GMC16A型鋼軌打磨車電氣總體方案

1、GMC16AGMC16A型地鐵打磨列車型地鐵打磨列車電氣系統(tǒng)方案電氣系統(tǒng)方案工程機(jī)械研工程機(jī)械研發(fā)發(fā)中心中心 電電氣技?xì)饧夹g(shù)術(shù)部部2012年年9月月1日日 1、合同技術(shù)規(guī)格書(shū)2、總體方案說(shuō)明3、標(biāo)準(zhǔn)4、經(jīng)驗(yàn)（教訓(xùn)）5、用戶聯(lián)絡(luò) 任務(wù)來(lái)源（功能需求分析）：任務(wù)來(lái)源（功能需求分析）：1、發(fā)電機(jī)防護(hù)等級(jí)2、變頻變壓裝置3、供電系統(tǒng)改進(jìn)4、打磨控制系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)分析：技術(shù)難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)分析： GMC16A型鋼軌打磨列車由A1車和A2車兩節(jié)車連掛組成。本電氣系統(tǒng)既滿足A1、A2兩車連掛運(yùn)行作業(yè)，也滿足一節(jié)車故障時(shí)另一節(jié)車單獨(dú)運(yùn)行作業(yè)。 電氣系統(tǒng)概述：電氣系統(tǒng)概述：電氣系統(tǒng)按功能分：電氣系統(tǒng)按功能分：

2、l供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)l微機(jī)控制系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)l輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)1.1 DC24V1.1 DC24V供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)1.2 AC380V/AC220V/50Hz1.2 AC380V/AC220V/50Hz供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)1.3 AC440V/AC250V/60Hz1.3 AC440V/AC250V/60Hz供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 1、供電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)打磨電機(jī)集塵電機(jī)風(fēng)源電機(jī)變頻變壓AC380V/220V/50HzAC380V/220V電源插座DC24V充 電 機(jī)DC24V工作蓄電池組DC24V火災(zāi)軸溫柴油機(jī)啟動(dòng)全車照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供電源接觸器3發(fā)電機(jī)DC24V啟動(dòng)蓄

3、電池組接觸器2電器柜空調(diào)控制電路內(nèi)部通訊司機(jī)室空調(diào)A2車工作蓄電池組增壓裝置加熱玻璃水箱加熱視頻裝置檢測(cè)裝置水管路伴熱帶接觸器2大小水泵AC3800V/50HZ250KWDC28V/140AGNC170型20節(jié)1組GNC20型20節(jié)1組A2車AC440V 電路A1A1車車供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)示意示意圖圖AC440V/250V/60Hz柴油機(jī)l 接觸器1：正常時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)，在其中一節(jié)車的發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)使用。在打磨作業(yè)觸摸屏上可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制該接觸器的吸合和關(guān)斷。l 接觸器2：正常時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)，只有調(diào)試、檢修時(shí)使用。在打磨作業(yè)觸摸屏上可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制該接觸器的吸合和關(guān)斷。該觸摸按鈕設(shè)有密碼保護(hù)

4、，防止誤操作。該接觸器與AC440V總電源接觸器和變壓變頻裝置接觸器具有互鎖功能。l 接觸器3：正常處于吸合狀態(tài)，保證啟動(dòng)蓄電池組和工作蓄電池組并聯(lián)供電。只有在柴油機(jī)啟動(dòng)瞬間該接觸器斷開(kāi)，保護(hù)DC24V其他負(fù)載。 打磨電機(jī)集塵電機(jī)風(fēng)源電機(jī)變頻變壓AC380V/220V/50HzAC380V/220V電源插座DC24V充 電 機(jī)DC24V工作蓄電池組DC24V火災(zāi)軸溫柴油機(jī)啟動(dòng)全車照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供電源接觸器3發(fā)電機(jī)DC24V啟動(dòng)蓄電池組接觸器2電器柜空調(diào)控制電路內(nèi)部通訊司機(jī)室空調(diào)A2車工作蓄電池組增壓裝置加熱玻璃水箱加熱視頻裝置水管路伴熱帶接觸器2大小水泵AC

5、3800V/50HZ250KWDC28V/140AGNC170型20節(jié)1組GNC20型20節(jié)1組A2車AC440V 電路A2A2車車供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)示意示意圖圖AC440V/250V/60Hz柴油機(jī)A2A2車供電系統(tǒng)與車供電系統(tǒng)與A1A1車供電系統(tǒng)的區(qū)別：車供電系統(tǒng)的區(qū)別： A2車取消了檢測(cè)裝置供電，增加了視頻主機(jī)、軸溫檢測(cè)裝置主機(jī)。并將視頻和軸溫主機(jī)安裝在A2司機(jī)室右后側(cè)電器柜內(nèi)。1.1.DC24VDC24V供電系統(tǒng)負(fù)載功率統(tǒng)計(jì)：供電系統(tǒng)負(fù)載功率統(tǒng)計(jì)：供電設(shè)備用電設(shè)備用電功率（kw）啟動(dòng)蓄電池組康明斯柴油機(jī)啟動(dòng)/冷啟動(dòng)電流1425CCA8.25供電設(shè)備用電設(shè)備 全車用電功率（kw）作業(yè)工況

