DC600V供电铁道客车车载电源变换装置统型技术条件V1.0

DC600V供电铁道客车车载电源变换装置统型技术条件

（版本：V1.0）

1 范围

本技术条件规定了DC600V供电铁道客车车载电源变换装置（包括逆变电源、充电机、单相逆变器）的产品分类、性能参数、技术要求。

本技术条件适用于DC600V供电铁道客车车载电源变换装置的设计、生产、试验和检验。动车组和其他特种车辆可参照执行。 2 引用标准

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本技术条件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术条件，然而，鼓励根据本技术条件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术条件。

TB/T 3063-2002 旅客列车DC600V供电系统技术条件

GB/T21563－2008 轨道交通 机车车辆设备 冲击和振动试验（ IEC 61373:2010） 3 产品分类

3.1 DC600V供电铁道客车车载电源变换装置包括逆变电源、充电机、单相逆变器。 3.2 产品分类

车载电源变换装置可按照装机容量、隔离变压器的容量和工作环境温度等分类。

如逆变电源按照工作环境温度可分为高寒车和非高寒车；按功能分为餐车和其它车型；按配置分为单逆变电源箱和双逆变电源箱；按结构分为翻盖式和抽屉式。 4 环境条件

4.1 工作环境温度：非高寒车：-25℃～＋45℃；高寒车：-40℃～＋45℃ 4.2 存储温度： －40℃～＋45℃。

4.3 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25℃ ）。 4.4 海拔高度：不大于2500m。

4.5 振动与冲击：应符合GB/T21563－2008的规定，或采用已经过装车运用考验的类似柜体结构和安装方式。

4.6 如车载电源的使用环境条件与上述条款有差异时，由用户和制造商协商确定。 5 主要技术参数 5.1逆变电源

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5.1.1 输入电压

应能在TB/T 3063-2002 5.4.2.1条规定的条件下正常工作。

5.1.2 输出电压

输出电压：AC380V±10%

输出频率：50±1Hz THD≤10% dv/dt ≤500V/us

5.1.3 控制电压

额定工作电压： DC110V

电压波动范围： DC77～137.5V（交流接触器线圈电压可选用DC88～121V）

5.1.4效率

应符合TB/T 3063-2002 5.4.2.7条的规定。 5.1.5对输入电源产生的峰峰纹波因数

应符合TB/T 3063-2002 5.4.2.8条的规定。 5.1.6 输出电压稳定精度

应符合TB/T 3063-2002 5.4.2.9和5.4.2.10条的规定。 5.1.7 抗负载突变能力

应符合TB/T 3063-2002 5.4.2.13条的规定。 5.1.8 开关频率 3k Hz 5.2 充电机 5.2.1输入电压

应能在TB/T 3063-2002 5.4.4.1条规定的条件下正常工作。 5.2.2 输出电压

应符合TB/T 3063-2002 5.4.4.3和5.4.4.4条的规定。 5.2.3 控制电压

电压波动范围： DC77～137.5V（交流接触器线圈电压可选用DC88～121V）。 5.2.4效率

应符合TB/T 3063-2002 5.4.4.6条的规定。 5.2.5对输入电源产生的峰峰纹波因数

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应符合TB/T 3063-2002 5.4.4.9条的规定。 5.2.6容量

应符合TB/T 3063-2002 5.4.4.5条的规定。 5.2.7 开关频率 ≥16kHz

5.2.8 蓄电池充电温度补偿曲线 可选择单曲线和双曲线。

5.3单相逆变器

5.3.1 输入电压

额定输入电压：DC110V 相对峰—峰纹波因数小于15%。 输入电压波动范围： DC77～DC137.5V 5.3.2 输出电压（与输入隔离）

额定输出电压：单相AC220V±5% 输出频率： 50±1Hz

输出波形：正弦波输出，正弦性畸变率≤10%,THD≤10%，电压上升率不大于500V/μs,尖峰电压不大于1000V，电压稳定度不大于±5%。

5.3.3 逆变器额定效率：≥80%（在标称输入DC110V，输出带3.5kVA阻性负载时）。 5.3.4 额定输出容量：3.5kVA。

5.3.5 DC110V输入侧与交流输出侧采用变压器进行电气隔离。

5.3.6 DC110V输入侧有预充电元件，启动时输入电流的最大值IMAX应小于稳态电流IH的1.5倍。 5.3.7 过载能力：120%负载大于1分钟。 5.4 绝缘性能

5.4.1逆变电源和充电机应符合TB/T 3063-2002 4.2.1条的规定。 5.4.2单相逆变器

5.4.2.1所有带电部分短接后对地电阻应大于5MΩ，并能承受1500V工频试验电压1分钟无击穿或闪络现象。

5.4.2.2 输入与输出之间绝缘电阻应大于5MΩ，并能承受1500V工频试验电压1分钟无击穿或闪络现象。 5.5 介电强度

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应符合TB/T 3063-2002 4.2.2条的规定。 5.6 噪声

