简述某地铁辅助供电系统

简述某地铁辅助供电系统简述某地铁辅助供电系统 本文分析了某地铁列车辅助供电系统电路结构 列车辅助 系统的供电网络分为 辅助逆变器 dc ac 逆变器 蓄电池 充电器 蓄电池 高压母线 中压母线 低压母线 照明设备 与其它必需的辅助设备 继电器 接触器 空气开关 控制器等 并基于 alstom 的设计 对该辅助控制系统的原理及功能 主 要逆变模块绝缘栅双极型晶体管 igbt 模块构成 进行了简单介 绍 随着中国社会经济的发展 城市化进程的加快 随着城市 轨道交通不断的发展壮大 城市轨道车辆的研制与开发也逐渐 各方面所关注 某地铁列车是由南车集团南京浦镇车辆公司与 法国阿尔斯通公司合作生产的地铁车辆 是地铁车辆家族中载 客量最大的一种 也是目前世界先进的 a 型 m 系列 宽体列 车 目前正被南京 上海 新加坡等地多家地铁所采用 以下就某地铁辅助供电系统进行简单分析介绍 系统总体信息系统总体信息 某地铁列车整车分为两个车辆单元共有 6 辆车编组 其中 每个单元由一辆带驾驶室的拖车与两辆动车组成 通常 6 节车 编组排列为 a b c c b a 某地铁列车辅助系统的供电网络 分为 辅助逆变器 dc ac 逆变器 蓄电池充电器 蓄电池 高压母线 中压母线 低压母线 照明设备与其它必需的辅助 设备 继电器 接触器 空气开关 控制器等 高压母线高压母线 2 1 高压配电 高压电源由架空接触网通过受电弓向整个列车高压设备供 电 高压电源主要用于列车的牵引动力设备与静态逆变器 受 流系统从接触网吸收电能用于向列车供电 在列车每个单元的 b 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 b 车牵引箱中各设了一个 1500vdc 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 态辅助逆变器通过高压列车线供电 将其转换为中压然后再转 换成低压 中压母线中压母线 3 1 中压配电 辅助供电系统中的中压母线主要由列车上的辅助逆变器通 过中压母线给列车上所有的交流负载供电 其中每一台静态逆 变器提供一个独立的 3 相电网 分别供本单元的设备 在一个 辅助逆变器发生故障的状况下 可通过 tcms 输出信号控制设 在 c 车的中压连接接触器 mvapk 对整列 6 辆车辅助系统的 负载设备提供一半负荷用电 这时正常的辅助逆变器对整列 6 辆车辅助系统设备供电 此时空调减载运行 每个车的空调一 个保持通风 一个正常工作 低压母线低压母线 4 1 低压配电 dc110v 低压电源主要用于车门 紧急照明 乘客紧急通 风 通信 控制和数据处理 所有的负载根据需要分别由永久 性低压电路和预备低压电路这两条母线供电 每一个静态逆变 器箱体都有防止电流由预置低压线向持久电压线流动的二极管 并防止电流从蓄电池回流 预备低压电路通过断路器或保险丝 为线路提供过电流保护 静态辅助逆变器静态辅助逆变器 5 1 辅助逆变器结构 辅助变流器的主要功能块包括 输入电路三相逆变器 输 出隔离变压器 逆变器输出交流滤波器 冷却系统与电池充电 器 辅助逆变器箱安装于 a 车底架 它由防护等级为 ip20 通 风区域 和 ip55 密闭区域 的不同隔间组成 5 2 辅助逆变器运行原理 当 dc1500v 高压通过牵引箱进线进入辅助逆变器 电子 控制单元使预充电接触器闭合 在输入电压达到 900v 后 主接 触器闭合 而预充电接触器断开 直流线路电压通过输入 l c 滤波器 然后由逆变器控制器采用三相逆变器由 6 只静止开关 构成 它用于将 dc 电压转换成 ac 电压 逆变器系统采用 pwm 脉冲宽度调制 方法进行整形 采取 pwm 脉冲宽 度调节 策略控制逆变器 使变流器十分简单逆变成近似正弦 波的三相对称交流电源 ac 输出滤波器用三相输出滤波器将 pwm 电压方波平滑成 正弦波 经两组独立的三相隔离变压器输出 变压器的第一个 次级绕组通往 