25T列车的供电系统与25K相比有很大的差异，其中标志性的差异是以机车集中供电替代发电车集中供电。由于机车安装空间、重量和容量的限制，电力机车和内燃机车都无法实现发电车的三机组供电，因此供电系统的原理有所不同，尤其是电力机车的DC600V供电装置完全区别与发电车集中供电。
1 DC600V供电装置原理简介
我国电力机车供电的空调列车采用机车DC600V集中供电、客车分散变流的方式。电力机车主变压器的副边，有两个给客车供电的辅助供电绕组，提供单相AC860V电压，经相控整流、滤波后供给客车DC600V。DF11内燃机车则两头分别有一个专门的辅助发电机，输出三相AC380V电压，分两路供给客车AC380V。电力机车电源都设有接地保护电路、输出稳压及限流环节、过流及短路保护、过压及欠压保护等。每路输出功率为400KW。DF11内燃机车的辅助发电机组与发电车集中供电相似，只是缺少一个备用机组。
25KV L DC600V
图 机车DC600V电源原理 860V 同 步 信 号 + U/V - J 有源接地
1.1基本工作原理
图5为电力机车DC600V电源装置的主电路原理图。这是一个非常典型的单相相控整流电路，不同的是该电路的受控元件SCR在同一桥臂上，而另一个桥臂的两个二极管既可整流，又起到续流的作用。
电路中，KM作为电源交流输入的投切开关，机车司机台上设有供电钥匙，由司机转换该钥匙来控制交流真空接触器KM的闭合与分断。V1、V2为大功率整流二极管，SCR1、SCR2为晶闸管，由V1、V2、SCR1、SCR2四只大功率半导体器件构成了单相半控全波整流的主电路。单相电源的正半周经过V1、SCR2，负半周经过SCR1和V2构成回路。输出滤波电路由电感L和电容C组成，使输出电流脉动率小于30%。
16
直流输出侧安装了电流传感器I/V，既作为限流控制又作为过流检测的元件；设有单刀隔离开关，当其中一路供电故障时，可人为使用该刀开关切除整流装置直流输出与连接器的连接。R是并联在输出端的‘死’负载，既是停止输出时滤波电容的放电电阻，又是整流器空载工作的负载。U/V是电压传感器，输出恒压控制由电压传感器提供电压信号。机车电源输出侧电流保护采用基于传感器信号的电子式保护，这种保护方式对电源本身没有坏处，但对于整个系统而言，长距离干线供电没有对线路进行熔断式保护是系统的缺陷。此外DC600V电源采用截止式的电流保护，容易使输出产生震荡。
SS8、SS9和SS7E等电力机车的DC600V电源，主电路的接地沿用传统有源保护电路，接地继电器与蓄电池串联同直流输出干线的负线相联。而SS9改等机车的DC600V电源则采用中点接地保护方式。
电力机车向客车供电的辅助绕组输出额定电压为1AC870V，额定电流600A，额定功率522kVA，阻抗电压8%。之所以采用870V是考虑接触网电压波动的影响，电力牵引网的网压受多种因素的影响，波动范围为17KV~31KV，在网压为25KV时，输出对应空载870V，而在低网压17.5KV(-30%)时，输出电压约为1AC610V,全波整流电压接近与550V,基本能够保证客车的正常供电。
但是，870V的交流输入电压带来的问题是使电源装置的功率因数降低，系统参数匹配（尤其是电感L）困难。
1.2电源装置的保护
1）过流保护：当交流侧出现过流时，过流继电器与电流互感器构成检测回路，当达到整定值时，过流中间继电器动作，其常闭联锁分断使KM失电。
2）当直流侧出现过流时，电流传感器I/V检测电流信号，达到过流整定值时，微机送信号使中间继电器得电，分断KM，同时微机柜封锁供电整流桥触发脉冲。 任一路交流侧、直流侧的过流保护都是独立控制。 3) 有源接地保护
两路供电装置各用一个接地保护系统，此保护系统由接地继电器与蓄电池直流110V串联构成接地保护回路，形成有源接地保护方式，可同时保护直流、交流侧，使两路交流接触器分别分断。接地继电器动作后，使KM断开，若出现故障后，将钥匙开关断开，故障排除可继续合接触器，系统重新工作。
有源接地的工作原理如图5：当负线接地时，蓄电池—继电器J—限流电阻R—负线—地E（蓄电池负极接地）构成回路，接地继电器J动作；当正线接地时，蓄电池—继电器J—限流电阻R—整流二极管—正线—地E（蓄电池负极接地）构成回路，接地继电器J动作；当电源装置输入交流线接地时，蓄电池—继电器J—限流电阻R—整流二极管—交流线—地E（蓄电池负极接地）构成回路，接地继电器J动作。 1.3电源装置使用中注意的问题
电力机车DC600V电源本身的工作原理与控制系统完全区别于发电车集中供电，而且安装在机车上，出现问题时车辆乘务人员无法进行操作和维护。根据K79/80列车和其他动车组
17
的运用经验，车辆随车工程师应重点注意以下几个问题：
1） 车DC600V供电装置的输出品质：机车DC600V电源是供电系统
的关键，如果电源出现故障，没有600V输出，客车上的主要用电设备将无法工作。DC600V电源装置早在90年代研制出来，尽管电路结构非常简单，但是由于受客车负载的随机变化、网压波形的畸变和受电弓抖动造成的瞬间离线等因素影响，实际运用中存在很多问题。实际运用中供电系统发生过因参数不匹配而产生的低频震荡，也发生过多次因电源故障而影响客车供电的事故，因此应合理地选择机车电源的滤波参数，消除供电系统可能出现的低频震荡；新造25T客车的综合控制柜能够记录DC600V电源的输出参数，而且在主控站的显示屏上可以即时观察电源输出波形的时间曲线，发现电源异常时，可进行相应的切换处理。