≤70dB(A)（1m处） 5.7 零线接地

零线接地，采用兰色端子。 6 技术要求 6.1 电气接口

6.1.1 DC600V供电客车 来源线规 线号 /去2(mm) 向 +603 -603 2×25 综合柜 含义 备注 线规线号 2(mm) U2 V2 W2 U3 V3 W3 N3 仅适用U20 于减配V20 客车单逆变器， W20 互备供电连接器 4×4 3×16 综 合 柜 来源/去向 含义 备注 DC600V正/负线 DC600V正/负线 逆变器1输出 AC380V互备供电母线 DC110V控制电源 逆变器1正常输出 逆变器2输出 隔离变压器 输出 AC380V互备供电母线 +603 充电2×4 -603 器 U1 V1 W1 U10 V10 逆W10 变+135器 / -111 201 203 301 303 211 5×1 综 合 柜 6×10 3×16 综合柜 互备供电连接器 仅适用于减配客车单逆变器， 6×10 2×2.5 RP3 2x1屏蔽 充 电 器 RS485正 RS485负 逆变器2RN3 正常输出 DC110V逆变器1正极输TE 故障 出，高电平有效 备用逆变器2故障 线 逆变器减载信号 备用线 2x1屏蔽 2x1屏蔽 4

42 197 互备供电请求信号 互备供电仅适用允许信号 于减配互备供电客车单接触器驱逆变器，动信号 DC110V一位端互正极性高备供电接信号，触器选择 电平有效 二位端互备供电接触器选择 3×2.5 备用线 160 5×1 160A 160B 备用1 备用2 备用3 双逆变器的隔离变压器输入端接U2、V2、W2，减配客车单逆变器的隔离变压器输入端接U1、V1、W1。Δ/YO，N线接地 线号 线规 来源/去向 逆 变 器 含义 来源备注 线号 线规 /去向 +130/ -111 2×2.5 逆变器 含义 备注 +603 -603 U210 充电器& 单相逆变器 N210 LW1A 2×4 DC600V正/负线 DC110V控制电源 2×4 单相逆变器输出 Lonworks网线 +140/ 2×6 -140 202 302 204 304 5×1 综 合 柜 单相逆变器电源 充电器正常 充电器故障 单相逆变器正常 单相逆变器故障 蓄电池欠压 2x1屏LW1B 蔽 TE 备用线 TA TB TB TE RP3 RN3 2x1屏蔽 3x1屏蔽 2x1屏蔽 综 合 柜 DC 110V正极出 PT100温蓄电度补偿传池箱 感器 逆变器 RS485正 RS485负 311 备用线 2×2.5 1×10 L+ 本车DC110V 5

TE 备用线 备用线 2x1屏蔽 2x1屏蔽 D+ 1×25 蓄电池箱 DC110V 母线 +110分线/ 2×25 盒 -110 6.1.2 单相逆变器外部接线图 ＋140（DC110V+)-140（DC110V-)204(NORMAL)304(FAULT)12345U210(AC220V1)逆变器6N210(AC220V2)配电柜 注：单相逆变器交流输出侧采用双绞线输出。N210在内部接地。 6.1.3单相逆变器外部接线的说明 线号 +140 -140 名称 DC110V+ DC110V- 说明 DC110V正线 6mm DC110V负线 正常指示线，只有当逆变器交流正常输出时，204线才204 NORMAL 输出。该线为DC110V+时，表示逆变器工作正常，最大负载电流0.3A， 故障指示线，因自身故障不能输出时，304有效。该线304 FAULT 为DC110V+时，表示逆变器有故障，最大负载电流0.3A U210 1mm 22线径 AC220V1 AC220V2 AC220V接线之一 4 mm 2N210

AC220V接线之二 6.2逆变电源主电路及元器件型号

6.2.1逆变电源主电路采用统一的电路原理图，原理图见附图一。

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6.2.2逆变电源主电路的主要元器件采用统一的规格型号，逆变器1的元器件型号见附表一，逆变器2的元器件型号参照逆变器1。 6.3逆变电源主电路接触器动作逻辑、时序

