城市轨道交通列车辅助供电系统分析
地铁车辆辅助供电系统浅析
地铁车辆辅助供电系统浅析摘要:辅助供电系统是地铁车辆的重要组成部分,为列车的牵引、制动、照明、空调通风、空压机、信号等设备提供电源。
本文以苏州五号线为例介绍了辅助供电系统及其供电分配,并对不同的供电方式进行对比,得出了相应的结论。
关键词:辅助供电;供电分配;母线;负载1.绪论辅助供电系统,简称辅助系统,主要功能是将电网提供的直流电源转换为三相交流电压和蓄电池充电电压。
三相交流电压向列车的辅助系统供电,例如空调、电热,空压机和照明系统。
蓄电池充电机向蓄电池充电、并向直流输出回路供电。
直流输出回路的负载在辅助系统故障而无法运行时,由蓄电池进行供电。
辅助电源箱内部将AC380V 转换成DC110V,主要给照明、控制电路、列车网络系统、车载信号设备、及视频监控系统等提供直流电源。
近年来,我国北京、上海和苏州等城市的城市轨道交通车辆上,辅助电源均采用了静止式辅助逆变电源,这种辅助逆变电源的优点是输出电压的品质因数好、电源使用效率高,工作性能安全可靠。
2.辅助供电系统介绍2.1.主电路介绍地铁车辆一般为六编组车辆,编组方式TC1-Mp1-M1-M2-Mp2-TC2,TC车是带司机室的拖车,Mp车无司机室带受电弓的动车,M车不带司机室且不带受电弓的动车,Tc车是带司机室的拖车。
Mp车从接触网经受电弓获取1500V直流高压电向设备高压供电。
高压电源主要用于列车的牵引动力设备和静止逆变器。
受电弓从接触网吸收电能用于向列车供电,在列车每个单元的Mp车各配有一个受电弓装置,两个受电弓可同时向辅助系统高压母线供电。
整列车在两个Mp 车牵引箱中各设了一个1500V的车间电源插头以代替受电弓向整列车的辅助系统供电。
当任何一个车间电源接通时,均能够向整列车辅助系统供电。
车间电源供电与受电弓供电之间设有联锁,采用二极图一管与牵引高压母线隔离。
以保证在任何时候列车仅有一种方式电源供电。
静止辅助逆变器通过高压列车线供电,将其转换为380V中压交流电,然后再通过交直流逆变转换成110V低压直流电对控制设备供电,主电路图如图一所示。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统中不可或缺的重要组成部分。
其用电量大、负荷复杂,必须保证电力的稳定可靠、安全协调,以满足城市轨道交通系统正常运营和发
展所需。
城市轨道交通供电系统一般采用接触网供电和第三轨供电两种方式。
接触网供电按照
供电电压分为AC和DC供电,AC供电最高电压一般为25kV,DC供电最高出现过750V,但
目前DC供电电压一般为600V或750V。
第三轨供电一般为600V或750V。
轨道交通供电系统主要的问题是负荷的波动性和瞬间大流量。
城市轨道交通系统的负
荷波动性较大,因为交通量日趋增大,人员上下班时间比较集中,而且运输时间有限制,
交通系统的负荷波动性较大,电力系统要能够应对这种复杂情况。
因此,城市轨道交通供
电系统必须具备稳定可靠的配电系统,保证供电稳定。
为了保证城市轨道交通的供电质量和系统依靠性,城市轨道交通供电系统中需要使用
一系列的电力技术。
例如,城市轨道交通供电系统需要运用稳压器、电容器等电力设备实
现电压稳定和控制,城市轨道交通供电系统还需要境外输电工程建设,并配备应急发电设
备和短路保护系统,以保障电力的稳定可靠。
由于城市轨道交通供电系统运行中的电力需求较大,对电力质量要求也较高,常常会
对供电网络造成较大影响。
因此,电力机械与电力设备的配套及节能技术的应用,成为保
障城市轨道交通供电系统稳定运行的重要措施。
城市轨道交通车辆辅助供电系统
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
2. 中压总线(AC380 V)和低压总线(DC110V)
列车内负载是由两组交流电源供电的,每组交流电源负责整列车一半的负载, 当一组交流电源发生故障时,由它提供电源的一些重要AC负载会自动切换至另 一组电源供电,保证这些AC负载能继续工作(如牵引箱的通风冷却风机等)。
3.3 辅助供电系统电路分析 3.3.1 辅助供电系统供电电路应用 1. 辅助供电系统电路在城市轨道交通车辆中的应用分析 (1)先经升/降压稳压后逆变的原理电路框图如图3-29所示,我国上海地铁l、 2、4号线车辆逆变器就是采用这种方式。
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
3.3 辅助供电系统电路分析
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
3.2.2 辅助逆变电路结构 城市轨道交通车辆中常见辅助逆变器结构有不同的形式,根据城市轨道交通车 辆供电电压、安全性能要求及成本构成等,选择不同的辅助逆变电路结构形式 和设备。 1. 辅助逆变器的电路形式 (1)结构形式一。
(2)结构形式二。
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
(2)逆变器的选择。逆变器有单台逆变器(上述形式一、二、三、四、九) 和两台逆变器串联(上述形式五、六、七、八)两种形式。 ① 单台逆变器。 ② 两台逆变器串联。
(3)低压电源的选择。低压电源包括DC/DC变流器和蓄电池。DC/DC变流器 在列车运行时作为DC110 V的电源,同时给蓄电池充电。
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
第3章 城市轨道交通车辆辅助供电系统
1. 现代辅助逆变系统主要特点 (1)采用IGBT或IPM技术。 ① 内含驱动电路。 ② 内含过电流保护(OC)、短路保护(SC)。 ③ 内含驱动电源欠电压保护(UV)。 ④ 内含过热保护(OH)。 (2)模块化的设计。 (3)高质量的输出电压。 (4)采用微机数字控制。
城市轨道交通车辆--辅助供电系统
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五、中压负载的保护
为避免由于中压用电单元故障造成配电线路 故障,可通过硬件(如:自动开关, 可手动恢复
的热继电器)和软件(车辆逻辑会防止造成故障
的接触器闭合)实现保护功能。
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六、辅助变流器(辅助供电系统的主要设备之一)
编组中的1、2、4、7和8车中配有一台辅助 变流器及相应的控制器,与相应的牵引变流器 (CONVTRAZAUX)位于同一机箱中,可直接从 牵引中间级滤波器获得电源。
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CRH1辅助供电电系统图
辅助变流器
列车三相交流 380V电网
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辅助电源交流400V系统图
Line power converter
~
Connection, external 3-phase AC voltage 3x400V 50Hz
HVAC, pumps, fans, compressors etc.
