200km/h机车的辅助变流柜是在消化吸收HXD2交流传动机车辅助变流柜的设计和制造技术的基础上结合200 km/h速度等级电力机车的技术特点和性能要求进行的再创新项目。
1.200km/h机车辅助变流柜的特点
200km/h机车的辅助变流柜主要由辅助电源、充电机、辅助负载和相应的控制电路等组成，除辅助负载之外，其余部分都被设计集成安装在辅助变流柜中。辅助电源包括AC380 V电源和单相AC 220V电源。辅助负载有三种：三相交流380V负载，单相交流220V负载，直流110V负载。辅助变流器采用AC-DC-AC的变换模式实现电源的变换输出，其输入电源取自牵引变压器的辅助绕组AC 340V。每台辅助变流柜有2组辅助变流装置，分为2组变流模式，一组为变频变压型（VVVF），一组为定频定压型（CVCF），互为冗余，当其中任意一组故障时，另一组为所有的辅助负载提供电源，以确保机车能够满功率运行。
充电机采用DC-AC-DC的变换模式，输入电路取自辅助变流器的中间直流环节。充电机具有快速充电和浮充电及蓄电池温度补偿功能，能够根据蓄电池的温度变化调节充电电流，使蓄电池的性能和使用寿命达到最佳。每台辅助变流柜具有2台充电机，工作时只起动其中一台为蓄电池充电和为DC 110V负载提供电源，2台充电机互为冗余，任意一台充电机故障时，由另一台充电机为蓄电池充电和为整车的DC 110V负载提供电源。控制系统采用数字控制技术通过FIP网络与外设进行数据交换，实现辅助系统的系统控制、状态检测和故障信息的存储传输。辅助变流器具有完善的电气保护和防火保护功能；各功率模块具有过电流、过电压、接地、散热器过热等保护功能；各辅助负载具有过载和短路保护功能；电气线路具有防火保护功能，一旦发生线路过热或火灾能够自动采取措施切断机车电源，并通知司乘人员进行故障处理。
2.辅助变流柜主电路
200km/h机车辅助变流柜主电路主要由辅助变流器供电电路、中间直流环节、三相负载电路、单相负载电路和库内动车辅助电路组成。辅助变流器的输入由牵引变压器的辅助绕组提供，库内动车辅助电路输入通过380V三相插座引入，将库用接触器吸合后可由库内电源供电。
（1）电路组成(www.xing528.com)
图7-75为辅助电源电气原理图。200km/h电力机车每台（节）机车的辅助电源由2组辅助变流器、1组充电机电路和1组AC 220V电路组成。其中辅助变流器一组为定频输出，另一组为变频输出。定频输出为泵类等不需要变频功能的负载供电，输出为AC 380V/50Hz。变频输出为风机类需要变频功能的负载供电。三种输出方式为AC 380V/50Hz、AC210 V/40Hz和AC 190V/25Hz。2组变流器在电路和器件参数上完全相同，主要由输入电路、中间直流环节和输出电路组成。
图7-75 辅助电源电气原理图
（2）原理说明
牵引变压器辅助绕组AC 340V作为辅助变流器的输入，经快速熔断器、预充电接触器或输入接触器和电流传感器送入四象限整流模块。其中预充电电路用于减少对支撑电容的电流冲击，快速熔断器的作用是当主电路发生短路故障时保护前端供电部件，防止故障进一步扩大，浪涌抑制器用来抑制输入的过电压，保护四象限整流模块。四象限整流模块将输入的AC 340V整流为DC 600V，为三相逆变模块和蓄电池充电机模块提供电源。接地检测用于检测辅助绕组、辅助电机、中间直流环节的接地故障。高压指示用于指示中间直流环节的电压，防止在中间直流环节电压高于50V时接触带电部分造成触电事故。三相逆变模块将DC600V逆变为三相AC 380V为辅助三相负载提供电源。输出电抗器抑制电源输出的du/dt和短路电流，输出电流传感器用来测量变流器的输出电流。其中AC 380V电路主要包括辅助变流器、风机类负载、泵类负载、接触器等。AC 220V电路主要包括380V/220V变压器、滤波电容、生活设施和窗加热设备等。DC 600V电路主要包括相控整流电路、滤波电抗器和滤波电容器等。蓄电池充电电路主要包括单相逆变模块、高频变压器和半桥整流模块等。蓄电池充电机主电路图如图7-76所示。在正常工况下，故障切换接触器不吸合，输出接触器吸合，两组逆变器同时工作为整车的辅助负载提供电源。在故障情况下，故障逆变器的输出接触器不吸合，另一个输出接触器和故障切换接触器吸合，此时由一组逆变器为整车辅助负载提供电源。蓄电池充电机电气原理图如图7-76所示，其输入来自辅助变流器的中间直流环节，通过相应的控制将DC 600V逆变为交流电源，开关频率为10kHz，通过高频变压器隔离变压，再经过全波整流电路和滤波电路输出DC 110V电源，提供给整车上DC 110V负载和为蓄电池充电。
图7-76 充电机电气原理图
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