6.3.1 DC110V控制电供电后，逆变器执行自检，时间不得超过5s。如果电压检测电路TV201检测到DC600V电源电压低于DC500±1%V， DC600V主接触器KM201处于断开，预充电接触器KM202处于断开，放电接触器KM203吸合，交流输出接触器KM204断开；如果电压检测电路TV201检测到主电路电压大于DC500±1%V时，延时不得超过5s，吸合主接触器KM201，放电接触器KM203自动断开，开始预充电。当检测到电压检测电路TV201与TV202的电压差小于DC50V后，吸合预充电接触器KM202，结束预充电状态（预充电时间不得超过15s）。当时间T4不到55-60s时，延时等待，当T4达到55-60s且预充电完成后，吸合交流输出接触器KM204，逆变器按VVVF启动输出。对于餐车逆变器，时间T2可为0s，时间T4不超过30s。 启动时序图如下：

V(v) DC600V电压变化曲线

T0 T（s） V(v) 交流输出电压变化曲线

T1 T2 T(s） T4 T3 T0：过分相区时间 T1：预充电时间≤15s T2：等待时间 T3：软启动时间≤15s

T4：二次交流输出的间隔时间55s～60s(餐车逆变器除外)

6.3.2 在工作过程中，逆变器如果出现任何交流输出不正常的现象时，交流输出接触器KM204断开，以免影响负载。如果出现不可恢复故障、逆变器不能正常工作或能引起逆变器内部损坏时断开DC600V主接触器KM201，断开预充电接触器KM202，吸合放电接触器KM203（放电接触器是通

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过主接触器KM201的常闭触点串联控制的）。

6.3.3电压检测电路TV201检测到电压低于500±1%V持续1s后，立即断开主接触器KM201，断开预充电接触器KM202，吸合放电接触器KM203。

6.3.4双逆变器箱两单元接触器动作逻辑、时序相同；双逆变器箱两单元相同部分的器件号和线号以‘A’、‘B’区分。对于减配客车，由于采用双逆变器箱体结构，出于对箱体结构重心的考虑以及便于日后加装逆变器单元，将单逆变器单元安装在双逆变器箱逆变器2的位置上，通信按双逆变器箱的逆变器1执行，其接线将逆变器1的器件号和线号去掉‘A’。 6.4逆变电源热备及互备供电

6.4.1同车双逆变器热备转换条件及要求

同车逆变器1、2相互热备，当某一台逆变器单元由于自身发生故障停止输出并输出硬线故障信号时，如果故障不可恢复，故障单元控制板封锁脉冲，断开输入、输出接触器，发出热备请求信号（低电平有效），正常单元控制板收到该信号，停止正常逆变器输出，发出KM209吸合命令，KM209接触器辅助触点发出减载信号（211），然后延时30s后，正常的逆变器单元重新启动。

逆变器1或逆变器2控制系统断电、死机等故障不影响热备转换功能。 6.4.2单逆变器箱的邻车互备供电条件及要求

单逆变器箱（电气接口原理图见附图三）的车辆编组后，邻车进行互备供电时，通过电气综合控制柜内互备供电控制转换开关SA6的选择，将单逆变器箱客车两两一组进行组合，组成互备供电车组(选择方法：将两辆相邻单逆变器箱车的控制柜内互备供电控制转换开关SA6分别选择到两车相邻接的一端。)。当同一互备供电组合内的两台单逆变器均故障时可人工干预，操作转换开关SA6重新与相邻未故障车进行组合。

当单逆变器箱发生不可自恢复故障且无法正常工作时，向电气综合控制柜发出硬线故障信号301、消除正常信号201，通过网络发送相应故障代码，切断本逆变器交流输出接触器KM204，向选择的一位端或二位端互备供电邻车发送互备供电请求信号43。

被选择的邻车收到互备供电请求信号42且工作正常时，停止本车逆变器，发出互备供电允许信号196，发出160驱动信号吸合互备供电接触器KM66（或KM68），发出减载信号211，并经一定延时重新启动本车逆变器。

故障车在收到互备供电允许信号197后，发出160驱动信号吸合互备供电接触器KM66（或KM68），发出减载信号211。当邻车正常逆变器重新启动工作后，就实现了两辆相邻减配客车的3AC380V互备供电，同时两车逆变器通过网络向电气综合控制柜发送相应供电模式代码(包含在故障代码中)，控制柜触摸屏应正确显示逆变器供电状态。

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当单逆变器收到互备供电请求信号42而自身也故障时，对互备供电请求不应答。

正常单逆变器在扩展供电过程中，若互备供电请求信号42消失，立即停机，消除160驱动信号释放互备供电接触器KM66（或KM68），消除互备供电允许信号196与减载信号211，在延时10s之内，若仍未收到互备供电请求信号42，则结束扩展供电模式，正常启机，进入本车正常供电模式；若重新收到互备供电请求信号42，则重新进入本车扩展供电模式。