6、牽引工況蓄電池組0.80.8工作燈2X100W;標(biāo)志燈、副照燈4X35W;警示燈1X45W;LED燈20X8W;頭燈1X140W;司機(jī)室燈4X18W;0.7570.757機(jī)車牽引控制0.150.15打磨作業(yè)控制0.2-柴油機(jī)控制系統(tǒng)0.150.15低恒速控制用電0.24-制動(dòng)控制閥0.900.90氣動(dòng)控制閥0.70.7繼電器、接觸器0.250.25火災(zāi)報(bào)警2X10W0.020.02內(nèi)部通訊100W0.10.1地鐵無(wú)線電臺(tái)（預(yù)留）100W0.10.1地鐵車載ATP（預(yù)留）100W0.10.1軸溫顯示器、傳感器50W0.050.05檢測(cè)裝置0.20.2集塵反吹0.03-合計(jì)4.7474.277DC

7、24V DC24V 單節(jié)車負(fù)載功率計(jì)算：?jiǎn)喂?jié)車負(fù)載功率計(jì)算：由上表可知，DC24V負(fù)載合計(jì)最大功率：4.7kW。最大充電電流：168A根據(jù)計(jì)算選用康明斯柴油機(jī)自帶的充電機(jī)DC28V/140A和AC220/DC28V/60A充電機(jī)，給DC24V負(fù)載供電。說(shuō)明：說(shuō)明：DC28V/140A充電機(jī)在正常工作時(shí)，兩臺(tái)充電機(jī)一起工作；當(dāng)兩臺(tái)柴油機(jī)都不工作時(shí)，可由DC28V/60A充電機(jī)給蓄電池組充電，同時(shí)給DC24V電路提供電源。2.2.A1A1車車AC380/220VAC380/220V負(fù)載功率統(tǒng)計(jì)：負(fù)載功率統(tǒng)計(jì)：供電設(shè)備用電設(shè)備作業(yè)工況(KW)牽引工況(KW)夏季冬季夏季冬季變壓變頻裝置AC380VA

8、C380V電源插座0000AC220VAC220V電源插座1111充電機(jī)DC28V/60A2222檢測(cè)裝置1.51.500視頻1111水管伴熱帶00.300.3電器柜空調(diào)+司機(jī)室空調(diào)1.5+32+31.5+32+3合計(jì)1010.88.59.3AC380V/220V/50Hz AC380V/220V/50Hz 單節(jié)車負(fù)載功率計(jì)算：?jiǎn)喂?jié)車負(fù)載功率計(jì)算：由上表可知，AC380V負(fù)載合計(jì)最大功率：9.3kW。根據(jù)計(jì)算選用江蘇市萬(wàn)松電氣有限公司生產(chǎn)的最大輸出為15KW的變壓變頻裝置?？芍畲筝斎牍β剩?2.3/0.7=17.6KW 3.A13.A1車車440/250V440/250V負(fù)載功率統(tǒng)計(jì)：負(fù)載功

9、率統(tǒng)計(jì)：供電設(shè)備用電設(shè)備單機(jī)功率 數(shù)量效率視在功率作業(yè)工況(KW) 牽引工況(KW)夏季冬季夏季冬季發(fā)電機(jī)組AC440V變壓變頻裝置10.714.315.412.113.3打磨電機(jī)1580.85141.2 141.2 141.2 0.0 0.0 集塵裝置2510.831.3 31.3 31.3 0.0 0.0 風(fēng)源電機(jī)1710.8619.8 19.8 19.8 19.8 19.8 增壓裝置2變510.855.95.9 5.9 5.9 5.9 大水泵28變23.110.828.90.0 0.0 28.5 28.5 司機(jī)室空調(diào)（380V）4變311 -AC250V小水泵8變12.110.8514.