2） 车电源的输出失控可能造成毁灭性的破坏。运用中曾发生过
DC600V电源的输出电压有时或长时间达到1000V以上，这种故障是由于SCR全导通，可控整流变成全波不可控整流。由于客车上的逆变器充电器大多采用1200V的IGBT，因此容易引起功率器件的损坏，此外客车综合控制柜和逆变器充电器使用的直流接触器，在进行电源隔离时，断弧困难，触点容易损坏。
3）机车DC600V输出的电力连接器和控制连接器由于形式不统一，给电力连接器和供电控制连接器的操作带来一定的困难。
DC600V供电客车及电力机车电气连接器端面布置 车型 43/39芯集控连接器 KC20D连接器 备注 距车体中心距轨面距车体中心距轨面 （mm） （mm） （mm） （mm） SS7C 420 1800 860 952 SS7D 370 1800 980 952 SS7E 310 1810 950 934 SS8 1620 1100 860 952 SS9 992 1130 860 952 机车为一、四位角安装 25G/25T 835 1813 873（993） 1023 长客 25G 1753 825（875） 840（1000） 1053 四方 25K 1350（1380） 1673 840（1000） 1053 四方 19K/25T 825（875） 1753 840（1000） 1053 四方 25T 1753 825（875） 840（1000） 1053 浦镇 25T 1350（1360） 1723 810（960） 1038 唐山 从中可以看出，机车43芯连接器位置，差距太大，安装时要注意。 1.4接地保护问题
SS7C、SS7D、SS7E、SS8、SS9为有源接地，SS9改、DF11为中点接地，客车为不接地系统。
18
DC600V正线V1+DC600VC1V1-DC600V负线D1+交流线Vn+CnDn+交流线D1-Vn-Dn-R1电力机车R+C+R-C-客车1R1~客车nC1~Rn~Cn~DC110V接地线图1：DC600V供电系统有源接地示意图
DC600V正线R1DC600VC1V1+D1+交流线C1nVn+Dn+交流线C2R2DC600V负线V1-D1-C2nVn-Dn-机车R+C+R-C-客车1R1~客车nC1~Rn~Cn~接地线图2：DC600V供电系统中点接地示意图
有源接地与中点接地相比缺点是：不隔离供电的负载对地电压相对较高，DC600V正线及交流负载线对地电压为710伏，提高了对绝缘的要求，绝缘利用不对称，EMI效果差。
中点接地与有源接地相比的优点是：各线对地电压对称（为正、负300伏）可以充分利用绝缘，EMI效果好。推荐采用中点接地方式，机车接地保护电流动作值为150～180mA，客车为100～150mA。
为与不同机车编组，客车采用不接地系统进行保护。在不接地系统中，由于电位浮地，系统不同设备（车厢间）的串扰较大。客车漏电流设置为软件100mA动作，硬件150mA动作。
1.5供电回路原理
电力机车DC600V电源，通过KC20D电气连接器向列车母线供电。在车厢内，两路DC600V首先进入电气综合控制柜，电气综合控制柜设有供电选择电路，可以选择I路或II路DC600V电源，同时还设有漏电检测装置，当本车厢DC600V电路和AC380V电路有漏电时，可以切除本车DC600V电源。电气综合控制柜将输入的DC600V电源进行分配，供给逆
19
变器和充电器。
逆变器将DC600V电源，变换成AC380V电源，并输出到电气综合控制柜，供给空调机组。充电器将DC600V电源变换成DC119V供本车蓄电池充电和照明等其他用电负载用。 1.6过分相区问题
由于电力机车牵引每50km存在分相区，过分相区时，受电弓失电，DC600V电源没有输出，逆变器也停止向空调机组供电，为了防止过分相时，控制接触器频繁吸放，控制系统采用DC110V供电。过分相时控制系统和照明的电源来自于DC110V蓄电池。
电力机车经过分相区的最短时间约为10S（200Km/h），对空调机组的启动是否产生影响？通过大量的模拟试验和实际运用证明，仅仅是制冷量稍有损失，而由于逆变器采用VVVF启动，空调机组的电流冲击并不存在。首先，过分相区的时间加上DC600V的缓启动时间及逆变器的缓冲、延时和软启动时间，至少在30S以上，空调机组有足够的时间来平衡压力，因此，没有必要在空调机组内进行旁通控制。
600V电源 DC600V AC380V
过分相 软启动 逆变器缓冲 软启动
图3 过分相电源输出波形
稳定运行 2 DC600V/AC380V逆变器基本原理
25T客车采用2X35KW逆变器供电方式，两个逆变器的工作原理是相同的。
逆变器主电路原理如上图。一般来讲逆变器主电路包括以下几部分：
2.1输入输出隔离电路 如图中的KM1、KM3电磁接触器，其主要功能是在逆变器、输入电路或输出负载发生故障时实施隔离，防止故障扩散。
20