2 國外鐵路空調(diào)客運列車供電系統(tǒng)的發(fā)展
    國外高速客運鐵路發(fā)展的典型代表日本、法國、德國等發(fā)達國家列車供電系統(tǒng)已普遍采用靜止變流器供電方式，該方式可靠性高、與列車網(wǎng)絡(luò)融合、自動化程度高、維護操作簡便。比如德國ICE系列、法國TGV系列，意大利的ETR系列，西班牙AVE系列高速動車組及日木的新干線列車等均采用這種供電方式。

3 我國空調(diào)列車供電方式的發(fā)展
3．1 發(fā)電車集中供電系統(tǒng)
    發(fā)電車相當于一個移動電站，通常發(fā)電車內(nèi)配置有3臺300 kW柴油發(fā)電機組，主要機型為KTA 19－G2型和MTU12 V 183TA 12型，采用交流3相4線制，2路供電，電壓AC400/230 V,50 Hz，車端設(shè)有KC20電力連接線，可從發(fā)電車任一端與列車聯(lián)掛，主干線負載容量按20輛計算，不小于600 kW。發(fā)電車集巾供電的空調(diào)列車應(yīng)用了柴油機發(fā)電技術(shù)：車載單元空調(diào)制冷采暖技術(shù)；AC 220 V照明及應(yīng)急電源技術(shù)：集中軸溫報警技術(shù)和GPS衛(wèi)星地面遙感技術(shù)等。雖然具有供停電靈活、方便，不受線路、天氣及機車限制；供電故障率低，機組間相互干擾少等優(yōu)點，但也存在發(fā)電車柴油發(fā)電機組噪聲、廢氣污染問題等缺點。還需要消耗大量的石油產(chǎn)品。
3．2 空調(diào)客車DC 600 V供電系統(tǒng)
    DC 600 V旅客列車供電系統(tǒng)是鐵路機車車輛T程中的重要系統(tǒng)，DC 600 V系統(tǒng)在吸取法國TGV、德國ICE、日本新干線以及歐洲多電壓制列車供電系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國旅客列車的具體情況，進行了優(yōu)化設(shè)計。利用牽引網(wǎng)電能通過機車給旅客列車供電，以達到甩掉發(fā)電車，實現(xiàn)提高列車運輸能力、節(jié)能、環(huán)保和列車運行高速化的目的。

4 空調(diào)客車DC 600 V供電系統(tǒng)
4．1 DC 600 V供電系統(tǒng)的工作原理
    DC 600V供電系統(tǒng)采用機車集中整流，客車分散逆變方式，構(gòu)成了交一直一交變流供電系統(tǒng)。電力機車將25 kV電網(wǎng)單相交流電降壓、整流、濾波成DC 600 V，向客車供電?？蛙嚺渲媚孀冸娫醇俺潆娖鳎鶕?jù)用電設(shè)備的需要，將機車提供的DC 600 V變換成單、三相交流電及DC 110 V。配電及控制屏柜保證設(shè)備配電及安全保護?？蛙囋O(shè)置了DC 110 V蓄電池組，解決了列車通過分相段無電區(qū)的難題。系統(tǒng)采用兩套獨立供電電路。直一交變流器安裝在車下，不減少車廂定員。獨特的機車車輛兩級保護系統(tǒng)實現(xiàn)了故障自動切除。系統(tǒng)具有集中控制、自動啟動、自動復(fù)位、操作簡單等特點。
    DC 600 V供電系統(tǒng)的工作過程：電網(wǎng)通過電力機車向列車供電，在機車的主變壓器上增加2個列車供電繞組，將受電弓接收的25 kV單相交流高壓電降壓；采用2套獨立工作的單相半控整流裝置將單相交流電整流成2路DC 600 V電源。通過KC20D電氣連接器向列車母線供電，機車主電路原理圖如圖1所示。

    DC 600 V供電裝置由車端連接器，列車供電干線，配電柜，變流器，蓄電池組，充電器，空調(diào)控制柜，照明控制柜等組成。機車提供的2路DC 600 V電源通過車端連接器引入配電柜，將其中一路輸入變流器及充電器。變流器將DC 600 V變換成2相380 V，50 Hz交流電，通過配電柜給電開水爐、溫水箱、廢排風機等供電，并通過空調(diào)控制柜給空調(diào)機組供電。充電器將600 V直流電變換成110 V直流電，給蓄電池充電的同時通過照明控制柜給車內(nèi)照明及供電裝置控制系統(tǒng)供電。每輛車設(shè)蓄電池組，并與110 V十線間采用一極竹隔離。車內(nèi)采用日光燈照明，照明變換器將110 V直流電變換成220V交流電。
    配電柜控制空調(diào)控制柜、變流器、充電器的電源。機(動)車控制配電柜電源。在車廂內(nèi)，兩路DC 600 V首先進入電源控制柜，并分配輸人的DC 600 V電源供給逆變器和充電器。逆變器將DC 600 V變換成AC380V電源，并輸出到空調(diào)控制柜，供給空調(diào)機組。充電器將DC 600 V變換成DC 115 V電源，供本車蓄電池充電和照明?？蛙嚬╇娤到y(tǒng)主電路原理圖如圖2所示。