Consumers
20
直流110V电源负载
21
充电器的输入和输出
动车组有五个充电器对应五组蓄电池,分 别设置在MC1, MC2, M1, M2 and M3上 。
充电器参数:
充电器输入3相交流400V, 50 Hz
充电器输出电压 直流 100V
输出功率 22 kW。
22
蓄电池和蓄电池箱
• 蓄电件 持续功率 (平均) 最大功率 (5分钟) 峰值功率 (3秒钟)
冬季 (环境温度 15°C以下)
夏季 (环境温度 45°C以下)
290 kVA cos = 0.9 260 Kw
300 kVA cos = 0.8 240 kW
400 kVA cos = 0.93 372 Kw
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城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析城市轨道交通供电系统是指城市地铁、有轨电车等轨道交通系统所采用的供电设备及技术。
城市轨道交通供电系统的可靠性和高效性对于城市交通运输的安全、快捷和可持续发展至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析,主要包括供电系统的类型、供电技术的发展和应用等方面。
一、供电系统的类型1.第三轨供电系统:第三轨供电系统是最常见的供电方式之一,通常由两条位于铁路两侧的电流导体构成,通过电动车上的集电靴与第三轨接触来提供电能。
由于第三轨直接暴露在外部环境中,容易受到外界因素的干扰,如积雪、雨水等,因此对供电设备的维护和保养工作要求较高。
2.集电弓供电系统:集电弓供电系统是利用车辆上的集电弓通过与架空线接触来获取电能的方式。
集电弓供电系统具有安全稳定、维护方便等优势,适用于高速铁路等大规模轨道交通系统。
二、供电技术的发展和应用1.直流供电:早期的城市轨道交通供电系统多采用直流供电方式,常见的电压等级为600V和750V。
直流供电系统相对简单,但由于电流无法有效传输,导致输电距离受限。
2.交流供电:随着电力技术的发展,城市轨道交通供电系统逐渐采用交流供电方式。
交流供电系统可以通过变压器将电压升高,实现较长距离的输电,提高供电线路的利用率。
3.混合供电:为了兼顾直流供电和交流供电的优点,提高供电系统的灵活性和可靠性,一些城市轨道交通供电系统采用混合供电方式,即直流供电和交流供电相结合。
利用这种方式,可以根据实际情况调整供电方式,提高供电系统的运行效率。
除了供电系统的类型和技术,城市轨道交通的电力技术还涉及到换流技术、接触网技术、保护技术等方面。
例如,为了减少能耗,一些城市轨道交通系统引入了再生制动技术,将由车辆制动产生的能量回馈到电网中,以提高能源利用效率。
总的来说,城市轨道交通供电系统及电力技术的发展旨在提高供电系统的可靠性、效率和经济性。
未来,随着科技的不断进步,我们可以预期城市轨道交通供电系统将进一步发展,应用更高效的供电技术,实现智能化和可持续发展。
城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术
城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术随着城市化进程的加快,城市交通问题日益突出,如何解决城市交通拥堵、污染等问题成为城市发展的重要课题。
城市轨道交通作为城市快速、高效、环保的交通方式,受到越来越多城市的关注和推崇。
而城市轨道交通的电客车辅逆系统及辅助供电技术更是其重要组成部分,对城市轨道交通的正常运行和提高运行效率具有重要作用。
一、电客车辅逆系统电客车辅逆系统是指在轨道交通中,通过将电动机逆变,将电能转换成换流电能,从而将对电网的负载反馈到电网中。
电客车辅逆系统实现了对电网的有功和无功功率的要求,大大提高了电网的利用率,优化了电力系统运行的效率。
电客车辅逆系统具有以下特点:1、节能减排:通过电客车辅逆系统,可以将电网中的电能进行有效的回馈和利用,节约能源资源,减少能源浪费,减少对环境的污染。
2、提高电网稳定性:由于电客车辅逆系统能够将电能进行有效地回馈到电网中,可以对电网的电力负荷进行平衡,优化了电网的运行效率,提高了电网的稳定性。
3、降低运行成本:电客车辅逆系统的运行能够减少对传统的发电设备的依赖,减少了电网的运行成本,降低了城市轨道交通的运营成本。
二、电客车辅助供电技术为了确保城市轨道交通的正常运行和安全性,电客车辅助供电技术是必不可少的。
电客车辅助供电技术是指在电客车行驶过程中,对电能进行有效的供电,保障电客车的正常运行,并且在特殊情况下实现对电客车的辅助供电。
电客车辅助供电技术具有以下特点:1、提高电客车的牵引性能:在额定运行区间内,利用电客车辅助供电技术可以提高电客车的牵引性能,实现电客车的高速、高效、稳定运行。
2、保障电客车的安全性:电客车辅助供电技术能够及时对电客车进行有效的供电,保障电客车的正常运行,并且在紧急情况下提供备用电源,确保乘客的安全。
3、提高运行效率:电客车辅助供电技术可以对电客车的供电进行有效的管理和控制,优化了电客车的运行效率,提高了城市轨道交通的运输能力。
在城市轨道交通的运行中,电客车辅逆系统及辅助供电技术已经得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。
城市轨道交通车辆辅助供电系统概述
2 辅助供电系统的基本特性
