HXXS10B型再生制动能量吸收装置培训手册
再生制动能量吸收装置在北京地铁中的应用
再生制动能量吸收装置在北京地铁中的应用
鲁玉桐;赵小皓;赵叶辉
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2014(027)004
【摘要】随着轨道交通车辆再生制动能力的提高,列车再生制动能量吸收利用成为地铁运营的主要节能减排措施之一.介绍北京地铁运营线路供电系统中电阻耗能型、储能型和逆变回馈型再生能量吸收装置的应用情况,并对这些装置的优缺点进行对
比分析,提出设备接线方式、电气参数、运行状态以及装置容量要与地铁供电系统
实际运营情况相匹配的建议.
【总页数】5页(P105-108,112)
【作者】鲁玉桐;赵小皓;赵叶辉
【作者单位】北京市地铁运营有限公司北京100044;北京市地铁运营有限公司北京100044;北京市地铁运营有限公司北京100044
【正文语种】中文
【中图分类】U224
【相关文献】
1.再生制动能量吸收逆变装置在重庆轨道交通中的应用 [J], 郭道省;周玉兰;田利瑞;
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3.浅析地铁列车再生制动能量吸收装置的应用 [J], 熊亚龄
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HXXSx型再生制动能量吸收装置操作手册样本
主回路显示画面将设备的主回路模拟图和开关状态进行了直观表现。如下图所示:
1.2操纵斩波控制柜制式转换开关。选择工作状况, 正常条件该开关应处在工作指令位置, 当需要进行车辆试验时, 将该开关打在测试指令位置。
5)然后, ”直流断路器”闭合, 发出”直流断路器闭合确认信号”和”直流断路器闭合连锁信号”给能量吸收装置, 作为能量吸收装置投入工作的必要条件。
6)能量吸收装置在接收到”直流断路器合闸”信号后, 根据电网电压及”直流断路器闭合确认”信号, 进入正常启动程序。微机控制系统首先合上KM2预充接触器, 给滤波电容充电, 然后合上线路接触器( KM1) , 此时完成能量吸收装置投入工作前的准备。
8)直至线网电压值低于设定的吸收电压值后, 关闭斩波器, 等待下次车辆的再生吸收。整个制动过程, 能够根据线网电压变化及再生功率大小, 实现实时控制。
9)故障时, 由能量吸收装置故障继电器控制”直流断路器”跳闸。
10)当系统发生一个支路IGBT直通故障时, 能量吸收装置故障继电器控制”直流断路器”和”线路接触器”跳闸, 经人工将支路故障隔离开关分断后, 其它支路仍可投入工作; 故障支路待设备停止工作时, 进行故障处理。
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四、制动意图识别
制动意图识别主要是能够正确的识别电动汽车 中驾驶员的制动意图,是驾驶意图的一部分, 是驾驶员对车辆进行减速操作的一种意图。便 于可以准确的控制电机制动和液压制动进入和 退出的时间,从而一方面有利于提高汽车制动 能量回收率,另一方面也可以提高汽车制动的 安全性。识别出的不同制动意图要求的不同的 制动性能,不同的制动性能则要求合理的对前 后轴制动力进行分配,作为制动力分配的依据。 在制动强度较大时保证车辆的制动安全性,在 制动强度较小时保证较高的制动能量回收率。
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2、驱动与制动协调控制策略:
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3、再生制动与ABS协调控制策略:
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4、多能源系统模糊分配策略:
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六、制动能量回收评价指标
制动能量回馈率:制动能量回馈过程中电