400 伏 50 赫兹网络 由于在该绕组中整合了一个 电感器 因此三相 l c 滤波器仅由一个三相电容器构成 三相 隔离变压器线圈输出的是三相四线制 ac400v 电源 容量 230kva 可满足本单元三辆车辅助系统用电 在实际检修作业 中 逆变器将通过本单元 b 车牵引箱的 ies 来完成开箱前的保 护隔离和接地放电 5 3 辅助系统基本功能 逆变器的高压输入端有独立的熔断器 该输入熔断器被安 装在牵引逆变器中 用于保护逆变器前端的线路 dc ac 逆变 器有一个输入接触器 ac dc 整流器 蓄电池充电器 的输入由输 入电流监控保护 逆变器有自关闭和自恢复功能 一旦输入 输出发生突发 事件 它将启动自关闭功能 在输入 输出正常后 它可以自动 的进入到它的工作状态 辅助逆变器有重复启动的功能 辅助逆变器的保护由控制 电子系统控制 在辅助逆变器控制电路中含有各种传感器 其 传出的反馈信号能够使控制电子系统一开始就作用 以便从得 到任何损坏信息的同时保护逆变器 尽可能的维持逆变器的输 出 这就是 遇到许多故障 逆变器能自动地重起动而不需要 驾驶员干预和处理 蓄电池蓄电池 6 1 蓄电池基本要求 列车配有 2 个蓄电池箱组位于 a 车底架下 每个子部件装 有 42 块镍镉蓄电池 蓄电池采用容量 160ah 帅得福碱性蓄电池 电压范围符合 iec60077 额定电压为 dc110 v 直流负载在 77 至 137 5v 可以正常工作 每组蓄电池有两个中央加水系统 蓄 电池安装在不锈钢下部箱体中 二极管设置在静止逆变器的输出端 是为了防止 125vdc 电流逆流向蓄电池 蓄电池能够被位于底架上的低压和中压箱 中的一个手动开关 正负端同时断开 与低压网络隔离 蓄电 池组的电池都以镍镉技术为基础 在两极采用两只 200a 保险丝 bamf1 和 bamf2 保护 和 端子防止过电流 安装在蓄电池架的 温度传感器向辅助逆变器提供温度信息 6 2 蓄电池工作运行 位于每节 a 车蓄电池通过蓄电池充电器充电 如果蓄电池 充电器停止使用 其相应蓄电池就不充电 人工操纵的蓄电池 隔离开关 bis 可以使蓄电池与低压电网隔离 如果列车被唤醒 并且辅助逆变器在工作 就按照如下方式管理失去的 1500v t t0 失去 1500v 失去 400v 230v 正常灯熄灭 应急灯继续亮 着 紧急通风启动 t0 45m 紧急通风切断 a c 单元软件 t0 50m 列车自动被置于休眠方式 应急灯熄灭 供电 50 分 钟时 蓄电池的端电压还必须大于 84 v 对于该情况 如果蓄 电池电压低于 84v 10 分钟的时间后列车自动休眠 如果列车 部分被唤醒 只有蓄电池被唤醒 但受电弓没有提起 10 分 钟后将列车自动休眠 列车照明系统列车照明系统 7 1 司机室照明 司机室照明与客室照明相互独立 照明灯的设置应避免司 机台上出现阴影和产生影响司机视线的反射光 所有设备在驾 驶操纵台上提供的可读信息 比如监视器 速度显示器 量表 等 应该能够容易 清楚地看见 司机室由两盏横向布置的灯 提供照明 这两盏灯由司机台上的一个开关控制 7 2 客室照明 车内乘客照明位于列车顶部天花板 并混合了正常照明和 应急照明的两根纵向光带 每节车厢内的正常照明灯都采用相 同的布置 客室照明配备了 230vac 荧光灯管 在 230v 正常 照明 电压和 110vdc 应急照明 电压正常的情况下 车厢内 的任意一点不得小于 300 勒克斯 司机可通过使用 nlcs 客室灯控制 开关选择灯的模式 他 可通过 手动 位置来打开或关掉客室灯 另外 他可选择 自动 位置使客室灯根据光敏元件 位于司机室前侧外部 接受到的 外部光线的强度自动控制客室灯的开关 7 3 列车头部照明 列车头部照明安装 a 车司机室的前方 由两个头灯和两个 尾灯构成 每侧一个头灯配对一个尾灯 头部照明采用 dc110v dc24v 变换器提供的 dc24v 电源 头灯的设计能够照 亮前方的轨道 司机能够以便司机对线路的了望