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铁路客车供电方式的发展历史(从48V到DC600V)

轨道交通 | 发布时间:2017-09-02 | 人气: | #评论# | 本文关键字:客车,供电
摘要:铁路客车供电系统是铁路客车的重要组成部分,早期的22型采用DC48V供电,随着铁路客车的发展和旅客乘坐舒适度的要求,早期的25B型车开始安装空调,随之出现了单车自带发电机组供电

铁路客车供电方式按时代发展的顺序主要分为单车独立供电、发电车集中供电和机车供电。

一、单车独立供电(20世纪50-80年代)

1、轴驱式发电机供电

早期的旅客列车主要包括21型、22型、25B型车,电气装置主要有照明装置、通风系统、广播系统、轴温报警装置等,将轴驱式发电机吊挂在客车的车底架下(或转向架的构架上)。当客车运行时,利用车轴的转动,通过皮带带动发电机轴的转动,发出的电能通过车体配线向车内供电,并向蓄电池充电;当列车速度低或停车时,则由蓄电池通过车体配线向车内各用电器具供电。安装有发电机及蓄电池的车厢称为“母车”,未安装的称“子车”。

 
如22型客车由J5型轴驱式感应子发电机(5kW,部分7kW)、控制箱、整流箱、24个2V蓄电池组组成。

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2车下柴油发电机组供电


为了更佳的乘坐环境,20世纪80年代从原民主德国进口的24型客车为自发电空调客车,车厢底部下挂了柴油机、发电机和空调机。采用35 kW交流发电机,发电机与DC110V碱性蓄电池组并联供电。

24型客车

25B型的软卧车、硬卧宿营车、餐车、公务车、试验车等安装了空调机组 (但仍是锅炉供暖),由本车车下柴油发电机组给空调机组供电。小型柴油发电机组一般仅供本车空调机组使用,输出3NAC 380V/220V,功率有24KW、32KW、 40KW、48KW等,冷却方式有风冷和水冷2种。风冷柴油发电机组一般采用车下吊挂安装方式,柴油机主要有F6L912型柴油机、F6L913Z型增压柴油机;水冷柴油发电机组一般安装在车上,柴油机主要有潍柴 495、南昌4105、进口perkinsll04系列四缸柴油机和康明斯、沃尔沃5升机系列柴油机。

25B型

单车独立供电车辆可以随意摘挂和编组(但子车连续编挂不得超过2辆,首尾1辆为限)、发电设备不占用车内空间、局部故障不影响全列车供电,但由于发电功率低,无法适应大功率用电设备如空调的普及使用,降低了乘坐舒适性。而车下柴油发电机组加大了车辆自重,无法满足提速要求。

二、发电车集中供电(20世纪80-90年代)

20世纪80年代开始,随着铁路客车的技术提升以及旅客乘坐舒适度要求的不断提高,25型新型空调旅客列车的普及,我国发展了用柴油作为燃料的发电车提供三相交流380V(简称AC380V)对空调列车集中供电,也就是我们常说的空调发电车。

车上装有三台300KW的进口康明斯柴油发电机组或MTU柴油发电机组,总容量为900KW,每台机组可单独运行亦可并车运行,向旅客列车供电时,两台机组工作,一台备用,总输出功率为2×300KW。

25型新型空调旅客列车

早在60、70年代,原四方机车车辆厂就已研制出用于广九铁路的22型、25型空调发电车(时称TZ特种车)及空调客车,发电车柴油发电机组的装机容量为3×200KW,供电制式为3NAC 380V/220V、50Hz。1987年,四方厂又率先研制出柴油发电机组装机容量为3×300KW、具有自动并车功能的大功率发电车(KD型、2路干线供电)。1989年,原浦镇车辆厂、长春客车厂研制了2×500 KW MTU柴油机组大功率发电车。1996年,铁道部组织原长客、四方、浦镇、唐山等主机厂在之前各自研制的发电车基础上进行了电气原理图及主要关键设备(包括柴油发动机、发电机、控制柜、自动并车装置等)的统型。

25G型、25K型客车分别定型于1992年、1998年。空调发电车装有柴油机、发电机、变压器等发电设备和值班人员办公室,工作时要有乘务人员值守。空调发电车主要有KD25G、KD25Z、KD25K等。

KD25G型空调发电车

KD25G型空调发电车

在电气化铁路发展初期,发电车很好地解决了空调客车的供电问题,与轴驱供电相比有诸多明显的优点,具有较好的机动性和广泛的适应性,但随开行车次的增加,运行噪声和燃油排放污染对沿途的影响也凸显出来。主要原因有以下几点:①占用列车编组,增加机车牵引重量,减少列车定员数,发电车的轴重不能完全满足提速列车轴重的要求。②运营成本高,每台空调发电车的购置费用高,且需消耗大量昂贵的柴油。发电车工作时,需要有专门的乘务人员操作、监控。③污染环境,有废水、废油、废气的排放。

随着铁路电气化进程的加快普及,并借鉴国外铁道客车供电技术,20世纪80年代,中国铁路开始研究电力机车向客车供电技术。这既符合国家能源政策,又能为客车提供足够容量的电源,改善旅行条件,同时增加列车编组,减轻列车自重,具有明显的经济效益和社会效益。刘志军任部长后,铁道部自2003年提出取代空调发电车集中供电转为机车供电的DC600V直流电分散逆变技术,空调发电车逐步退出人们的视线,基本不再生产。

2005年由于青藏线特殊的运用环境,为保证列车运行的用电,需要在车列中加挂发电车。KD25T高原型空调发电车装用大功率电喷式柴油发电机组,采

用SW-QDl60型转向架;设置了供氧系统,此外为配合机车直流供电的兼容 性,高原型空调发电车采用DC600V供电方式,也是我国至今唯一一种使用DC 600V供电方式的发电车。

KD25T型空调发电车

KD25T型空调发电车

受2008年雪灾时铁路瘫痪的影响,当时铁道部又重提了发电车的重要性,2012年春运胡亚东副部长提到在全国铁路沿线准备了1000多部独立的发电车,一旦牵引供电中断,或者指挥行车的系统电力中断,临时、独立的发电车可以应急发电,保证指挥系统的顺畅。

三、机车供电(20世纪末至今)随着铁路电气化进程的加快普及,并借鉴国外铁道客车供电技术,20世纪80年代,中国铁路开始研究电力机车向客车供电技术,对高压输电、集中变流、分散变流等技术做了大量的试验研究工作。铁道部委托四方车辆研究所等单位于1997年开始对国内外列车供电技术状况进行分析、研究,最终确认600伏直流(简称DC600V)集中供电、分散变流列车供电系统适合我国当前的电子、电力技术水平,而且便于与国外列车供电技术接轨。

责任编辑:电气自动化网
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