4、本田汽车公司紧随其后,于 1999 年开发了混合动力 汽车 Insight,提出了采用双制动力分配系数控制再生制 动系统,试验结果表明,该车实现了高效的制动能量回收。 5、美国福特汽车公司也推出了混合动力汽车 Escape,该 车型采用了线控再生制动系统,线控系统取代了传统的机 械液压制动系统,把驾驶员的制动踏板信号操作转变为电 信号,通过驱动电机实现所需的操作,实验证明该车制动 能量回收率及制动时方向稳定性均有较大的提高。 6、国内的再生制动技术起步比较晚。国内研究机构和高 校都对再生制动系统进行了相关的研究,并取得了一定的 进展,但尚未达到十分成熟的阶段。但是近些年新出的电 动汽车大部分都采用了再生制动能量回收系统。
任务五 再生制动能量回收系统
目录任务五再生制动能量回收系统的检修 (2)【任务描述】 (2)任务情景: (2)任务要求: (2)任务资料: (2)【学习目标及学时】 (3)【工作页学习路径】 (3)学习步骤1:接受任务 (4)学习步骤2:作业准备 (5)引导问题5-1 新能源汽车检测与维修作业前要做哪些准备? (6)学习步骤3:再生能量系统系统组成 (6)引导问题5-2 新能源再生能量系统有哪些部件。
(6)引导问题5-3 写下新能源汽车再生能量系统的工作原理。
(6)引导问题5-4 画出再生能量系统电源控制电路图。
(6)学习步骤4:判断再生能量系统是否正常工作 (6)引导问题5-5 写出再生能量系统检测故障的步骤计划。
(7)引导问题5-6 分析再生能量系统故障原因。
(7)【学习环节过程控制】...............................................错误!未定义书签。
【学习环节评价反馈】...............................................错误!未定义书签。
学习任务工作页专业名称:新能源汽车维修工学一体化课程名称:新能源汽车动力电池及能量管理系统检修任务五再生制动能量回收系统的检修【任务描述】任务情景:一辆纯电动汽车到达维修店,客户报告再生能量系统存在故障。
维修技师接到通知后,开始进行故障检修。
任务要求:根据任务要求,以下是纯电动汽车再生能量系统故障检修的任务要求:接收维修任务:学生接收到客户报告充电系统故障的维修任务后,确认车辆首次维护要求已达到,并开具维修工单。
沟通与确认:学生与客户(教师或学生扮演)进行充分沟通,确认故障症状和客户的描述,并确保了解车辆的使用情况和任何特殊要求。
资料查阅与分析:学生查阅车辆的使用手册、维修手册等资料,分析充电系统的工作原理和常见故障处理方法,结合车辆实际性能进行分析。
任务委托书编制:学生根据分析结果,编制汽车充电系统故障检修任务的实施方案,包括维修步骤、时间安排、人员安排、所需工具、设备、耗材和防护用品等。
城铁车辆再生制动能量吸收装置浅析
城铁车辆再生制动能量吸收装置浅析作者:陈光东刘丽雯黄宁来源:《消费导刊》2018年第15期摘要:城市轨道交通车辆电制动过程中会向线网反馈电能,当线网电压过高无法继续吸收时,利用车载制动电阻吸收电能。
本文简单介绍了电阻吸收性、电容或飞轮储能型、逆变-电阻混合吸收性、逆变回馈型的车体外的再生制动能量吸收装置,并对其各自的优缺点进行的简要分析。
关键词:再生制动轨道交通能量吸收装置一、前言车辆在制动工况下优先利用电制动,电制动能力不足时,再将不足的制动力分配给空气制动。
再生制动和电阻制动为电制动的两种形式。
当供电线网的网压高于限定值时。
无法再吸收由再生制动反馈回来的能量,则利用电阻制动吸收线网未能吸收的能量。
当再生制动触发时,车辆的牵引电机转换成发电机产生再生能量。
并将电能通过整流装置反馈给线网。
由于采用二极管整流设备,仅能单向向电网传输,无法反馈到上级电网,只能被直流电网暂时存储。
因此若供电电网中无其他车辆吸收,将会导致直流供电网压升高。
二、不同形式的车体外吸能装置介绍与优缺点分析车辆利用自身制动电阻进行能量吸收的方法是:当再生制动反馈给线网上的能量过多,线网无法继续吸收时,列车利用制动电阻将未能吸收的能量转化为热能消耗。
但车辆自带制动电阻会增加列车的自重:并且制动电阻工作时散发的热量易影响列车运营的安全性等。
所以将再生制动多余的能量吸收装置移至车辆外尤为必要。
目前,将再生制动的能量吸收装置设置在车辆外的方案已应用在国内外轨道交通中,主要形式有:电阻吸收型;电容储能型\飞轮储能型:逆变-电阻混合吸收型及逆变回馈型。
下面对这4种装置形式进行简要介绍及优缺点的探讨。
(一)电阻吸收型电阻吸收型主要利用多相IGBT斩波器配合制动电阻的进行恒压吸收,根据线网的电压变化来控制斩波器的导通比,从而改变线网的吸收功率,将线网电压维持在设定值的范围内。
