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)方案工程機械研工程機械研發(fā)發(fā)中心中心 電電氣技氣技術術部部2012年年9月月1日日 1、合同技術規(guī)格書2、總體方案說明3、標準4、經(jīng)驗（教訓）5、用戶聯(lián)絡 任務來源（功能需求分析）：任務來源（功能需求分析）：1、發(fā)電機防護等級2、變頻變壓裝置3、供電系統(tǒng)改進4、打磨控制系統(tǒng)技術難點、關鍵點分析：技術難點、關鍵點分析： 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、A2兩車連掛運行作業(yè)，也滿足一節(jié)車故障時另一節(jié)車單獨運行作業(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微機控制系統(tǒng)微機控制系統(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)打磨電機集塵電機風源電機變頻變壓AC380V/220V/50HzAC380V/220V電源插座DC24V充 電 機DC24V工作蓄電池組DC24V火災軸溫柴油機啟動全車照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供電源接觸器3發(fā)電機DC24V啟動蓄

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l 接觸器1：正常時處于斷開狀態(tài)，在其中一節(jié)車的發(fā)電機組出現(xiàn)故障時使用。在打磨作業(yè)觸摸屏上可以實現(xiàn)遠程控制該接觸器的吸合和關斷。l 接觸器2：正常時處于斷開狀態(tài)，只有調(diào)試、檢修時使用。在打磨作業(yè)觸摸屏上可以實現(xiàn)遠程控制該接觸器的吸合和關斷。該觸摸按鈕設有密碼保護

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)，保證啟動蓄電池組和工作蓄電池組并聯(lián)供電。只有在柴油機啟動瞬間該接觸器斷開，保護DC24V其他負載。 打磨電機集塵電機風源電機變頻變壓AC380V/220V/50HzAC380V/220V電源插座DC24V充 電 機DC24V工作蓄電池組DC24V火災軸溫柴油機啟動全車照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供電源接觸器3發(fā)電機DC24V啟動蓄電池組接觸器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車取消了檢測裝置供電，增加了視頻主機、軸溫檢測裝置主機。并將視頻和軸溫主機安裝在A2司機室右后側(cè)電器柜內(nèi)。1.1.DC24VDC24V供電系統(tǒng)負載功率統(tǒng)計：供電系統(tǒng)負載功率統(tǒng)計：供電設備用電設備用電功率（kw）啟動蓄電池組康明斯柴油機啟動/冷啟動電流1425CCA8.25供電設備用電設備 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;標志燈、副照燈4X35W;警示燈1X45W;LED燈20X8W;頭燈1X140W;司機室燈4X18W;0.7570.757機車牽引控制0.150.15打磨作業(yè)控制0.2-柴油機控制系統(tǒng)0.150.15低恒速控制用電0.24-制動控制閥0.900.90氣動控制閥0.70.7繼電器、接觸器0.250.25火災報警2X10W0.020.02內(nèi)部通訊100W0.10.1地鐵無線電臺（預留）100W0.10.1地鐵車載ATP（預留）100W0.10.1軸溫顯示器、傳感器50W0.050.05檢測裝置0.20.2集塵反吹0.03-合計4.7474.277DC

7、24V DC24V 單節(jié)車負載功率計算：單節(jié)車負載功率計算：由上表可知，DC24V負載合計最大功率：4.7kW。最大充電電流：168A根據(jù)計算選用康明斯柴油機自帶的充電機DC28V/140A和AC220/DC28V/60A充電機，給DC24V負載供電。說明：說明：DC28V/140A充電機在正常工作時，兩臺充電機一起工作；當兩臺柴油機都不工作時，可由DC28V/60A充電機給蓄電池組充電，同時給DC24V電路提供電源。2.2.A1A1車車AC380/220VAC380/220V負載功率統(tǒng)計：負載功率統(tǒng)計：供電設備用電設備作業(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DC28V/60A2222檢測裝置1.51.500視頻1111水管伴熱帶00.300.3電器柜空調(diào)+司機室空調(diào)1.5+32+31.5+32+3合計1010.88.59.3AC380V/220V/50Hz AC380V/220V/50Hz 單節(jié)車負載功率計算：單節(jié)車負載功率計算：由上表可知，AC380V負載合計最大功率：9.3kW。根據(jù)計算選用江蘇市萬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負載功率統(tǒng)計：負載功

