1、附录4铁路客车电气综合控制柜(G型)使用说明书1. 概述TKDG 型铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜) 用 于 DC600V 供电的客车,是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保 护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。综合控制柜的控制 核心采用可编程控制器(以下简称 PLC),PLC 通过微型可编程序终端(以 下简称显示触摸屏)接受各种指令并自动执行相应的操作步骤,对电气系 统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。综合控制柜具有检 测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能,实现供电及控制系统的 综合控制,可进行车对车通信,并逐步实现车对地、地对车的计算机联网 通讯。2. 主要特点2.1. 综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统 化。2.2. 综合控制柜根据预设参数实现自动控制,减轻了操作人员的工作强度, 避免由于人为误操作引起的事故,便于操作和维护。2.3. 综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测,出现故障时及时进行保 护动作,避免了由于保护不及时而引起的严重后果。2.4. 综合控制柜可对轴温进行监视和显示。2.5. 综合控制
2、柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作,整个电气系 统工作更加安全可靠。2.6. 根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题,不同系统、不同电压 等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离,结构设计上尽量减少相互间的 电磁干扰。2.7. 综合控制柜的控制方案以自动为主,同时考虑控制系统故障的应急措 施,包括极端情况下的手动应急措施。2.8. 综合控制柜主要具备六大部分功能:1电源转换控制功能;2空调机 组控制功能;3蓄电池欠压保护功能; 4照明供电功能;5轴温、车 下电源箱状态监视功能;6联网通讯功能。3. 产品型号:TKDG-1T2-294. 技术规格4.1. 结构参数控制柜外形尺寸:2000mmX1300mmX350mm (高X宽X厚)上柜外形尺寸:850mmX 1300mmX350mm (高X宽X厚)下柜外形尺寸:1150mmX 1300mmX350mm (高X宽X厚)。4.2. 主要技术参数及功能4.2.1综合控制柜控制单元由PLC主机单元(CPM2A-CPU61)、12/8点的I/O 扩展模块(CPM1A-20EDR1)、信息显示触摸屏(NT31-ST121-EV2) 组成。4
3、.2.1.1. PLC 功能PLC 是可编程逻辑控制器的缩写,对整个电气系统进行自动控制,实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析,对出现故障自动处理,通 过显示触摸屏实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令、参数,将故障 信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。模拟量输入点:17点(010V)温度输入点:1点(PT100)开关量输入点:24点(直流24V, 8mA),开关量输出点: 24点(继电器输出)输出端最大开关能力:2A, 250VAC (cos=1); 2A, 24V 输出端最小开关能力: 10mA, 5VDC4.2.1.2. 显示触摸屏功能显示触摸屏是一种微型可编程终端,采用全中文液晶显示触摸屏(带 背光),具有字符类型和图象类型显示,由通讯接口和 PLC 的外设接口进 行通讯。主要功能是现场参数设定,电源转换、空调机组等功能单元运行 工况的人为控制,运行工况参数的显示,实时显示各功能单元的运行状态 及实时报告故障现象。字符、图象类型显示:20X15个汉字液晶显示器规格:320X240点有效显示面积:122X92mm24.2.2. 交、直流电源规格:4.2.2.1 主电路电源主
4、电路由两路电源母线中的其中一路提供电源,向逆变器、充电器供电,并由逆变器变换成AC380V/50HZ,向车内空调、伴热等交流负载供电 直流主电源 DC600V额定工作电压: DC600V电压波动范围:DC500VDC660V交流主电源: AC380V额定工作电压:三相交流380V电压波动范围:三相交流323V437V额定工作频率: 50Hz1 Hz4.2.2.2. 蓄电池DC110V 电源全列贯通,各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。蓄电池在充电机停止或故障时,向本车应急照明、水位显示、车下电 源箱控制、开水炉控制等负载供电。电池欠压保护动作值: 91V1V 恢复值: 971V4.2.2.3. 直流控制电源应急灯、轴温报警器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电;照明、车下电源箱、开水炉等负载的控制电源由本车直流110V电源提供; 控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、 显示触摸屏、网关供电;转换成直流 12V 向传感器供电; DC110V/DC48V 电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。直流电器控