能量消耗在电阻上。
目前。
北京机场线、天津地铁1号线等工程中均使用了该类装置,其运行效果良好。
再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用
再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用发表时间:2017-08-24T17:31:24.060Z 来源:《基层建设》2017年第12期作者:屈文涛[导读] 摘要:对再生制动能量吸收装置的基本工作原理和类型进行介绍,并且对再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用、节能情况进行介绍,提出建议。
郑州市轨道交通有限公司运营分公司河南郑州 450000摘要:对再生制动能量吸收装置的基本工作原理和类型进行介绍,并且对再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用、节能情况进行介绍,提出建议。
关键词:再生制动能量吸收装置节能应用Abstract:The basic working principle of regenerative braking energy absorption devices and introduces the types,and the regenerative braking energy absorption devices in the application of zhengzhou subway,introduces the energy-saving situation,Suggestions are put forward.Keywords:regenerative braking the energy absorption equipment energy savingapplication在城市轨道交通系统中,由于公交化的运输模式决定了城市轨道交通具有列车运行密度大、站间距小、起停频繁的特点。
目前轨道交通普遍采用的VVVF动车组列车,制动模式为电气制动(再生制动/电阻制动)+空气制动(盘形制动/轮对踏面制动)互补的形式,即在列车正常运行过程中以电气制动为主,辅之以空气制动。
传统的列车电阻是将制动电阻装设在车辆底部,列车制动时产生的电能通过车辆上制动电阻发热消耗或空气制动消耗,浪费了大量电能,产生的大量热量还会散发在隧道内,在大运量、高密度的运行条件下,使隧道温度升高,提高了对通风系统的要求。
再生制动能量吸收电阻装置 标准
再生制动能量吸收电阻装置标准
再生制动能量吸收电阻装置的标准可能包括以下内容:
1. 功率承受能力:装置应能承受再生制动系统产生的高功率能量,并确保电流不会超过装置额定功率。
2. 电阻器阻值规格:电阻器的电阻值应根据再生制动系统的需求进行选择,以确保能量的适当吸收和转换。
3. 安全性能:装置应具备过热保护功能,能够自动监测和控制温度,以防止过热引发事故。
4. 散热系统:装置应设计合理的散热系统,以有效地将产生的热量散发出去,避免过热。
5. 尺寸与重量:装置的尺寸和重量应适中,以满足安装空间限制,并便于搬运和维护。
6. 兼容性:装置应与再生制动系统的控制系统或其他相关部件相兼容,以确保正常运作。
7. 耐久性:装置应具备耐久性,能够长时间稳定工作,抵御恶劣环境和振动。
8. 可维护性:装置应具备易于维护、检修和更换的特点,以降低维护成本和时间。
9. 符合相关标准:装置应符合相关的国家或行业标准,以确保其安全性、性能和质量。
这些标准可以根据实际需求进行调整,并可能因地区、行业或使用环境的不同而有所不同。
列车再生制动吸收装置(一)
列车再生制动吸收装置、能量回馈、能量储存系统建设方案1. 实施背景随着中国铁路的快速发展,列车的运行速度和运输效率不断提升。
然而,传统的机械刹车方式已经无法满足现代列车对于节能、环保和安全的需求。
因此,采用先进的再生制动技术和能量储存系统成为必然趋势。
本方案旨在提出一套完整的列车再生制动吸收装置、能量回馈及能量储存系统的建设方案,以应对当前面临的挑战。
2. 工作原理列车再生制动吸收装置主要利用电磁感应原理,将列车的动能转化为电能。
当列车制动时,动能通过转换器转化为直流电,进而储存到能量储存系统中。
同时,能量回馈装置将部分电能回馈至牵引网,以供其他列车使用,实现能源的有效利用。