4．2 DC 600 V供電系統(tǒng)的主要特點
    機車采用單相相控整流或全波整流提供DC 600 V電源，采用2路供電，具有電源后備；采用逆變技術(shù)，各車廂逆變器放在車下，不占用客車空間；各車廂獨立性強，列車編組靈活；控制系統(tǒng)采用DC 110 V，供電系統(tǒng)互補性強，可靠性高；采用大功率高頻開關(guān)電源；供電系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制，操作簡單；實現(xiàn)全列行車安全和空調(diào)參數(shù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，并與地面聯(lián)網(wǎng)。由于加掛發(fā)電車，可多編掛1輛客車，增加運力及收入。

5 DC 600 V供電系統(tǒng)運行中的問題及建議
    DC 600 V供電系統(tǒng)投運，總體性能一直比較穩(wěn)定，故障率比較低，具有操作簡單、維修費用低等優(yōu)點。但在擴大投運發(fā)現(xiàn)了一些問題：如變換器的輸出電壓波形對小電動機等負載絕緣壽命的影響；變換器的輸出電壓調(diào)制頻率對內(nèi)燃機車接地保護電路電流的影響；變換器車上、車下分體結(jié)構(gòu)接線麻煩，影響變換器的抗干擾性能；充電器散發(fā)的熱量引起配電間的溫度偏高等。為解決上述問題，目前，制訂供電系統(tǒng)及主要部件的技術(shù)要求及試驗檢驗方法對變換器等主要部件的性能提出新要求。如對變換器輸出電壓波形電壓上升率、重復(fù)電壓最大值、輸出電壓的諧波含量作了新規(guī)定；變換器將采取主電路、控制電路一體結(jié)構(gòu)，使車上、車下連線僅剩幾根工作狀態(tài)顯示及集控線用線；要求變換器、充電器安裝放在車下(指單層車)，以便改善配電間環(huán)境等。建議從以下兩方面改進。
    (1)機車DC 600 V電源供電品質(zhì)有待提高機車DC600 V電源是供電系統(tǒng)的關(guān)鍵，從目前25T型、動車組及25 G型DC 600 V運行情況可知：機車輸出電壓經(jīng)常在500～700 V間振蕩，電壓波動不穩(wěn)，極易導(dǎo)致逆變器、充電器發(fā)生保護停機或損壞。并且部分機車帶載能力較差，需對其進行冗余改造。夏季溫度高時，特別是始發(fā)時，列車負載較大，機車送電困難，客車空調(diào)完全不能使用。即便機務(wù)段采用應(yīng)急處理措施，始發(fā)時逐輛半載加載。建議合理地選擇電力機車電源的濾波電抗，消除供電系統(tǒng)可能出現(xiàn)的低頻震蕩。目前機務(wù)段己逐步進行改造，效果良好。
    (2)逆變器故障較多DC 600 V客車供電系統(tǒng)25G型各次列車逆變器故障很多，特別是當夏季負載較大時，由于每節(jié)車廂只配置了1臺逆變器，一旦出現(xiàn)故障，該節(jié)車空調(diào)機組將停止工作，車內(nèi)舒適度急劇變差。但25T型DC 600 V逆變器問題相對較少，關(guān)鍵是每節(jié)車配備有2臺逆變器，互為備用。建議每節(jié)車廂只配備1臺逆變器，采用單路AC380V供電，連接線前后貫通，確保空調(diào)良好。最關(guān)鍵的是提高逆變器的質(zhì)量和可靠性。

6 結(jié)語
    現(xiàn)代客運列車供電系統(tǒng)為滿足列車上電器不斷增多的需求，服從列車總體布置的需要，保證有良好的社會及經(jīng)濟效益。普遍采用靜止變流器供電方式，DC 600 V供電系統(tǒng)確定了中國旅客列車新的供電模式，達到國際先進水平，該項技術(shù)已經(jīng)成為鐵道行業(yè)標準《TB/T3063旅客列車DC 600 V供電系統(tǒng)技術(shù)條件》，DC 600 V供電系統(tǒng)是符合我國鐵路運行特點的供電方式之一，具有廣泛的推廣運用前景。