故障车在扩展受电过程中，若互备供电允许信号197消失，单逆变器立即消除160驱动信号释放互备供电接触器KM66（或KM68），保持发送互备供电请求信号43及保持释放本车逆变器交流输出接触器，等待互备供电允许信号197。

故障车逆变器发出互备供电请求信号43后，原则上在同一个供电区不再检测本车逆变器是否恢复正常，当经过一个无电区后，可重新检测本车逆变器是否恢复正常，若恢复正常，可消除160驱动信号释放互备供电接触器KM66（或KM68），消除互备供电请求信号43，延时10s后，正常启机。 6.4.3控制板互备热备供电功能

当作为单逆变器使用时:

若本车逆变器故障，通过控制板发出邻车互备请求信号43（高电平有效），并接收邻车互备供电允许信号197。根据信号197是否有效，驱动中间继电器，通过该继电器的一组常开触点输出160信号。

邻车逆变器控制板接收互备供电请求信号42。根据信号42是否有效，驱动中间继电器，通过该继电器的一组常开触点输出160信号；并通过另一组常开触点，串接互备板内部继电器的常闭触点，输出互备供电允许信号196。

信号160驱动互备供电接触器（KM66或KM68），并通过接触器（KM66或KM68）的辅助触点发出减载信号211。

为避免单逆变器控制电路失效时，不能发出扩展供电请求，增加互备供电板 6.4.4互备板功能

监视单逆变器控制板，当逆变器控制板无电或死机时，控制板不能发出互备供电请求信号43、正常信号201和故障信号301，由互备板延时发出供电请求信号43；接收互备供电允许信号197，通过板内信号继电器的一组常开触点，驱动中间继电器，通过中间继电器的一组常开触点输出160信号。信号160驱动互备供电接触器（KM66或KM68），并通过接触器（KM66或KM68）的辅助触点发出减载信号211。

通过板内该信号继电器的另一组常闭触点断开互备供电允许信号196。 6.5 降压降频输出模式

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输入电压过低，逆变电源输出不能满足380±10% V、50Hz的要求时，逆变电源应按照V/f=380/50降压降频输出。

6.6 逆变器故障种类、判断标准 6.6.1 输入过压

DC600V电源电压大于输入过压保护设定值（输入过压保护设定值≥DC700V），逆变电源交流输出不能满足AC380V±10%，50Hz的要求或逆变电源内部器件无法承受时，进行输入过压保护，逆变电源停止输出，通过网络发送故障代码。在一个分相区内，DC600V电源电压连续5分钟大于过压保护设定值，逆变电源发出故障硬线信号、通过网络发送故障代码。通过下一个分相区后，如果DC600V电源电压恢复正常，逆变电源应正常启动，消除故障硬线信号。

保护动作时，断开输入接触器、预充电接触器、输出接触器； 6.6.2 输入欠压

DC600V电源电压已经低于输入欠压保护设定值（DC500±1%V），进行欠压保护。输入欠压保护只通过网络传送故障代码，不给硬线信号。当输入电压恢复正常时，逆变电源应正常输出。

保护动作时，断开输入接触器、预充电接触器、输出接触器； 6.6.3 输出过压

交流输出电压超过输出过压保护设定值（输出过压设定值为AC418±5 V/50Hz）或按照V/f=380/50降压降频输出时电压超过+10%的范围，进行输出过压保护，逆变电源停止输出。输出过压故障为不可恢复性故障，只能通过人为操作恢复。故障时发出硬线故障信号和网络故障代码。

保护动作时，断开输入接触器、预充电接触器、输出接触器； 6.6.4 输出欠压

交流输出电压低于输出欠压保护设定值（输出欠压设定值为AC342V±5V/50Hz）或按照V/f=380/50降压降频输出时电压低于 －10%的范围。输出欠压故障可恢复3次，当恢复3次仍然输出欠压，故障逆变器停止输出，发出硬线故障信号和网络故障代码。当发出硬线故障信号后，输出欠压故障为不可恢复性故障，只能通过人为操作恢复。

保护动作时，断开输入接触器、预充电接触器、输出接触器； 6.6.5 输出过流

交流输出电流超过输出过流设定值（交流输出过流设定值为150±5A）。交流输出过流故障可恢复3次，当恢复3次仍然输出过流，故障逆变电源停止输出，发出硬线故障信号和网络故障代码。当发出硬线故障信号后，输出过流故障为不可恢复性故障，只能通过人为操作恢复。

保护动作时，断开输入接触器、预充电接触器、输出接触器；

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