3. 实施计划步骤3.1 需求分析:对当前列车制动系统和能量储存的需求进行分析,确定装置的技术参数和性能指标。
3.2 方案设计:根据需求分析结果,设计列车再生制动吸收装置、能量回馈及能量储存系统的整体方案。
3.3 硬件开发:依据设计方案,开发核心硬件设备,包括再生制动吸收装置、能量储存系统等。
3.4 系统集成与测试:将各个硬件设备集成到一起,进行系统测试,确保系统的稳定性和可靠性。
3.5 现场安装与调试:将设备安装在列车上,进行现场调试和优化,确保设备的性能达到预期效果。
3.6 试运行与评估:进行一段时间的试运行,对系统的性能进行全面评估,收集反馈意见,持续改进。
4. 适用范围本方案适用于各类电力牵引的列车,包括但不限于城市轨道交通、高速铁路等。
通过本系统的应用,能够大幅提高列车的能源利用效率,减少制动时的碳排放,同时提高列车的运行安全。
5. 创新要点5.1 集成了先进的再生制动技术和能量储存系统,打破了传统机械刹车的局限。
5.2 实现了能源的高效利用和回收再利用,降低了能源消耗和碳排放。
5.3 提供了完整的解决方案,包括硬件开发、系统集成、现场安装与调试等环节,方便用户使用和维护。
6. 预期效果6.1 提高能源利用效率:通过再生制动技术和能量储存系统的应用,预计能够提高能源利用效率20%以上。
列车再生制动吸收装置(二)
列车再生制动吸收装置、能量回馈、能量储存系统建设方案1. 实施背景随着中国铁路的快速发展,列车的运行速度和运输效率不断提高。
然而,传统的列车制动方式会产生大量的热量,导致能量的浪费。
为了实现节能减排、提高能源利用效率的目标,有必要研究和应用列车再生制动吸收装置、能量回馈及能量储存系统。
2. 工作原理2.1 列车再生制动吸收装置该装置通过电磁感应原理,在列车制动时,将列车的动能转化为电能。
它由电磁感应发电机、整流器、滤波器和控制单元组成。
当列车制动时,由于速度下降,列车的动能将转化为电能。
这些电能通过整流器转化为直流电,然后通过滤波器储存到直流电池中。
2.2 能量回馈储存的电能可以通过逆变器转化为交流电,然后回馈到列车牵引供电系统中。
这样,储存的电能不仅可以用于列车的牵引供电,还可以用于车站和沿线的照明、空调等设备的供电。
2.3 能量储存系统该系统由直流电池、充电单元和放电单元组成。
直流电池用于储存由列车再生制动吸收装置转换来的电能。
充电单元负责将储存的电能回馈到列车牵引供电系统中。
放电单元则负责将储存的电能释放到列车的牵引供电系统中。
3. 实施计划步骤3.1 调研阶段:对现有列车制动方式和能量利用情况进行深入调研,确定改造的必要性及可行性。
3.2 设计阶段:根据调研结果,完成列车再生制动吸收装置、能量回馈及能量储存系统的设计。
3.3 采购与安装阶段:进行设备采购,并安排专业人员进行安装和调试。
3.4 试运行阶段:在设备安装完成后进行试运行,对设备性能进行测试和评估。
3.5 正式运行阶段:完成试运行后,正式投入使用,并进行长期监测和维护。
4. 适用范围该系统适用于所有类型的列车,包括地铁、轻轨、有轨电车等城市轨道交通车辆以及高速列车、货运列车等。
同时,它也可以用于其他需要回收和利用能量的领域,如高速公路的能量回收系统等。
5. 创新要点5.1 采用电磁感应原理进行能量的转化和储存,提高了能量的转化效率和储存安全性。
地铁列车再生制动能量吸收装置参数设置
地铁列车再生制动能量吸收装置参数设置作者:张猛来源:《中国新技术新产品》2017年第02期摘要:地铁列车在制动时会向电网回馈能量,当这部分能量不能完全被其他车辆或用电设备吸收时,会造成电网电压升高,这对变电所设备和车辆的运行非常不利,因此需要设置再生制动能量吸收装置将剩余能量消耗掉,以维持电网电压稳定。
关键词:牵引制动;能量反馈;网压中图分类号:U231 文献标识码:A1.牵引列车现状在每个牵引箱里均配有电压传感器用来实时检测网压值,以检测网压的实时情况。
电压传感器检测到的数据实时传给DCU,由DCU进行软件处理判断。
当网压在正常范围内时,牵引逆变器正常工作,当网压过高或过低时,DCU会报出网压过高或过低故障,并断开相应的接触器以保护牵引设备。
在DCU中会设有网压过压1、网压过压2、网压欠压等3种针对网压值的故障判断。
其中当网压值超过2100V时,DCU会报出“网压过压2”故障,为防止网压过压对设备造成损害,DCU会断开高速断路器、短接接触器、封锁逆变单元,并且需要通过MVB复位或重新激活列车进行恢复。