9、率統(tǒng)計：供電設備用電設備單機功率 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)電機組AC440V變壓變頻裝置10.714.315.412.113.3打磨電機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 風源電機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 226.6 66.370.973.8結(jié)論：結(jié)論：一、發(fā)電機最大輸出功率。1.正常工作狀態(tài)：由上表可知發(fā)電機的最大輸出功率：225.4KW2.特殊工作狀態(tài)：考慮其中一臺發(fā)電機發(fā)生故障時，另一臺發(fā)電機需要提供其必要的輔助用電。包括設備有：司機室空調(diào)、水箱加熱、電熱玻璃、視頻、充電機DC28V/60A、伴熱帶、電器柜空調(diào)。共需要17.9KW。即特殊狀態(tài)時需要發(fā)電機的最大輸出功率為：225.4+17.9=243.3KW二、計算發(fā)電機的最大輸入

11、功率。（225.4+17.9）/0.935=260.2KW 泰豪發(fā)電機本體采用IP54防護等級，軸封處采用gamma-ring密封(IP65)，保持與SPENO16頭原型機一致。發(fā)電機組參數(shù)：發(fā)電機組參數(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： H級短路比Kc： 0.38效 率： 93.5%功率因數(shù)： 0.8 勵磁方式： 諧波勵磁 工作方式： 連續(xù)運行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 測量小車控制系統(tǒng)測量小車控制系統(tǒng) 2、微機

12、控制系統(tǒng)：、微機控制系統(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、氣動控制柜、1個PLC主機及其相應擴展模塊、3個輔助PLC模塊、4個交換機、2臺15寸作業(yè)觸摸顯示屏+鼠標控制、2臺15寸打磨示屏+參數(shù)觸摸顯+鼠標控制、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l 控權轉(zhuǎn)換l 打磨電機控制l 打磨小車控制l 集塵裝置l 水系統(tǒng)控制l 緊急保護按鈕控制2.2 2.2 牽引運行微機控制系統(tǒng)牽引運行微機控制系統(tǒng)2.2.1 主要組成部件： 操縱臺、牽引電器柜、牽引操縱面板、PLC主機以及相關擴展

13、模塊、15寸牽引觸摸顯示屏+鼠標控制、速度表模塊、總風+制動壓力表模塊、列車+均衡壓力表模塊、速度傳感器、相關繼電器、傳感器及旋鈕開關等。 2.2.2 牽引控制系統(tǒng)功能l 控權轉(zhuǎn)換l 速度監(jiān)測l 柴油機控制系統(tǒng)l 行車控制系統(tǒng)l 冷卻裝置2.3 2.3 檢測小車控制系統(tǒng)檢測小車控制系統(tǒng)2.3.1 主要組成部件： 1個檢測小車電器柜、1臺檢測小車主機、2臺15寸檢測小車觸摸顯示屏+鼠標控制、1個檢測小車、2個檢測小車外部控制盒。2.1.3 測量小車控制系統(tǒng)功能：l 能夠?qū)崿F(xiàn)對鋼軌軌廓和波磨的動態(tài)檢測。l 能實現(xiàn)對檢測數(shù)據(jù)的存儲、分析、統(tǒng)計、處理、查詢、打印、光盤刻錄備份等功能。l 能實時監(jiān)控、診斷和顯示檢測小車的工作和位置狀態(tài)，以提高系統(tǒng)安全性。l 能分別通過兩端司機室內(nèi)觸摸屏、車架兩側(cè)操控盒操控檢測小車的升降、跟蹤定位、閉解鎖功能以及激光傳感器保護箱的氣動窗口的開關控制、吹掃功能。l 能實現(xiàn)突發(fā)情況自身自動