车辆设置了3条中压母线接触器电路,辅助供电系 统的中压母线由并联的辅助逆变器供电,中压母 线贯穿于整趟列车,对整趟列车的中压负载同时 供电;母线接触器用于对辅助电源与中压母线进 行隔离。正常情况下,母线接触器处于闭合状态, 并且所有的辅助电源处于并联供电模式;当发生 母线短路故障时,母线接触器可以将短路母线隔 离,确保至少有1台空压机可以正常工作。 根据对交流负载的计算,辅助供电系统须向8节编 组列车提供的最大总功率约为370 kW。考虑到任 意一台辅助电源故障时不切除车辆负载,在A、C 车上各安装一台SIV,每台SIV的输出功率总容量 为160 kW;在A车上安装一台蓄电池充电机 (DC/DC),输出功率总容量为30 kW。8节编 组列车配置4台SIV、两台蓄电池充电机,SIV通过 并联供电向8辆编组列车的负载供电。
城市轨道交通车辆辅 助供电系统概述
1 辅助供电系统的供电和备组成
辅助供电系统的运行独立于牵引系统,为保证辅助供电系统的 高可用性及通过断电区时避免电压中断,设置列车DC 1 500 V辅助专用高压母线。通过辅助专用高压母线将列车4台辅助 电源输入端并行连接起来,并设置母线熔断器F1进行保护。车 辆辅助供电系统的作用是保证动车组主电路设备正常工作,为 能自动控制动车组提供条件,并使动车组具备良好的乘坐条件。 1. 辅助供电系统的供电 辅助供电系统是向列车提供交流380 V和低压110 V的供电系 统,系统主要包括辅助逆变器(将直流1 500 V逆变成三相交 流380 V、50 Hz)、蓄电池充电机(将直流1 500 V转换成直 流110 V电源)、蓄电池(备用电源,提供DC 110 V电源) 等。 辅助供电系统的主要供电线路如下: (1) 通过受电弓从接触网直接取得1 500 V的电压。 (2) 通过充电机熔断器向充电机提供1 500 V的电压。 (3) 通过辅助熔断器向辅助逆变器提供1 500 V的电压。 (4) 通过辅助母线式熔断器和辅助母线接触器向另一单元列 车的辅助供电系统提供1 500 V的电压。
城市轨道交通车辆 第07章 辅助供电系统
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五、中压负载的保护
为避免由于中压用电单元故障造成配电线路 故障,可通过硬件(如:自动开关, 可手动恢复
的热继电器)和软件(车辆逻辑会防止造成故障
的接触器闭合)实现保护功能。
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六、辅助变流器(辅助供电系统的主要设备之一)
编组中的1、2、4、7和8车中配有一台辅助 变流器及相应的控制器,与相应的牵引变流器 (CONVTRAZAUX)位于同一机箱中,可直接从 牵引中间级滤波器获得电源。
Consumers
20
直流110V电源负载
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充电器的输入和输出
动车组有五个充电器对应五组蓄电池,分 别设置在MC1, MC2, M1, M2 and M3上 。
充电器参数:
充电器输入3相交流400V, 50 Hz
充电器输出电压 直流 100V
输出功率 22 kW。
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蓄电池和蓄电池箱
• 蓄电池为镉镍电池
• 电池的容量: 200 Ah
• 动车组共有五个蓄电池箱,分别设在Mc1, Mc2, M1,
M2 and M3 车上。蓄电池箱中有82块电池,组成两
个相互独立的部分,每个部分有41块。 同时在Tp1, Tp2 and Tb 车上设有用于连接辅 助系统和电池系统的接线箱。
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CRH5型动车组辅助供电系统介绍
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1、充电机的主要功能及特点
对蓄电池进行恒压限流充电。 保证提供24VDC负载电压。 所有充电机是并联的。
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2、充电机的特性
• • • • • • • 半导体功率器件: 额定输入电压: 电池额定电压: 电池充满的电压 (维持) 最大电流: 最大29Vcc产生功率: 输出电压最大脉动: IGBT 400 VAC 24 V DC 29 V DC 570 A 15kW 3.5Vp
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市发展和人口增长,城市交通问题日益突出。
轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,对于缓解城市交通拥堵、改善环境质量、提高出行效率具有重要意义。
而轨道交通供电系统和电力技术是确保轨道交通安全、高效运行的关键。
本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术的角度进行分析,探讨其在城市轨道交通发展中的重要作用和发展趋势。
一、城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是指为城市地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通提供电力的系统,主要包括牵引供电系统和辅助供电系统两部分。
1. 牵引供电系统牵引供电系统是为轨道交通列车提供牵引电力的系统,一般采用直流750V或交流1500V/3000V供电。
其主要包括接触网、供电设备、牵引变流器等组成部分。
接触网是牵引供电系统的核心,通过接触网与列车上的受电弓实现电能传输,为列车提供所需的牵引电力。
供电设备一般包括变电所、配电设备等,用于将电能从电网输送至接触网。