这意味着发生这种故障时,列车才能合高断进行牵引,否则列车无法动车。
此时,牵引制动过压保护的设置成为关键。
2.研究方法通常再生制动引起过电压持续时间非常短,供电系统设备无法采集到过电压情况。
过电压是由于供电系统震荡引起或在列车制动过程引起的。
网压过高或列车本身检测系统采集错误的过电压无法判断。
通过试车线模拟正线电客车启动、行驶、制动、停止,采集变电所内牵引网压。
研究采用DSO-3034a型号示波器采集牵引网压波形,实际电压=采集电压×220,横向间隔表示采样时间,纵向间隔表示采样大小。
采集频率设置为100KSa/S(1s采集1×10----5个点=10微秒采集1个点)。
牵引供电系统采用桥式24脉波整流,将交流电压转换成直流电压,由于示波器的采样频率非常高,所以在采集的直流电压波形图中,每当电压趋于稳定后,放大的波形图中会观察到很厚的波形,电压变化幅度越小,波形越厚重。
12 再生制动与其能量利用装置
认识典型பைடு நூலகம்生制动能量利用装置
认识典型再生制动能量消耗装置
认识典型再生制动能量利用装置
认识典型再生制动能量吸收装置
认识典型再生制动能量利用装置
认识典型再生制动能量逆变装置
总结
1 再生制动与其能量利用原理 2 认识典型再生制动能量利用装置
谢 谢!
THANKS
再生制动与其 能量利用装置
教学要求
1 再生制动与其能量利用原理 2 认识典型再生制动能量利用装置
1 再生制动与其能量利用原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动与其能量利用原理
再生制动能量利用的方式与原理
2 认识典型再生制动能量利用装置
认识典型再生制动能量利用装置
认识典型再生制动能量消耗装置
将牵引电机的电动机工况转变为 发电机工况,将列出动能转化为 电能,电能通过转换电器和受电 弓反馈给供电触网,可提供给相 邻运行的列车使用的制动方式。 再生制动的三种不同的制动控制 策略:具有最佳制动感觉的串联 制动;具有最佳能量回收率的串 联制动;以及并联制动。在前轮 上的再生制动比后轮上的再生制动将更为有效,同时大部分 制动能量消耗在10~50km/h的车速范围内。
再生制动能量利用的方式与原理
再生制动亦称反馈制动,是一种使用在电动车辆上的制动技术。 在制动时把车辆的动能转化及储存起来;而不是变成无用的热。 再生制动在电力机车、有轨电车、无轨电车及纯电动或混合动力 汽车上常见。电力机车、有轨电车、无轨电车通常是把产生的电 能输回接触网,而汽车则可能把电能储在飞轮、电池或电容器之 内。传统的的动力制动则会把电能在电阻转成热能后逸散。最普 通的制动方法会把车的动能,以摩擦直接转化成热能。“再生制 动”和另一种原理接近,但较为简单的“动力制动”,则是把电 动机转成发电机使用,把车辆的动能转成电能。动力制动通常只 会把产生的电,经过电阻转成无用的热放走。而再生制动则会把 电力储起来或透过电网送走,再生循环使用。使用再生制动的车 辆仍然会有传统的摩擦制动,提供快速、强力的制动。一般的再 生制动只会把约30%的动能再生使用,其余的动能还是成为热。 这效率根据不同的使用环境而有所不同。
再生制动培训讲义教材
飞轮储能装置的接线原理见下图所示:
图2-3 飞轮储能型系统接线示意图
该产品的优点:该技术有效利用了列车制动时再生能量,具有节 能效益;直接接在牵引网与回流轨间或变电所正负母线间,再生 能量直接在直流系统内转换,对交流系统不会造成影响;能够稳 定接触网电压。
该产品的缺点:飞轮毕竟是高速转动机械产品,尽管采用了真空 环境和特殊轴类制造技术,且厂家保证使用寿命可以到达20年, 但目前没有工程应用的先例,难免担心其使用寿命是否能满足要 求,维护维修是否方便。对于运量较大的地铁线路,目前的产品 单体容量较小,不能满足完全吸收列车再生能量的需要;若采用 几套装置并联工作的形式使容量满足要求,将使设备价格将成倍 增加。
C
图2-2 电容储能型系统接线示意图
电容储能装置具有储能(储存车辆再生能量)和稳压(稳定牵引网 电压)两种工作模式,两种工作模式可以相互切换。
该装置优点:可减少或取消列车制动电阻的容量,有效利用了列车 制动时再生能量,节能效益好;能够稳定接触网电压;该装置为静态 电容储能装置,维护和元器件更换较为方便。
谢谢!
