合的磁回路，存在较大的漏磁。为了减少电磁对环境、人的健康损害以及防止对通信信号的电磁干扰，在电抗器的上方位置安装漏磁屏蔽板，并通过钢结构安装在车底。滤波电抗器实物图如图2.29所示。滤波电抗器的基本参数：结构方式：空心式；工作方式：持续工作制；额定电流：DC750A；最大电流：DC18

13、50A；额定电感：3mH10%；额定电压：DC750V(500VDC1000V)；冷却方式：走行风冷；(3)滤波电抗器滤波电抗器是主电路的一部分，用来限制直流侧电流突变，平衡直出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页71图2.29滤波电抗器绝缘等级：H级；平均温升：125K(线圈部位，采用电阻方法)；绝缘水平：AC2800V，50Hz，60s。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页72(4)过压吸收电阻箱车辆在运行的过程中有时会遇到轮对空转等瞬态过程，从而引起直流电压的上升，为了防止直流电压上升超过允许范围以及电空制动的平滑转换，需要用通过过压吸收电阻支路的开通来降低

14、相应的过电压或维持电制动在一定的时间内才完全降低至切除。该过压吸收电阻装置包含两个支路的电阻RB01和RB02，并安装于一个构架上，每个支路的电阻由4个电阻单元串联组成。电阻单元与地之间为双重绝缘。该过压吸收电阻的第一重绝缘为电阻带和绝缘螺杆之间的绝缘，第二重绝缘为绝缘螺杆和过压吸收电阻构架之间的绝缘。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页73工作电压：额定工作电压：DC900V最大电压：DC1000V电阻带材质：镍铬合金带。电阻带最高工作温度：500。负荷条件：负荷条件从810kW开始下降持续2s到0，工作制断续制(2sON周期60s)(见图2.30)。额定平均功率：213.5

15、kW。电气绝缘：电阻带与地之间采用双重绝缘。冷却方式：走行空气自然风冷。过压吸收电阻箱的基本参数：电阻值：额定电阻值(20)：RB01，RB02=0.81(-5%+5%)额定工况下最大阻值：RB01，RB021.0出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页74图2.30(5)母线隔离开关箱母线隔离开关箱(见图2.31)，包括的器件主要有：熔断器BF、闸刀开关BS。DC750V电源从受流器引入，经母线熔断器箱，经过隔离开关BS、熔断器BF然后送到后续电路。BF熔断器选用法国法雷公司的产品，型号：N206690A，采用两个N206690A并联，BF为牵引逆变器供电，当系统出现严重问题，如

16、过电流、线路短路时，熔断器熔断，为后续断路提供保护。该开关必在无负荷的情况下进行操作。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页75母线隔离开关箱器件参数：额定电压：DC1 000V额定电压：DC1 000V额定电流：2900A额定电流：1 200A熔断器BF闸刀开关BS出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页76思考与练习1.描述升弓加电和降弓断电过程。2.为什么高压DC1500V加电时，高速断路器要最后操作，而断电时要先进行操作。3.过压吸收电阻箱的作用是什么?出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页77任务4常见故障处理任务目标在该任务中，主要掌握受电弓

17、、高速断器、隔离开关、电抗器等高压设备常出现的故障现象及处理方法。任务重点1.受流器故障处理。2.受电弓故障处理。3.直流断路器故障处理。知识准备机械制图、电子识图、万用表的使用。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页78知识描述(1)常见受流器故障处理受流器常见故障主要有：碳滑板破裂，当受电弓断裂漏风，受电弓上气压开关送出信号，则打开快排阀。一般由ADD自动降弓系统控制快排阀打开。处理方法：更换碳滑板。破裂的碳滑板如图2.32所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页79图2.32破裂的碳滑板 碳滑板摩擦过大，故障早期现象会出现短时脱电现象。解决这一问题为更换碳

18、滑板。碳滑板磨损剩余高度一般为34mm，如图2.33所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页80图2.33磨损的碳滑板出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页81(2)受电弓故障处理受电弓故障处理如下：受电弓传动汽缸系统故障。快排阀失效(迅速降弓，不能升弓)，需更换快排阀。电磁气阀，电磁线圈坏(缓慢降弓，不能升弓)。需更换电磁线圈。受电弓压不够，易打火花故障。调节升、降弓弹簧的张紧度，可以调出受电弓静态力(与接触网的压力)。(3)高速直流断路器故障处理直流断路器与交流三相断路器不同之处在于，三相交流断路器要求三相主触点要同步，否则会产生较大的冲击电流，而直流断路器

19、则没有这种情况。要保证断路触头接触良好，就要保证接触面的接触力度要在90kN左右，接触面平整，接触电阻小。因此直流断路器主要故障有：出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页82触头接触不好，造成触头发热、烧毁。检查：可用电桥检查接触电阻是否达到原始值。轻微情况：触头表面有积炭。处理方法：针对轻微情况，用较细的水砂布进行打磨、(打磨时要保持平整)抛光。严重情况，更换触头。操作机构不能正常动作。A.线圈故障：检查：用万用表检查电磁线圈是否正常(看直流电阻值是否在正常值上，如果线圈断线，则呈现电阻无穷大)。处理方法：更换线圈。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页83查控制用交流接触器(A)是否正常动作?检查交流接触器(A)触点连接是否正常。当检查不正常时更换相应的元件。B.控制回路故障(见图2.34)：检查：当给定闭合信号后，用万用表检查电磁线圈没有电压值(直流110V)。处理方法：检查S操作电源开关是否打开?主令按钮是否正常，检出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页84图2.34高速断路器控制原理图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页85思考与练习1.如何判断线圈的好坏?2.受电弓打火是什么原因造成的?3.如何判断高速断路器的主触点不能继续使用的条件是什么?