牵引变流器则是将接触网提供的直流或交流电能转换为适合列车牵引用的电能。
二、城市轨道交通电力技术分析城市轨道交通电力技术是保障轨道交通设备安全、高效运行的关键。
随着城市轨道交通的快速发展,相关电力技术也在不断创新和完善,主要体现在以下几个方面。
牵引电力技术是影响轨道交通列车动力性能和运行效率的关键技术。
传统的牵引电力技术主要包括直流牵引和交流牵引两种。
在直流牵引技术中,采用直流电机驱动列车运行,具有良好的启动和加速性能,适用于地铁等短途快速运行的轨道交通系统;在交流牵引技术中,采用交流感应电动机或交流同步电动机驱动列车运行,具有较大的功率范围和较高的效率,适用于城市轨道交通系统中的长途高速运行。
随着磁悬浮技术的不断进步,利用磁悬浮技术实现牵引动力已成为轨道交通发展的新趋势,具有运行速度快、噪音低、能耗低等优势。
供电系统技术是保障轨道交通列车牵引供电的关键技术。
随着轨道交通系统的不断完善和扩建,其供电方式也在不断创新和优化。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析近年来,随着城市化进程加快和人口流动增加,城市轨道交通成为城市交通发展的重要组成部分。
而轨道交通供电系统是保障轨道交通正常运行的重要保障之一,其电力技术更是支撑轨道交通运行的核心。
本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术两个方面进行分析,探讨其在城市交通中的重要性和发展趋势。
一、城市轨道交通供电系统的类型与特点城市轨道交通供电系统主要有集中供电和分散供电两种类型。
集中供电是指由变电站对电能进行集中供应,然后通过接触网供给给轨道车辆;而分散供电是指在轨道线路上设置供电设备,由这些设备向轨道车辆提供电能。
集中供电系统的特点是变电站设置在地面或地下,通过高压输电线将电能传输到轨道线路上的接触网,供给给轨道车辆。
这种方式具有输电距离远、供电距离远、供电线路短、易管理等优点。
而分散供电系统的特点是直接将输电线路接入到轨道线路,通过地下电缆或者导轨向轨道车辆供电,具有供电距离短、供电线路短、结构简单等优点。
城市轨道交通供电系统的特点还包括供电方式多样、电能利用高效、系统安全可靠、维护工作量大等。
供电方式多样指的是根据不同的轨道交通形式和运行要求,可以采用不同的供电方式,包括直流供电、交流供电等;电能利用高效指的是轨道交通供电系统对能源的利用非常高效,能够最大限度地提高电能的利用率;系统安全可靠指的是供电系统需要具备高可靠性和安全性,以保障轨道交通的正常运行;维护工作量大指的是由于轨道交通供电系统工作环境复杂,设备设施繁多,维护工作量较大。
二、城市轨道交通电力技术的发展趋势随着城市轨道交通的不断发展,城市轨道交通电力技术也在不断创新和进步。
其主要发展趋势包括数字化、智能化、高效化、清洁化等方面。
数字化是指城市轨道交通电力技术将越来越多地引入数字化技术,如数字化变电站、数字化接触网等,以提高供电系统的智能化水平;智能化是指城市轨道交通电力技术将不断引入智能化设备和系统,如智能调度控制系统、智能断路器等,以提高供电系统的自动化水平;高效化是指城市轨道交通电力技术将不断提高电能的利用效率,如通过应用新能源技术、提高能量回收利用率等,以实现供电系统的高效化运行;清洁化是指城市轨道交通电力技术将加大对清洁能源的应用及减少对传统能源的依赖,如采用风能、太阳能等清洁能源,以实现供电系统的清洁化运行。
城市轨道交通辅助供电系统
辅助供电系统
图6-3 电流驱动型可关断晶闸管GTO
辅助供电系统
2 辅助逆变技术的发展
随着新一代的电力电子器件绝缘栅双极晶体管(见图6-4)容量 的提升,电力晶体管进入了淘汰行列。国际上主要生产厂家对中等容 量范围的GTO的停产标志着地铁车辆逆变进入了IGBT时代,其具有 驱动全控性、脉冲开关频率高、性能好、损耗低、自我保护能力强等 优点,推动了电力元件集成化、模块化的发展。近年来,城轨交通供 电网电压由低至高(由DC 750 V升至DC 1 500 V),对IGBT的电压 等级也提出了更高的要求。目前,国内新使用的地铁车辆辅助供电设 备均采用IGBT电子元件。
辅助供电系统
3 辅助逆变电路结构
(2)按逆变器的电路构造选型
②双逆变器型。两台逆变器输出至隔离变压器,隔离变压器或者通过 电路叠加,或者通过磁路叠加,然后滤波输出。这种多重逆变电路的优点 是逆变器可以用容量较低的IGBT器件。另外,可以通过控制两台逆变器 输出电压的相位差,使变压器输出电压的谐波减少,提高基波含量,从而 可减少滤波器的体积和质量。
辅助供电统
图6-6 直接逆变原理
辅助供电系统
3 辅助逆变电路结构
(1)按逆变器电路原理选型。
这种电路的特点是电路结构简单,元器件使用数量少,控制方便,但 逆变器电源输出电压容易受电网输入电压波动的影响,功率电子器件(如 IGBT)环流时承受的DU/DT较大,特别是在高电压的情况下(DC1500V 供电系统再生制动时,网压可达2 000 V)。Bombardier 公司多采用此项 技术,应用于长春生产的车辆中。
辅助供电系统
2 辅助逆变技术的发展
随着电力电子技术的发展,新的电力电子器件在城轨车辆技术 被引用,我国城轨车辆的辅助电源系统均采用了静止逆变供电的方 式,通过车辆的受流设备受电,高压直流电经过DC/AC静止逆变转 换为低压三相交流电,再通过整流及斩波电源变换输出可用的直流 电源。电源变换中采用了变压器隔离形式。这种辅助逆变方案的优 点为输出电压品质因数好、电源使用效率高、工作性能安全可靠。 其实际应用设计也具备多样性,主要与车辆所使用的高压电源电压 类型和电力电子器件发展水平存在直接关系。
CRH2辅助供电系统