Байду номын сангаас
❖该装置的缺点:技术上属于电阻耗能型和全逆变型的过渡产品;受 限于低压侧负荷容量,再生电能得不到充分利用;将电能逆变至低压 侧,系统容量小,供电质量易受影响。
2)中压逆变型
中压逆变型再生能量吸收装置,将直流侧的机车制动电能转化为交流 侧电能送回中压交流电网中。利用了35kV系统较大的供电系统负荷容 量为支撑,提高列车再生制动能量的利用率,节能效果好。装置的系 统构成主要包括能馈变压器、双向变流器柜、直流柜等。其主接线如 下图所示。
2.再生制动能量吸收利用装置类型
❖为了将机车制动电能能够充分吸收利用,世界各轨道交通发达 的国家,都在积极探讨制动能量的利用模式,主要包括电阻耗能 型、电容储能型、飞轮储能型、逆变回馈型(包括逆变至中压和 逆变至低压)等方式。 (1)电阻耗能型 ❖电阻耗能型再生电能吸收装置实质就是将车辆上的制动电阻移 至地面,主要采用多相IGBT斩波器和吸收电阻配合的恒压吸收方 式,根据再生制动时直流母线电压的变化状态调节斩波器的导通 比,从而改变吸收功率,将直流电压恒定在某一设定值的范围内, 并将制动能量消耗在吸收电阻上。装置主要由隔离开关柜、制动 控制柜(IGBT斩波器)和制动电阻柜组成,通过直流开关柜挂接 在牵引变电所直流母线上。
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HX0.00200HXXS10B型再生制动能量吸收装置培训手册北京地铁车辆装备有限公司湖南恒信电气有限公司2009年12月目录1.概述 _______________________________________________________________ 22. 使用环境条件_______________________________________________________ 53 主要技术指标 _______________________________________________________ 54 产品性能说明 _______________________________________________________ 65. 原理及操作介绍_____________________________________________________ 76. 电路特点:_______________________________________________________ 167. 设备配置及安装___________________________________________________ 168. 设备土建安装、风道及平面布置要求_________________________________ 279. 控制系统操作步骤_________________________________________________ 3110. 系统退出________________________________________________________ 3211. 使用注意事项 ____________________________________________________ 3212. 故障及诊断______________________________________________________ 3213. 维护维修________________________________________________________ 3314. HXXS型再生制动能量吸收装置监控系统 _____________________________ 341.概述随着我国城市轨道交通建设的迅速发展,地铁及轻轨电动客车控制技术也得到长足的进步。
目前应用得较为广泛的调速技术主要有直流斩波调压、再生-电阻制动系统,交流VVVF变频变压调速、再生电制动系统。
本设备设置在供电所直流侧,作为车辆再生制动时的总吸收装置。
提供车辆再生制动功能而设置,以及满足车辆各种性能试验。
