牵引系统组成
行驶方向
车顶高压系统
牵引变压器
牵引变流器
牵引电机
2 高压设备 2.1 车顶高压设备
受电弓 真空断路器 接地开关 车顶隔离开关 避雷器 电压互感器 电流互感器
2.1.1 受电弓
列车在变压器车顶二位端安装了两个相同的受电弓从接触网采集单相 交流电。每个受电弓配备了一个压缩空气驱动的自动升降装置，当接触带 破裂时驱动装置将降低受电弓。
3.1.5 DC中带接地故障探测的连续放电电阻
• 接地故障检测由分压器、带准势绝缘和评估电路的差动放大器构成。 连续放电电阻分成102K Ω: 34kΩ 比的两个部分。电阻器的中央抽 头接地；一个滤波电容器并联到下部部件中。监控此电容的电压。在 出现接地故障时，测量电压改变，从而相关的TCU 指出接地故障。 • 在额定运行期间，互感器的值显示为整体DC 链路电压的¼ 。考虑± 30 %的公差（指的是由于部件公差导致的DC 链路电压的¼ ）。在接地 故障的情况下，由于电容值的充电反向，测量电压改变。值为 % UE/Ud 或100 %。通过此方法可以检测到接地故障。
• 谐波吸收器是谐振电路，由电容器和和一个外部扼流圈构成（在牵引 变流器冷却单元内）。其分两次过滤由线频率输入电压能流导致的DC 链路中的波动。它作为两次变为线频率的串联谐波电路。 • 电容电池的谐波吸收器共有Cn=4.5 mF 的电容值。 • 为允许充分调整谐波吸收器，电容电池配备固定值电容(Cfix)和一个 调谐.1 带冷却装置的牵引变流器
牵引变流器安装在动车组动力车车下的牵引设备箱中。 每一个牵引变流器基本上由2个4象限斩波器 （ 4QC），带谐振电 路的中间电压电路，1个制动斩波器BC以及1个脉冲宽度调制逆变 （PWMI ）牵引变流器的输入线路接触器，由列车控制单元TCU 控制 。
25kV / 50Hz
3.1.2 四象限斩波器
整流器包含两个并联的四象限变流器。每个四象限斩波器都包含两个整体 半桥臂的相位模块。
3.1.3 DC 链路电容器
DC 链路电容器作为一个平滑并缓冲DC 链路线电压的储能电路。
每个变流器的DC 链路电容电池由4 x 0.75 mF 电容器构成，总共3 mF。
3.1.4 谐波吸收器
LSK
NTS; VLE
4QS/4QC 1
CSK
Spw
MUB
KS
ESE
CD
PWR/PWMI
TW3
TW1
1
3
4 Fahrmotoren / 4 Traction motors
TW4
TW2
VLW ASG/TCU
Trafo/ Transformer
Erdstromwandler/ Earth current transformer
Traktionscontainer/ Traction container
Energieversorgungsblock/ Auxiliary converter unit
RMUB
3.1.1 线路断路器和预充电装置
• 断路器位于变压器和变压器每个牵引绕组的输入控制器之间。此断路 器有两个极，以便每个变流器的两个四象限斩波器可以一起开关。 • 预充电单元以并联的形式连接到断路器上。预充电单元由预充电接触 器和电阻器构成。在变流器投入运行时，变流器的DC链路电容器先在 预充电单元上充电，然后断路器闭合。这可降低输入电压突然接到空 的电容器上导致的较大瞬间峰值电流。在DC链路电压达到理论终值 (=√2 * UTrafo, sec)的95%以上后，断路器闭合。(实际预充电电阻 通过电流值为35A)
2.2.2 牵引变压器主要保护功能
主变压器具有过流监控和保护功能，变压器的流入和流出侧均设置的 电流互感器，当发生变压器过流或差流故障时，通过断开主断路器对 主变压器进行保护。
TCL 原边电流互感器 ECT 接地回路互感器
2.2.3 变压器油的用途
• • • • 提供导线同绕组间的绝缘及与接地部件的绝缘。 提高油浸纸的电介质强度 消除飞弧。 接收、积累和传输变压器内产生的热量（即损耗）
2.2.2 牵引变压器主要保护功能
主变压器采用强迫导向油循环风冷方式，设有冷却油温、油 循环流动状态等监控保护装置。
2.2.2 牵引变压器主要保护功能
主变压器采用设置气体保护装置，双浮筒瓦斯继电器，用于监控带存 油器的油浸电气设备，继电器中的触点机构对下列情况做出响应： 低能局部放电、漏电或局部过热而产生气体。 由漏泄造成的油损失 剧烈电弧时大量气体快速演变造成的压力波动。
牵引电机的参数
牵引电机的牌号以及每列车的数量： 16 x 1TB 2019 牵引电机的型号以及安装位置 ： 相对于列车方向横向安装在转向架上。 通风方式：强迫空气冷却 （用弹性波纹管联结的开路循环通风系统） 通风量： 约0.67 m³ /s 额定功率： 586kW 额定电压： 约2700 V 额定电流： 约155 A 额定功率下的效率： 约94.7 % 额定转速： 4100 1/min 额定功率下的功率因数cosφ： 约0.89 温度等级： 200 最高电压： 约2800V 最大电流： 约220A 最高转速： 约5900 /min