未来可能会通过集成创新的方式,将CRH2辅助供电系统与其他列车 系统进行深度融合,提升列车的整体性能和智能化水平。
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易于维护
该系统的模块化和标准化设计 ,使得维护和升级工作更加简
便快捷。
对未来发展的展望
持续优化
随着技术的不断进步,CRH2辅助供电系统有望在未来进一步优化, 提高能源利用效率和系统稳定性。
智能控制
未来的辅助供电系统可能会引入更高级的智能控制策略,以更好地协 调和优化系统运行。
绿色环保
随着环保意识的增强,未来的辅助供电系统将更加注重环保和节能设 计,减少对环境的影响。
辅助供电系统的重要性
确保列车各系统的稳定运行
辅助供电系统为列车提供稳定的电力,确保列车空调、照明、控 制等系统的正常运行。
提高乘客舒适度
辅助供电系统为列车提供稳定的电力,保证列车空调、照明等系统 的正常运行,提高乘客的乘车舒适度。
提高列车运行效率
辅助供电系统为列车提供稳定的电力,保证列车的牵引和制动系统 正常运行,提高列车的运行效率。
CRH2辅助供电系统
• 引言 • CRH2辅助供电系统的构成 • CRH2辅助供电系统的功能 • CRH2辅助供电系统的特点与优势 • CRH2辅助供电系统的应用与发展 • 结论
01
引言
主题简介
01
CRH2辅助供电系统是高速列车的 重要组成部分,为列车提供所需 的电力供应。
02
它包括一系列的子系统,如辅助 变流器、充电设备、蓄电池等, 共同协作以维持列车的正常运行 。
市场前景
市场需求持续增长
随着城市化和交通基础设施的发 展,CRH2辅助供电系统的市场需 求将持续增长。
城轨车辆辅助供电系统
图8-13 辅助逆变器箱
2.1 辅助供电系统的组成
2)蓄电池
蓄电池安装于车底的蓄电池箱内,如 图8-14所示。作为辅助供电系统的备用电 源,蓄电池在辅助逆变器正常工作的情况 下处于浮充状态。在网压故障或辅助逆变 器故障的紧急情况下,蓄电池作为紧急电 源为列车供电。蓄电池的容量大小由负载 大小决定。
2.2 辅助供电系统的供电方式 1)分散供电
列车每单元配备多台辅助逆变器,并配有相应的DC 110 V控制电源,这种供电方式称 为分散供电,如图8-15所示。例如,广州地铁1号线列车采用分散供电的方式,每辆车配有 一台辅助逆变a)
思考:SIV是什么意思?它有什么作用?
2.1 辅助供电系统的组成
辅助供电系统主要由辅助逆变器、 蓄电池、直流电源、隔离变压器、接触 器及故障转换装置等组成。下面重点介 绍辅助逆变器、蓄电池、直流电源和隔 离变压器。
2.1 辅助供电系统的组成
1)辅助逆变器
辅助逆变器(SIV)又称静止逆变器, 是一种将直流电变换为三相50 Hz,380 V/220 V交流电的能量变换设备。它安装 于车底辅助逆变器箱内,如图8-13所示。
城市轨道交通车辆构造
任务引入
大连地铁 2号线 0202号车在试运行期间运行至虹锦路(上行方向)出站150 m左右时, 突然发生1 500 V动力电及110 V 控制电同时断开的故障,车辆停车,客室内环境黑暗。司 机重新开启蓄电池、升起受电弓,故障恢复。
车辆回库后经反复检查测试,显示各设备工作正常,故障现象消失。列车控制和管理 系统(TCMS)的运行记录显示,发生故障时受电弓为正常升起状态,1 500 V动力电失电 应为接触网原因,后经相关部门确认故障时间确为变电所跳闸导致接触网断电。110 V 控 制电失电原因应为司机在升弓状态下人为关断蓄电池,而接触网断电后SIV无法继续工作为 列车提供110 V控制电。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析摘要:随着时代的不断发展,我国社会经济水平在原有的基础上得到了极大的提高,与此同时,科学技术水平也在不断提高,在此基础之上使得我国城市轨道交通配套系统也变得越发完善。
城市轨道交通配套系统由多个部分共同组成,其中最为主要的包括供电系统,供电系统的运行情况直接决定了列车是否能够稳定运行,因此需要对现有的城市轨道交通供电系统进行进一步的优化及完善。
本文在具体的研究过程中从多方面入手,对城市轨道交通供电系统的运行方式进行了分析,并且详细阐释了现有的供电技术以及如何更加高效的对供电系统和电力技术进行管理。
关键词:城市轨道交通;供电系统;电力技术;措施分析一、城市轨道交通供电系统运行方式分析(一)集中式供电城市轨道交通供电系统的运行方式有多种,其中最为主要的包括集中式供电、分散式供电以及混合式宫殿。
集中式供电方式主要是根据电容量以及线路的具体长度来对城市轨道交通路线涉及的外部供电内容提供具有针对性的降压变电所。
在进行集中式供电方式设置的过程中需要分别设置两路独立的进线电源,通过这样的方式才能保证整个供电过程的安全性。
除了要根据主变电的实际需求进行独立进线电源的设置以外,还要根据城市轨道交通内部供电系统的电压等级来进行降压处理。
只有保证具有针对性才能达到更好的处理效果。
采用集中式供电的方式能够大大提高城市交通的运营质量,同时还能保证车辆设施在运行过程中的安全性,相较于其他集中供电方式来说,集中式供电的方式具有较为明显的优势。
(二)分散式供电除了集中式供电方式以外,分散式供电也是十分常见的一种供电系统运行方式。
该种方式简单来说是按照分散式的原则来进行多回路电源的引入,然后根据实际情况采用直接或者是间接的方式将供电所作为牵引变电所,通过这样的方式来进行高效的供电。
在对分散式供电方式进行研究的过程中能够发现,分散式供电不需要设置主变电所,因此在进行设置的过程中,能够大大节约建设成本。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析【摘要】城市轨道交通作为快速、便捷的城市交通工具,供电系统的良好运行至关重要。
