关键词：CRH380；动车组；高压系统；牵引系统

 

　　1  引言

 

　　创新与可持续发展使得中国高铁领跑全世界，大国的工匠精神在中国高铁的发展过程中随处可见，高铁已经变成了中国的外交名片，同时，越来越多的人选择高铁作为自己的出行方式。中国的高铁事业在过去10年间突飞猛进地发展，高铁建设频频刷新世界纪录，取得了举世瞩目的成就。不仅如此，有着中国“外交名片”美誉的高铁还作为“一带一路”倡议实施的重要载体，承担着互联互通的时代使命。随着中国高铁“八横八纵”时代的即将到来，高铁已经逐渐成为人们的出行首选。CRH380型动车组，是中国铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，运营速度快、科技含量高、系统匹配优，最高时速380公里。

 

　　2  CRH380型动车组的高压系统

 

　　CRH380高压系统主要由受电弓、高压隔离开关、保护接地开关、高压电缆接头、真空断路器（VCA）、高压电缆、电流互感器、电压互感器、避雷器等组成[1-4]。

 

　　2.1  受电弓

 

　　通过受电弓的作用，接触网为CRH380动车组提供25kV的单相交流电，然后将交流电传输到动车组车顶的电路中。受电弓通过压缩空气驱动装置实现受电弓下臂动作进而使其可以下降或者升高。升弓、降弓命令按钮位于头车司机室。底架通过绝缘子与车体安装在一起，受电弓的上臂安装有一块碳滑板。

 

　　2.2  高压隔离开关

 

　　当车顶上的高压设备出现异常问题时，可以由高压隔离开关切除，使异常造成的影响大大减少，保证动车组的安全地运行。在CRH380型动车组装有变压器的车顶上有两个高压隔离开关，一般情况下，高压隔离开关始终保持着闭合，当不正常运行的时候，高压隔离开关会将车顶电缆与高压电路隔离。

 

　　2.3  真空断路器（VCA）

 

　　真空断路器的作用是切断和闭合高压主电路。同时还具有使牵引变压器发生异常问题时能快速、安全和可靠地断开过电流的功能。真空断路器被放置在动车组下方高压设备箱内。

 

　　2.4  电压/电流互感器和避雷器

 

　　25kV的交流电通过真空断路器连接到车顶线路，电压和电流互感器与受电弓相连接。避雷器设置在受电弓的后面偏右侧，作用是避免雷击时的大电流烧损动车组上的设备。

 

　　3  CRH380型动车组牵引系统

 

　　CRH380动车组时速可达350km/h，其编组形式为8辆编组，动力配置为4M+4T。受电弓从接触网25kV/50Hz单相交流电源受电，通过高压隔离开关、高压电缆及真空断路器将电能传输给各个动力单元。单组动车组由两个动力单元组成，以2动2拖为一个基本动力单元。其中1、3、6、8号车为动车，其余车厢为拖车。一个动力单元由1台牵引变压器-2台牵引变流器-8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。该型动车组的变压器设置在2车和7车，牵引变流器设置在1、3、6、8号车底架中部，受电弓布置在2号车和7号车上[5]。

 

　　CRH380动车组牵引传动系统由主变压器、牵引变流器、牵引电机、辅助变流器等组成。其中，牵引变流器的组成包括以下四部分：电机逆变器、直流电压的中间部分以及四象限变流器。安置辅助变流器的作用是将牵引变流器中间环节的直流电流转换为50Hz交流电流。CRH380动车组主设备连接情况如图1所示。

　　图1 CRH380动车组主设备连接情况

 

　　4  CRH380型动车组负荷特性

 

　　牵引特性（含动力制动特性）是列车最重要的特性，用列车轮缘牵引/制动力与轮缘线速度的关系曲线表示，是计算列车牵引与制动性能最重要的原始数据。列车的牵引力与功率的关系[6-8]为

　　式中：F是轮缘牵引力（kN）；P是列车牵引功率（kW）；v是列车运行速度（km/h）。

 

　　根据CRH380动车组的牵引特性，结合上式，可计算出其负荷特性曲线，如图2所示。

　　图2  CRH380动车组负荷特性曲线

 

　　5  总结

 

　　本文首先对CRH380动车组的高压系统进行了详细介绍，包括受电弓、高压隔离开关、真空断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器。然后对CRH380动车组的牵引系统进行了介绍，最后介绍了CRH380动车组的负荷特性。

 

　　参考文献：

 

　　[1] 刘雨欣，刘光辉．基于PSCAD/EMTDC的机车过分相过电压的建模与分析[J]．高速铁路技术，2019，10(02)：75-80．

 

　　[2]  黄科清，熊艳，林磊，等．CRH2型动车组ATP过分相网络控制策略优化[J]．控制与信息技术，2019(05)：54-59．

 

　　[3]  曹建猷．电气化铁道牵引供电系统[M]．中国铁道出版社，1983：10-24．

 

　　[4]  姜泽岳．动车组车载网压互感器故障机理研究[D]．大连交通大学，2019．

 

　　[5]  Yu Tian，Enyuan Dong，Shuo Wang，et al．Theory and application research of hybrid circuit breaker in ground-switching auto-passing neutral section system[C]//2018 28th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV)，Greifswald，Germany，2018，DOI：10.1109/DEIV.2018.8537074．

 

　　[6] 王雷．CRH380A型动车组运营速度提升可行性研究[J]．铁道车辆，2018，56(05)：7-9+4．

 

　　[7] 吴霄鹏．CRH380型动车组牵引变压器案例分析与运用管理[J]．科技经济导刊，2018，26(34)：49+52．

 

　　[8] 韩晗，谢振宇，刘桂雄．基于LaAVIEW+MATLAA动车组牵引估算仿真平台开发[J]．自动化与仪器仪表，2020(08)：119-123．