TPD17B1型电源柜电气控制原理分析及试验装置研制

TPD17B1型电源柜电气控制原理分析及试验装置研制

宋耀荣  

中车兰州机车有限公司    甘肃兰州  730070

摘要：SS7E型机车正常运行时需要提供控制电源，以确保基础动作性能，实现机车升弓、合主断为机车源源不断提供动力源，同时为机车安全操作运行提供保障。电源柜控制原理及性能可靠在电源柜制造及大修时至关重要，故需对电源柜外接航空插头输入、输出进行试验验证：验证仪表、两组电源模块功能分别投入工作时指示灯显示正常；验证电源柜每一组断路器闭合时对应针脚准确输出，与电源柜电气控制原图设计一一对应，达到验证电源柜控制及各项功能正常的目的！

关键词：TPDZ1型电源柜    航空插头     电源模块  

0前言

 TPD17B1型电源柜采用的是半控桥式整流稳压，通过主变压器201、202线送出的单相交流338V电压通过空开FA27和FA31分送两个电源模块，电源模块内部将该交流电压转换为DC110V分别为蓄电池充电和控制回路供电，两单元的蓄电池充电输出信号、控制回路供电输出信号、地线并联，因此两单元是同时工作的。

TPD17B1型电源柜主要由电源柜柜体、电源模块（2组）、电源滤波器、辅助电源、外接航空插头、控制回路塑壳时断路器、输出电压表、电流表及指示灯等组成。是SS7E型机车重要的组成部分，为全车提供控制电源，为机车蓄电池充电提供平台，保证机车正常运用起到至关重要的作用。

1 TPDZ1型电源柜电气控制原理

1.1110V IPM高频开关电源模块

110V IPM高频开关电源模块由输入输出滤波器、限流充电电路、整流电路、中间支撑电路、高频逆变电路、高频整流电路和控制保护插件等组成。该电源模块与机车蓄电池并联充电，并为机车控制电路提供110V的稳压电源。

1.2主电路原理

主电路采用AC-DC-AC-DC的变换形式，输入单相交流电AC338V，输出110V，0~80A，在输入回路中增加充电限流电阻，防止 给电瞬间对电容及输入电路的冲击。DC-AC高频逆变采用半桥式电路。

1.3电源模块控制插件电路原理

电源模块控制插件电路包括两个部分，电源电路和控制电路。电源部分提供插件自身DC24V、DC15V、DC5V电源。控制电路由以SG1525芯片为核心的模拟电路构成。电源模块具有良好的抗电磁干扰能力以及不对外界产生电磁干扰，在电网供电电路恢复时，自动投入正常运行状态的功能；具有短路、过流、过载等保护功能。

2 TPDZ1型电源柜电气控制回路试验装置研制

2.1设计思路

TPD17B1型电源柜控制回路输入输出原理较为简单，控制输入、输出均可通2个外接航空插头及部分接线端子予以实现，传统的思维方式对每个控制回路线路进行校验，测试通断是否正常。该检测方式存在检测时间较长，检测输出结果不准确的问题，需要设计控制输入，输出状态能够直观显示的装备，通过简单的操作便可实现电源柜两组模块正常输出的验证的目的。

2.2控制原理

试验装备上有航空插头通过与电源柜的航空插座（2个20芯）插接，电源柜通过接线端子引入338V交流电或者通过机车自带的蓄电池317号线（110V正）、316号线（110V负）引入110V直流电，电源柜控制回路输入电源正常，一一闭合电源柜上断路器，试验装备上的指示灯亮与之对应操作一致，如图1所示即检测了控制电源线路准确，由对断路器控制及输出正常情况进行验证。

图1

2.3实施过程

根据TPD17B1型电源柜控制回路输出接口（如图2）确定装备的控制原理；

图2 电源柜控制回路外接口针脚线号

根据外接口针脚线号依据电气控制原理确定针脚定义，如表1电源柜外接插头针脚定义。

表1 电源柜外接插头针脚定义

根据设计外观尺寸图纸及电气原理图，制作检测设备，制作的检查设备如图3所示。

图3 试验装备装备实物展示                        图4  性能测试

制作完成的检测装备进行验证，通过已检测好的TPD17B1型电源柜反测检测装备功能，检测之前须连接好外接插头。

2.4试验检测

将制作好的检测装备与电源柜通过外接航空插头插接好，进行性能试验，如图4所示，分组对进行输入操作、输出显示确认验证，检测每一路控制输入、输出性能均正常。

3 结论

3.1控制措施

TPD17B1型电源柜控制回路检测设备重点需要控制线路一一对应，且防护符合标准要求，无火灾隐患；指示灯显示标识清楚，粘贴无错位问题；设计尺寸、重量突出便携性。

3.2有益效果

研制的TPDZ1型电源柜电气控制回路试验装备能够对TPD17B1型电源柜控制电路进行有效检测，且检测方式简单，装备便携，车上车下均可进行控制回路功能试验检测；检测装备解决了手动校验TPD17B1型电源柜线路效率低且质量不高的问题和校线时至少需要2人作业难题（现只需要1人即可进行电源柜控制回路功能试验），提高了工作效率。

3.3提升计划

不断拓展电源柜控制回路试验装备的性能，不仅限于TPDZ1型电源柜试验检测，其他型号的电源柜可通过改进检测装备进行试验，是今后进一步提升的方向！   

参考文献

[1] 杨永林.韶山7E型电力机车.北京：中国铁道出版社，2008，92～97.