本文首先介绍了城市轨道交通的发展背景,随后展示了城市轨道交通供电系统的重要性。
在详细解析了城市轨道交通供电系统的构成及主要设备,以及其中涉及的电力技术。
同时探讨了供电系统的优化设计与运行维护。
最后在展望了城市轨道交通供电系统的发展趋势,强调了电力技术在城市轨道交通中的重要性,同时对城市轨道交通供电系统进行展望。
通过本文的深入分析,读者能够更加全面了解和认识城市轨道交通供电系统的重要性及发展前景。
【关键词】城市轨道交通、供电系统、电力技术、构成、设备、优化设计、运行、维护、发展趋势、重要性、展望。
1. 引言1.1 城市轨道交通的发展背景从19世纪末的地铁系统开始,城市轨道交通逐渐成为现代城市交通的重要组成部分。
随着城市化进程的加速推进,城市轨道交通的发展也日益迅猛。
现代城市轨道交通系统已经成为连接城市各个角落的重要枢纽,为城市居民的出行提供了便利。
城市轨道交通的建设不仅改善了城市的交通拥堵问题,还促进了城市经济的发展和城市环境的改善。
城市轨道交通已经成为现代城市不可或缺的重要交通方式。
在未来,随着城市规模的不断扩大和人口的增加,城市轨道交通的发展前景将更加广阔。
1.2 城市轨道交通供电系统的重要性城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运行中至关重要的一环,它直接影响着轨道交通线路的正常运行和乘客的出行安全。
供电系统的稳定性和高效性直接关系到城市轨道交通的正常运行和运输能力。
由于城市轨道交通的运行时间长、负载大、安全要求高,因此供电系统的可靠性和稳定性要求也更高。
供电系统的设计、建设和运行不仅要满足轨道交通线路的电力需求,还要考虑到市场需求、环保要求和城市发展规划。
城市轨道交通供电系统的重要性体现在以下几个方面:供电系统是城市轨道交通线路的“生命线”,它直接影响着线路的正常运行和乘客的出行安全;供电系统的稳定性和高效性会影响到线路的运行效率和运输能力,直接关系到城市轨道交通的运行质量和服务水平;供电系统的优化设计和合理运行能够降低运营成本,提高运输效率,减少能源消耗,符合可持续发展的要求;随着城市轨道交通的不断发展和扩建,供电系统的重要性将会进一步凸显,电力技术的创新和应用将成为城市轨道交通发展的重要支撑。
轨道交通车辆辅助供电系统—辅助系统供电模式
辅助系统紧急供电模式
3.紧急供电模式
紧急供电模式可在3车单元和6辆编组列车 中使用。
(1)辅助电源的紧急工作模式的启动条件: ①高压母线没电。 ②司机控制器未锁上 。
3.紧急供电模式
1. 正常供电模式
(1)辅助电源正常工作模式启动条件 ①当母线高压有电且司机控制器未锁闭,或
者高压母线在司机控制器锁上后一直保持 有电状态。 ② 辅助设备特别是辅助逆变器和蓄电池充电 器没有故障。
1. 正常供电模式
(2)三车单元的供电模式: ①为了三车单元维修方便,三车单元中所
有的AC负载可以由本单元的辅助逆变器供电。 ②在C车上装有一个交叉接触器03K36,它
直保持有电状态。
2.降级供电模式
(2)辅助设备故障时的供电模式 如果一个蓄电池充电器故障,将由另外一
个蓄电池充电器给全部6节车供电而无时间限 制。
充电机故障所在车的蓄电池不会放电,连 接DC110V列车线的二极管起阻隔作用。此时, 列车可不受限制地继续运行。
2.降级供电模式
(3)辅助逆变器故障时的供电模式 ➢ 如果一个辅助逆变器故障,另一个辅助逆
判断要点
① 查看TMS-MMI(车辆显示屏)空压机图 标状况。
② 注意观察列车主风压力变化情况。
应急处理
① 检查两单元C车电子柜中相应03F10的状 态,如跳闸则复位,继续运营。
② 如复位无效或没跳闸,本站或下一站退 出服务。
③ 注意03F10跳闸后MMI上显示相应车“供 风系统严重故障”。在主风缸压力大于 7.5bar时,列车可自行牵引到就近折返 线。
浅析城轨列车辅助供电系统
阻 风机 。 1 . 1 . 5 H V A C 系统交流2 2 0 V 负 载 : 负载 包 括 :方 便 插
列列车 的负载。这样 ,即使有一 、两台辅助逆变器 出现故 障。容量 为3 6 5 k V A 和2 9 2 k V A 的辅助逆变器仍然能够满足列 车 的正常运行。当 出现三 台辅助逆 变器 发生故障 时,则只 需切 除一半的空调压缩机就 能保证 列车所有通风机组 的正 常工 作,列车仍然能保证安全 、无 限速 的运行 。假如 出现 四台或者是五台辅助逆变器发 生故障,则必须切 除所有 空 调设备, 以保证列车正常运行 到最 近站点 ,组织旅客 换乘
改进后试车线D T R O 折返轨示意图 ,如图1 所示 。
代 ∞3 1 ℃耋D ’ TC2 01 T C1 0 4 l o 3 l 。 。 l 0 l
5 结语
本文通过对试车线轨旁A T P 进路及报文分析 ,通过修改 轨旁A T P 进 路指令 ,实现列车D T R O 折返进路更完善、安全可
急剧升 高状 态 ,那பைடு நூலகம்就 需要通过系统 的制动 电阻风机来 进 行强迫通风 , 以达到散热 降温 的 目的,从而保护系统制 动 电阻 。不过对 于 自然冷却 的动 电阻 ,则 不需要启动制动 电
4 D T R O 折返进路改进的建议
返 功 能 ,前 方 防护 区 段 为 T C 1 0 1 、T C 2 0 3 区 段 , 保 护 距 离 为 1 5 0 m ,更 加 安 全 可 靠 。
参考文献 [ 1 ] 刘华 ,周 天星.城市轨道 交通折返 站辅 助配线设计研
究[ J ] .城 市轨 道 交通 研 究 ,2 0 1 0 , ( 1 1 ).