2.1.2 主断路器
每列动车组配置了两个主断路器，安装在每节变压器车车顶端部位置。 主断路器不但用来开关动力单元的运行电流，也可以用来切断故障情况下 的过流以及短路电流。
2.1.3 接地开关
每个主断路器旁边，一个单独底座上安装了接地开关，接地隔离开关 具有防止短路和全列车接地的功能。
2.1.4 车顶电缆隔离开关
牵 引 变 流 器 框 图
Eath Fault Detection
DC Link Capacitors
Braking Controller
~
Line Switch Pre-Charger
=
4QC
Transformer
PWM
牵引变流器技术参数
4QC 输入频率：50 Hz 4QC 输入功率：牵引工况：2 x 1,484 kVA 制动工况：2 x 1100 kVA 中间电路电压：牵引工况：3100–3600 V 制动工况：3250–3600 V PWMI输出功率：牵引工况：2500 kW 制动工况：2200 kW 输出电压：3AC 0～2800V 额定输出频率：0～200Hz
牵引电机冷却风机
3.3 过压限制电阻
动车组设4个电压限制器。每个一个动力单元含一个电压限制器。电 压限制器位于04/05中间车的端部车顶上 限压电阻器是用来防止牵引变流器过电压。在变流器发生故障的情况 下，限压电阻器能确保限定的、安全放电的中间电路。 当电制动所产生的能量不能被弓网吸收时，过压限制电阻器会及时地 将这些能量转换成热能。过压限制电阻单元设有特殊形状的外罩用于 提供列车的空气动力学性能以及避免天气的影响。外罩上设有用于空 气吸入的栅格。
2.2.4 油流传感器
• 油流传感器用于监测最小油流量。当油流动时带动浆片运动并触 发一个微动开关。
2.2.5 油位计
变压器油位计安装在列车车顶的膨胀室中。必须能通过膨胀室的 观察窗一直观察到变压器的油位。观察窗具有三个温度标记。变压器油 的油位必须与指示的油温相符。
油位计
2.2.6 硅胶脱水吸湿器
• 硅胶吸湿器可除去空气中的大部分湿气。 • 硅胶吸湿器安装在膨胀室中。 • 吸湿器主要由夹在顶部和低板之间的玻璃杯组成。 空气被吸入干燥剂中将湿气吸掉。当变压器中绝缘 液的温度上升时，空气将通过硅胶吸湿器排出。 • 橙色＝完全干燥 • 绿色＝湿度完全饱和
3 动力单元
• 在动车组中装有4个完全相同且互相独立的动力单元。每一个动力单 元有一个带牵引控制单元的牵引变流器，以及4个并联的牵引电动机。 • 牵引零部件辅助设备所需的电源由3 AC 440 V / 60 Hz 母线提供， 母线电源由动车组的辅助变流器单元提供。 • 牵引设备箱中控制电源通过总线排从蓄电池中获得。
牵引变流器组成
AC 25kV / 50Hz
Netzspannungswandler/ Line voltage transformer
Netzstromwandler/ Line current transformer
Dachleitung/ High voltage roof line
Trafostromwandler/ Transformer current transformer
2.1.6 电压互感器
电压互感器与一个受电弓连接，用于测量和监视电网接触线的电压，它 有两个次级绕组，把电压信号送到各个牵引变流器中，互感器位于受电弓与主 断路器之间。
2.1.7 电流互感器
每个牵引单元有三个电流互感器，一个电流互感器被接到主断路器下方， 用于测量动车组的电流；另外两个互感器用于监测主变压器。这两个互感器用 来测量牵引单元的线电流和回流电流。通过差动电流判断变压器是否有接地故 障。
4 列车接地系统
CRH380B动车组包括工作接地和保护接地。 • 工作接地：目的是反馈网络电流到变电站。这里值得特别注意的是通 过轨道来自其它电气单元的逆向电流。 • 保护接地：保护人员和设备在故障状态下意外接触电压时免受伤害。
CRH380B动车组 牵引系统
中国北车长春轨道客车股份有限公司
目
录
1. 概述 2. 高压设备 3. 动力单元
4.列车接地系统
5. 钥匙锁闭环路
1、概述
CRH3-380B动车组牵引系统是基于25 kV AC供电条件下运行设计 的。动车组牵引传动系统由两个相对独立的基本动力单元组成， 一个基本动力单元主要由变压器、牵引变流器和牵引电机等组 成。在基本动力单元中的电气设备发生故障时，可全部或部分 切除该动力单元，但不应影响到其它动力单元的使用。
主变压器箱体
储油柜
2.2.1 主变压器具体技术参数