10、2 9.4 9.4 0.0 0.0 水箱加熱410.954.2 0.0 4.2 0.0 4.2 電熱玻璃210.952.1 0.0 2.1 0.0 2.1 合計(jì) 226.6 66.370.973.8結(jié)論：結(jié)論：一、發(fā)電機(jī)最大輸出功率。1.正常工作狀態(tài)：由上表可知發(fā)電機(jī)的最大輸出功率：225.4KW2.特殊工作狀態(tài)：考慮其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)需要提供其必要的輔助用電。包括設(shè)備有：司機(jī)室空調(diào)、水箱加熱、電熱玻璃、視頻、充電機(jī)DC28V/60A、伴熱帶、電器柜空調(diào)。共需要17.9KW。即特殊狀態(tài)時(shí)需要發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為：225.4+17.9=243.3KW二、計(jì)算發(fā)電機(jī)的最大輸入

11、功率。（225.4+17.9）/0.935=260.2KW 泰豪發(fā)電機(jī)本體采用IP54防護(hù)等級(jí)，軸封處采用gamma-ring密封(IP65)，保持與SPENO16頭原型機(jī)一致。發(fā)電機(jī)組參數(shù)：發(fā)電機(jī)組參數(shù)：額定功率： 250KW 額定電壓： 440V額定頻率： 60 Hz 極 數(shù)： 4 極額定轉(zhuǎn)速： 1800rpm 額定電流In： 410A絕緣等級(jí)： H級(jí)短路比Kc： 0.38效 率： 93.5%功率因數(shù)： 0.8 勵(lì)磁方式： 諧波勵(lì)磁 工作方式： 連續(xù)運(yùn)行2.1 2.1 打磨控制系統(tǒng)打磨控制系統(tǒng)2.2 2.2 牽引控制系統(tǒng)牽引控制系統(tǒng)2.3 2.3 測(cè)量小車控制系統(tǒng)測(cè)量小車控制系統(tǒng) 2、微機(jī)

12、控制系統(tǒng)：、微機(jī)控制系統(tǒng)：2.12.1打磨控制系統(tǒng)打磨控制系統(tǒng)2.1.1 主要組成部件： 打磨控制面板、打磨操作電器柜、打磨控制電器柜、氣動(dòng)控制柜、1個(gè)PLC主機(jī)及其相應(yīng)擴(kuò)展模塊、3個(gè)輔助PLC模塊、4個(gè)交換機(jī)、2臺(tái)15寸作業(yè)觸摸顯示屏+鼠標(biāo)控制、2臺(tái)15寸打磨示屏+參數(shù)觸摸顯+鼠標(biāo)控制、打磨小車外部控制盒及附件。2.1.2 打磨控制系統(tǒng)功能：l 供電監(jiān)控l 速度檢測(cè)l 控權(quán)轉(zhuǎn)換l 打磨電機(jī)控制l 打磨小車控制l 集塵裝置l 水系統(tǒng)控制l 緊急保護(hù)按鈕控制2.2 2.2 牽引運(yùn)行微機(jī)控制系統(tǒng)牽引運(yùn)行微機(jī)控制系統(tǒng)2.2.1 主要組成部件： 操縱臺(tái)、牽引電器柜、牽引操縱面板、PLC主機(jī)以及相關(guān)擴(kuò)展

13、模塊、15寸牽引觸摸顯示屏+鼠標(biāo)控制、速度表模塊、總風(fēng)+制動(dòng)壓力表模塊、列車+均衡壓力表模塊、速度傳感器、相關(guān)繼電器、傳感器及旋鈕開(kāi)關(guān)等。 2.2.2 牽引控制系統(tǒng)功能l 控權(quán)轉(zhuǎn)換l 速度監(jiān)測(cè)l 柴油機(jī)控制系統(tǒng)l 行車控制系統(tǒng)l 冷卻裝置2.3 2.3 檢測(cè)小車控制系統(tǒng)檢測(cè)小車控制系統(tǒng)2.3.1 主要組成部件： 1個(gè)檢測(cè)小車電器柜、1臺(tái)檢測(cè)小車主機(jī)、2臺(tái)15寸檢測(cè)小車觸摸顯示屏+鼠標(biāo)控制、1個(gè)檢測(cè)小車、2個(gè)檢測(cè)小車外部控制盒。2.1.3 測(cè)量小車控制系統(tǒng)功能：l 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼軌軌廓和波磨的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。l 能實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、統(tǒng)計(jì)、處理、查詢、打印、光盤刻錄備份等功能。l 能實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷和顯示檢測(cè)小車的工作和位置狀態(tài)，以提高系統(tǒng)安全性。l 能分別通過(guò)兩端司機(jī)室內(nèi)觸摸屏、車架兩側(cè)操控盒操控檢測(cè)小車的升降、跟蹤定位、閉解鎖功能以及激光傳感器保護(hù)箱的氣動(dòng)窗口的開(kāi)關(guān)控制、吹掃功能。l 能實(shí)現(xiàn)突發(fā)情況自身自動(dòng)