在国外,为减少车载设备,抑制地铁洞内温度的升高,一般在车上不设置全功率电阻制动装置,而在运营线的每个供电所设置一套总的功率吸收设备。
例如日本多摩、东京、大阪轻轨和地铁线路,加拿大多伦多轻轨,意大利米兰3#线地铁均采用线网吸收装置。
国外吸收装置主要采取恒压吸收和逆变吸收两种方式,恒压吸收装置采用斩波器和吸收电阻配合,根据再生制动时线网电压的变化状态调节斩波器导通比,从而改变吸收功率,将线网电压恒定在某一设定值范围内。
逆变吸收装置则是利用电力电子器件构成逆变器,将直流电逆变成工频交流电馈送交流电网。
由于该交流电谐波分量较大,所以必须设置谐波抑制器和功率补偿器。
装置控制部分一般采用单片机系统或用一台工控机实现控制和显示。
装置均以柜式箱体布置,视吸收功率的大小由若干个控制柜组成。
国内目前主要采用恒压电阻吸收装置。
1.1 车辆再生制动技术概述目前城市轨道交通车辆(地铁、轻轨、有轨电车)应用得较为广泛的调速技术主要有直流斩波调压、再生-电阻制动系统,交流变频变压调速(即VVVF系统)、再生电制动系统。
我国北京地铁已采用了上述两种调速系统的电动客车,上海、广州地铁采用VVVF交流调速系统,重庆、武汉、深圳城轨车辆也均采用VVVF交流调速、再生电制动系统。
采用再生回馈电制动方式是现代地铁、轻轨车节能及减少污染的最佳途径。
无论是直流斩波调压车、还是VVVF交流调速车均采用再生回馈电制动方式。
工作原理如下图通常当车辆处于再生电制动时,若电网具备吸收能力,即此时另有其他车辆正处于牵引状况,列车能稳定的再生制动。
而当单列车运行时,此时电网不具备吸收能力,列车只能采用空气或其它机械制动。
因此,解决此状况的方法是在供电站附近设置再生制动吸收设备。
1.2 再生制动能量吸收装置概述牵引电站再生制动能量吸收装置是城轨交通供电控制系统的重要组成部分,对抑制地铁洞内温升、减少车载设备、减小车辆维修量带来了较大的便利。
原地铁、轻轨车辆电制动采用再生制动或再生—电阻制动模式,对于车流密度不大的线路,再生电制动功能得不到充分发挥,造成气制动投入频繁,使得洞内或沿线闸瓦灰尘较多,严重污染环境,且造成地铁隧道内温度不断升高。
为了减少电阻制动逸散在洞内的温度,工程中不得不加大洞内排、通风量或增大空调功率,造成工程建设费用及运营费用昂贵。
再生制动吸收就是在牵引电站设置集中吸收设备,使车辆再生能量消耗在地面空间。
再生制动能量吸收装置工作原理如下图所示:当处于再生制动状况的列车回馈出去的电流不能完全被其他车辆和本车的用电设备所吸收时,能量吸收装置立即投入工作,吸收掉多余的回馈电流,使车辆再生电流持续稳定,最大限度的发挥电制动功能。
通过检测供电电源的外特性及电流的极性可准确地判断能量吸收装置投入工作的时间,检测外特性及电流图示如下。
1.3能量吸收装置的控制及与牵引所的连接1.3.1 能量吸收装置的控制电压:控制电压DC220V;采用蓄电池浮充电供电方式。
1.3.2与牵引所的连接方式:母线或电缆直接相连,装置内设电动隔离开关、电磁接触器及避雷器等。
1.3.3能量吸收装置的投入与分断:1.3.3.1 远程遥控方式:中心控制室控制能量吸收装置的投入与分断。
1.3.3.2 除远程遥控外,本地也可以直接控制能量吸收装置的投入与分断。
1.3.4 监控要求:当地计算机显示屏上应能完整的显示能量吸收装置的工作状况:如待命状况、吸收工作状况、故障和主要开关的工作状态以及直流回路监视,当直流回路故障时装置发出报警信号。
同时,响应综合自动化系统的状态查询,将本地的工作状态上传。
通过触摸屏,可在当地对能量吸收装置的工作参数进行设置和查询显示,如工作电流、电压。
1.3.5 牵引所提供的供电电压及其他控制信号:1.3.5.1电网供电电压:DC750V。
变化范围:DC500V~DC1100V1.3.5.2供电站交流侧电压信号:10kV/100V。
1.3.5.3供电电站直流侧母线直流电流信号:4000A×2/5V×2。
2. 使用环境条件2.1环境温度:-5 ℃~+45℃(室内),-15 ℃~+40℃(室外)。