5、制电路定工作电压: DC110V电压波动范围: DC77V137.5VPLC、触摸屏电路额定工作电压: 直流 24V电压波动范围: 直流20.4V26.4V信号采集电路(传感器)额定工作电压: 直流 12V电压波动范围: 直流 11.4V12.6V输出电压范围:直流 010V;05VPLC、触摸屏及传感器供电电源额定输入电压: 直流 110V 输入电压波动范围:直流 77137.5V额定输出电压:直流 24V(5%);直流 12V(5%)额定输出电流:DC24V不小于3A; DC12V不小于1A电压调整率:不大于1%电流调整率:不大于1%输出电压纹波峰-谷值(VP-P):不大于1.0V变换效率:大于80%尾灯、电话插座供电电源额定输入电压:直流 110V输入电压波动范围:直流 77137.5V额定输出电压:直流 48V(5%);额定输出电流:不小于 1A电压调整率:不大于 1%电流调整率:不大于 1%输出电压纹波峰-谷值(VP-P):不大于1.0V变换效率:大于 80%另外,为保证机车 DC600V 供电的正常进行,在客车的首尾车和工程 师车设置“供电请求”信号,通过39 芯连接器完成
6、机车和客车的信息交换。 具体控制过程是:整列客车准备就绪后,通过首尾车或工程师车其中之一 进行供电请求操作:闭合供电请求电源开关Q12, +117、-117之间输出DC110V电源给 机车。闭合“供电请求”空开Q18, 41输出DC110V “供电请求”信号给机车。在机车 DC600V 电源具备输出条件后(机车侧电压稳定、客车侧无 故障),机车输出 198“供电允许”信号给客车,允许客车逆变器控制系统 进入正常工作。延时5s后,机车分I、II路供电给客车。客车整列车的过载、短路、漏电流超标是由机车完成的。 如果客车侧“供电请求”信号因故障无法正常运行或漏电流超标供电 保护,特殊情况下,在确认客车设备正常后,可要求机车强制供电。紧急情况下,可断首尾车和工程师车的“供电请求”信号或“供电请 求电源”,要求机车停电。4.2.3.WG 型网关规格WG型网关用于铁路客车TKDG-1T2型配电柜。PLC网关一方面通过各种通信接口实现 PLC 到车下电源之间的数据传递,另一方面通过Lonworks 接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。额定输入电压:直流 24V输入电压波动范围:20V27V接线
7、端子: WAGO232-209/026-000,2.5mm2。外形尺寸:160mm X 90mm X 42mm安装尺寸:145mmX63mm,安装螺丝:M44.2.4. DL-II代理节点代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁,有 2 个独立的 Lonworks 通讯 接口。上行 Lonworks 通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息, 并将信息转发给下行 Lonworks 通讯模块。下行 Lonworks 通讯接口负责车 厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、 工作状态等信息。额定输入电压:直流 24V输入电压波动范围: 20V27V接线端子: WAGO232-209/026-000, 2.5mm2。外形尺寸: 160mmX 90mmX 56mm。安装尺寸:145mmX63mm,安装螺丝:M44.3. 环境条件4.3.1. 工作环境温度:0C+50C4.3.2. 存储温度:一25C+75C4.3.3. 相对湿度:最湿月月平均最大相对湿度不大于 90%(该月月平均最低 温度为 25C)。4.3.4. 海拔咼度:W2500m。4.3.5. 振动:相对于客车
8、的垂向、横向和纵向存在着频率f为50Hz的正 弦振动,其振动加速度在频率f为110Hz时等于0.1g (g为重力加速度, 可以减化为10m/s2计算),当频率f为1050Hz时等于1g。因机车连挂时的冲击,沿机车纵向激起的加速度不大于3go5.系统功能说明5.1. 电源供电转换功能DC600V电源分两路从车底汇流箱进入综合控制柜,1路供电对应本 车一位侧供电干线,11路供电对应本车二位侧供电干线,两路干线经直流 断路器Q1、Q2后,通过电压传感器JK1、JK2测量,将两路供电电压信息 传给PLC,作为自动控制依据,供电电压高于500V认为干线有电,否则 认为无电。DC600V正常供电电压范围在500660V之间。综合控制柜的电源有两路供电,通过转换开关SA1分“自动”和“试 验I路”、“试验II路”直流接触器KM1、KM2是供电选择主接触器。5.1.1. 正常情况下,转换开关置于“自动”位5.1.1.1 I路、II路均有电,设定车厢号后,PLC按照均衡供电原则,奇 数号车厢选择I路供电、偶数号车厢选择II路供电,1路和II路在硬件和 软件上均互锁,显示屏显示电源状态、参数、工作菜单,相
9、应的电源指示 灯亮。5.1.1.2.如果I路有电、II路无电,所有车厢PLC通过检测可自动选择I 路供电,且空调负载和客室电热减载运行,同时在显示屏上提示相应信息, 指示灯亮。此时如果II路重新供电,则偶数车厢PLC通过检测可重新选择II路供电。5.1.13如果II路有电、I路无电,所有车厢PLC通过检测可自动选择II 路供电,空调负载和客室电热减载运行,同时在显示屏上提示相应信息。 此时如果I路重新供电,则奇数车厢PLC通过检测可重新选择I路供电。5.1.1.4. 可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。5.1.1.5. 在I路、II路都有电,奇数号车厢I路供电、偶数号车厢II路供电 的情况下,自动供电时,当弱风、空调空气预热器或电热运行时,如果I 路(II路)供电电压大于DC660V时间超过10s,PLC自动切断当前回路, 转移到另一路无故障回路供电,同时空调负载和客室电热减载运行;当这 些制暖设备没有运行时,供电电压大于 DC660V 时间超过 20s, PLC 自动 切断当前回路,转移到另一路无故障回路供电。当电源电压值恢复正常, 通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电,通过PLC检测后,PLC自 动转换回原供电回路,负载恢复全载运行。两路供电回路重新供电时, PLC 将自动解除保护,转换到原供电回路。5.1.1.6. 在一路有电,另一路无电,所有车厢都是同一路供电的情况下,如 果供电回路出现故障,则PLC停止供电,不进行转换。5.1.1.7. 在一路正常,另一路存在故障未消除,车厢供电已经进行了一次转 换的情况下,如果供电回路再出
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