[ 2 】 曹娜.地铁折返站折返 能力分析 [ J ] . 中国新 技术新产
城市轨道交通车辆—辅助系统
DC1500V
AC380V AC220V DC110V
1、辅助系统概述
接触网
辅助电源系统的电力来源
受流器
蓄电池
列车
外接电源
• 一个1完、整的辅辅助助供系电系统统概主要述由逆变、变压器隔离和直流电源3部分组成。
辅助供电系统
逆变部分
直流→交流
变压器隔离部分 电气隔离
直流电源部分 控制电源
辅助逆变器
辅助系统
1、辅助系统概述
• 辅助电源系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要用电力的负载设备提 供电能的系统。
• 可为列车空调、通风机、空压机、蓄电池充电器及照明等辅助设备提供供 电电源。
• 辅助供电系统简称APS,是“Auxiliary power supply”的缩写。
1、辅助系统概述
主要作用:采用辅助逆变器将电网的高压直流变成交流的50Hz、低压交流 AC380V、AC220V和DC110V电源。
电感 M2500主控制器
正弦滤波电容 3AC输出接触器
PWR-模块
(DC/AC)
蓄电池充电机 (DC/DC)
变压器
蓄电池无 电紧急启 动单元
输入接 触器
充电机输出端子
输入保护单元
辅助系统
• DC/AC
产生3AC 380V
UD 1500V直流
逆变
380V交流
辅助系统
• DC/DC
产生DC 110V
蓄电池
蓄电池在下列情况使用:
➢列车上的紧急照明 ➢整个通讯系统 ➢列车两端的头尾灯 ➢紧急通风 ➢车间内的维护UD 1500V直流斩波110V直流
U
d
380V交➢中空流压气负压缩载机供电范围
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A a s o U bn l ni ri ui r P e S pl yt ra R iT as T a A x i y w r p S s m nl i f y s a r t n l a o u y e
TANG h n i CHEN h n C u 一l n, C u 一min a
升压C O V F H I N I L
AC3 0 8V
整流
降压C O IV H N
图 2 上海地铁二、 四号线辅助逆变原理电路框图
输入滤波器
IV逆变器 F N I L交流滤波器
变压器T,2 C8V供电。 I 由A 30 T 分别经降压、 整流、 滤
波后输出 D 10 C 1V和 D 2V C4 o
() 1优点: 电路简单, 使用器件少, 可靠性高。 P 输出电压的谐波含量小, WM 调制, 而且可以设 计优化的 P WM 调制, 使谐波含量达到要求。
辅助逆变器的短时过载能力以能达到其额定容量的倍 数及时间来表示。 各公司产品的过载能力相差较大。 这
主要取决于逆变器所用的功率半导体器件( B ( T等) I G
的电流冗余量。
3.0 -+2%, 330 0 要求SV在此电压范围内 I 输出全功
率, 且要求输出电压值及其谐波含量在规定值之内, 这 个要求是比较高的, 特别是在最低电压情况下。 列车辅助逆变器的负载很大部分是泵类, 而且是 直接起动, 起动冲击电流大。例如, 空调机是辅助逆变 器的最大负载, 而其中的压缩机又占主要, 其他如制动 系统等使用的空气压缩机。 因此, 对辅助逆变器负载的 起动有种种限制。例如, 对起动功率的限制, 每次起动
节编组地铁车辆中, 每单元只配一台静止辅助逆变器,
电 谐波含 高, 压的 量 变压器中的 谐波损 大。 耗
变压器结构复杂, 对于电路叠加型的D 变压器, Z 它的次边绕组为曲折连接, 对于磁路叠加型的变压器,
两个原边绕组由不同相位的电压分别输入, 需作特殊
设计。
直流 10 1V控制电源也一台, 这种供电方式为集中供 电。轻轨车辆大都采用 1 T 节车辆) M1 ( 2 构成一个单
低压电源包括D /C变流器和蓄电池。 CD CD D /C
变流器输出D 10 C 1V和D 2V。 C 4 列车在正常情况下运 行时, 车上所有 D 10 C 1V负载全由D /C变流器供 CD 电, 蓄电池处于浮充电状态。 台变流器供 1 1 个列车单 元的负载。 如果有 1 台变流器发生故障, 1 则另 台变流 器要给全列车的负载供电。即使在这种情况下蓄电池 也不承受负荷。因此,C D D / C变流器的容量在设计时 要考虑有足够的冗余量。 只有当发生故障时( 如电网供
的 荷 能 过 定 率 限 4 )要 顺 起 负 不 超 额 功 的 值(%; 求 序 0
动以避免起动冲击电流叠加。 对于这一要求, 列车刚起 动时, 辅机第一次投入工作容易做到, 但在随后的运行 中由于压缩机的起动都是随机的, 要做到任何时候使 它们不同时起动是需要精心设计的。 此外, 还要求由于 负载突变而造成输出电压波动在限制值之内( 一般是 士1 0 ̄士2 , 50 0 并且在规定的时间内( %) 一般 10 0^ - 30 s输出电压恢复至正常值。 0m ) 正因为对SV的负载 I
( ua R i a P f s nl T hi l l eZ uhu 01C i ) o si a ad cn aC lg ,hzo 420 ,h a H nn l y e o n e c o e aw r 1 n
A src:y l i ad prg ccim d ote t nit iaxiy e e, d m d bt tB aa z g c an te u oe h rl s rn i r i r r n t oe a n y n n o i h i t f a r t u l n t a h m r ia a a v e
321 对双逆变器型的评价 ..