2.2相对湿度:日平均值不大于95%;月平均值不大于90%(25 C)。
2.3海拔高度:≤1000 m2.4地震烈度:≤8度2.5饱和蒸气压:日平均值不大于2.2×10-3Mpa,月平均值不大于1.8×10-3Mpa3 主要技术指标3.1装置主要技术参数3.1.1再生制动能量混合吸收设备技术参数功率:20s短时功率:2500 kW 20 s 周期120 s额定工作电压: DC750V;允许电网电压波动范围: DC500V~900V;最高电压不超过1000V额定吸收电流:1150A短时电流:3200A/20s;峰值电流:5000A电网电压恒定平均吸收控制值: 850V~900V;工作制:间歇工作制3.1.2电阻吸收部分主要技术参数短时吸收功率为2500kW 20s 周期:120s短时吸收电流为3200A/20s转换判断电压:830V~900V(可调)电阻持续发热功率:300kW斩波器单相工作频率:200Hz斩波器合成工作频率:600Hz3.2辅助电源电压DC220V(控制、保护和信号回路),在上述数值的80% 120%范围内各种电气设备动作准确可靠。
AC220V,供柜内照明、防潮加热用。
4 产品性能说明4.1本设备电气原理为四相斩波调阻系统,每相功率器件采用3300V/1200A IGBT。
4.2吸收电阻➢电阻: 0.18Ω,每相电阻:1.10Ω(6相);➢每相短时功率:264 Kw➢每相持续功率: 50 Kw➢冷却方式:自然冷却;➢材料: Ni-Cr非磁性电阻带。
➢电阻器组件采用无骨架长波型电阻元件,每一支路电阻由n个电阻器组件串并联组合。
4.3设备的控制、保护及信号4.3.1 控制:系统控制采用双微机控制方式,上位机为管理机由一台32位控制机组成,下位机为控制机由一台16位单片机构成。
上位机承担系统的人机交互、数据采集和存贮,并且是整个系统的通讯中枢。
能自动记录各种牵引、制动电压,电流及吸收电流曲线等,能通过通信接口与变电所综合自动化系统连接,对吸收设备实行远程监控,通过系统自带的触摸液晶显示屏,可进行参数的设置、命令输入等工作。
下位机主要执行逻辑判断、斩波器投入条件判断、自动调节等功能。
系统根据交、直流电压的变化及受流轨电流的极性进行综合判断,在确定在线车辆已处于再生制动状况后,开通各相斩波器。
根据线网再生反馈电流的大小,自动调节斩波器的导通角,改变各相电阻等效阻值,实现吸收功率平衡,稳定线网电压。
当车辆由再生电制动转为其它工况运行时,经系统判断,自动关断各相斩波器,使吸收设备处于待命状态。
4.3.2 保护:系统具有过压、过流、过热、短路欠压等保护。
故障必须经人工判断处理后,设备才能再投入工作。
上述故障均为电子快速保护。
设备具有对控制电源的监视功能,当直流控制电源发生故障时,系统迅速切断线路接触器,通过硬接点向综合自动化发出故障报警信号。
4.3.3 信号设备通信采用光纤RS485口(带光/电隔离)与变电所综合自动化系统接口,实现远程遥控、遥信。
系统两级计算机均与变电所综合自动化系统的时钟同步,时标精确到毫秒级,对时方式为软件对时,对时精度为1毫秒。
所有故障信息的上报均带时标,有利于故障现象和故障原因的分析。
制动能量吸收装置作为在线车辆再生电制动,且其能量不能被其它用电设备或车辆消耗时,通过线网由制动能量吸收装置消耗该部分的能量,根据吸收功率的大小自动调节导通比,维持线网电压恒定。
吸收装置在车辆处于启动、加速、惰行、停站或线网无车辆运行时,不得投入工作。
吸收装置具有远地和当地控制功能,具有监控系统,同时还具有各数据处理、数据传输等功能。
5.原理及操作介绍5.1系统原理及组成(主电路原理见附图1所示)。
主电路由电动隔离开关(QS)、线路接触器(KM1)、滤波装置、吸收电阻(RZ1~RZ4)、IGBT斩波器(VT1~VT4)、续流二极管(VD1~VD4)、电流电压传感器(SA1~SA5,SV1~SV2),微机控制系统(A7),支路快速熔断器、支路故障隔离开关(QS1—QS4)、温度传感器及避雷器等构成。