<) 1优点: 开关频率低, 5H 。 仅 10 z 因此, 开关损耗小, 逆变器 效率高; 输出电压为 1 阶梯波, 2 电压的最低次谐波为 n 次。 因此, 对输出滤波器要求低。 可以把较低电压的 电力电子器件用于较高电源电压的逆变器。
其 网压 波 动 范 围也 为 一3. - 20, 3 50 + o 与 0 0
C3 0 8V
6SV 为辅助逆变器,C D "I ” D / C变流器采用半桥高频
rV
图4 广州一号线辅助逆变器结构框图
322 ..
对单逆变器的评价
逆变降压后整流输出,A , A Z " C 和 C” 为每节车的空调、 空气压缩机和风机交流负载, 在每单元车中, A车电器 柜内的20 2V交流插座的电源由B车的D / C提供, CA B车电器柜内的 20 2V交流插座的电源由A车的D / C
2 城市轨道交通列车辅助供电系统要求
列车辅助逆变器是恒压恒频输出, 对它的技术性 能要求与 V V V F主逆变器有所不同, D / C变流 对 CD 器性能也有特殊要求。列车的供电电压波动范围是一
特性要求高, 因此, 在辅助逆变器的型式试验中要经受 负载突变、 网压突变、 重复起动、 过载能力等种种考验。
中问储能环节
T 隔离变压器
DC IO IV
整流
.
DCI O IV
图 1 先经升/ 降压稳压后逆变原理电路框图
城市轨道辅助逆变器的电路构造有两种型式: 双 逆变器型和单逆变器型。双逆变器型又有串联型与并 联型。单逆变器型有先升/ 降压后逆变型和直接逆变 型。这些逆变器均采用二电平逆变方式。目 前广州一 号线采用的是双逆变器型( 如图 4, )其他基本上采用
元, 由两个单元( 所谓 4 节编组) 构成一列车, 每单元只 配一台静止辅助逆变器, 也为集中供电。 在我国早期引进的地铁车辆辅助供电多采用分散 供电方式, 如图 5 和图 6 所示。 5 V” 图 "I 为辅助逆变 S 器,C D D / C变流器由辅助逆变器供电经降压、 整流的 输出,A , A ,为每节车的两台空调,A ” " C 和 C” " C 为每 节车的其他交流设备 ,D ” " C 为每节车的直流设备。图
K y rspw r p ss m; lr i e e;CD cne o e w d :o e spl yt axiy r rD / C vr r o u y e ui a n t v o t
1 引言
城市轨道列车辅助供 电系统包括辅助逆变器 (C A D / C变流器, 简称 SV) I 和低压电源( C D D / C变流 器和蓄电池)辅助逆变器给列车上的交流负载如空调 。 机、 压缩机、 通风机等提供 A 30 C 8V及 A 20 C 2V电源。 低压电源包括 D 10 C 1V和 D 2V, C 4 给列车控制系统及 应急负载供电。我国早期引进的列车每节车均设有辅 助逆变器, 现在的列车采用了集中供电的方式。
直接逆变是城市轨道车辆辅助逆变电源最简单的 基本电路结构形式, 原理如图3 所示。 开关元器件通常
可采用大功率G O IB T , T或 IM。辅助逆变电源采 G P 用直接从受电弓或第三供电轨受流方式, 逆变器按V / F等于常数的控制方式, 输出三相脉宽调制电压采用 变压器隔离向负载供电。这种电路的特点是电路结构 简单、 元器件使用数量少、 控制方便; 但逆变器电源输
出电压容易受电网输入电压的波动影响, 功率电子器
功率与电源频率的3 次方成正比。当风量比正常工作 时减半, 则通风机取用功率为正常工作时的 18 /。因
此, 应急通风用的逆变器的容量不大。
件( G T 换流时承受的d/t 如IB ) ud较大, 特别是在高电 压情况下(C 50 D 10V供电系统再生制动时, 网压可达
《 电气开共)20. 1 (08N . o )
文章编号 :04 8X(080 一0 1一0 10 一29 20 )1 02 4
城市轨道交通列车辅助供电系统分析
唐春林, 陈春棉 ( 01 湖南铁道职业技术学院电气工程系, 株洲 420) 1
摘 要: 通过对城轨交通列车辅助逆变器电路型式和 D / C变流器型式的分析和比较, CD 结合广州和上海城市轨 道车辆辅助逆变器的应用, 对车辆辅助供电系统进行分析研究。 关键词: 供电来统; 辅助逆变器; C D D / C变流器 中图分类号 : M4 T 6 文献标识码 : B
D 10V供电系统一致, C 50 所以对于 D 10V系统能 C 50 做到的, D 70 对于 C 5V系统同样能做到。
() 2缺点: 电路复杂, 使用器件多。两台逆变器串联, 动态均
压要求高, 故障率高 。
万方数据
《 电气开吴)20. 1 (08N . o )
每台逆变器输出电压为 6阶梯波, 因而不论是 D D Y,Z变压器或是 T变压器, 它们的原边绕组输入
2 0 V 00 ) 。
输入滤波器
I NV
3 辅助逆变器电路选型
31 从逆变器电路原理选型 . 城市轨道交通列车使用的逆变器从电路原理组成 有先经升/ 降压稳压后逆变和另一种是直接逆变两种。 先经升/ 降压稳压后逆变原理电路框图如图 1 所 示。 H C O为升/ 降压器, 一般有斩波降压( 1和逆 如图 ) 变降压( 如图 2两种方式, ) 其作用是使逆变器输入电 压稳定, 并对逆变器起保护作用。 N I V为逆变器, 它的 输出经电感电容滤波网络 FL滤波后输入到隔离变 I 压器 T 变压器的原边绕组为△连接, 。 次边绕组为 Y 连接。 输出三相四线A 30 5H 电压。 C 8V, : 0 另有 2 个