城市轨道交通牵引供电系统新发展课件

1、城市轨道交通牵引供电新发展,2013年11月,城市轨道交通牵引供电系统新发展,1,供电系统概述,My world the Midea Future,地铁牵引供电,有轨电车牵引供电,南车株所整体解决方案,城市轨道交通牵引供电系统新发展,2,6个城市已运营里程超过100公里,还有11个城市已运营,11个城市正在建设（除已营运的城市,22个城市尚在规划,我国城市轨道交通发展概要,国内城市轨道交通建设投入在每公里4亿元左右 ，20102020年这10年间我国计划修建6000公里，由此预测城市轨道交通市场规模在2.5万亿元左右。 供电系统市场总额：900亿,城市轨道交通供电系统概述,城市轨道交通牵引供电

2、系统新发展,3,供电服务,故障保护、自救,调度、计量及显示,供电系统基本功能,城市轨道交通供电系统概述,城市轨道交通牵引供电系统新发展,4,安全性,可靠性,经济性,系统基本要求,城市轨道交通供电系统概述,城市轨道交通牵引供电系统新发展,5,外部电源,主变电所或电源开闭所,牵引供电系统,系统基本构成,动力照明系统,杂散电流腐蚀防护系统,电力监控系统,城市轨道交通供电系统概述,城市轨道交通牵引供电系统新发展,6,供电系统概述,My world the Midea Future,地铁牵引供电新技术,有轨电车牵引供电,南车株所整体解决方案,城市轨道交通牵引供电系统新发展,7,第 8 页,2.1 牵引供

3、电系统基本构成,地铁牵引供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,8,第 9 页,Page 9,2.2 紧凑型直流开关柜,地铁牵引供电系统,结构简单紧凑、占地面积小,城市轨道交通牵引供电系统新发展,9,第 10 页,2.3 整流器的优化,2台6脉波整流器等效12脉波,2台12脉波整流器等效24脉波,2台24脉波整流器等效48脉波,谐波特性进一步优化；单台故障时仍可保持24脉波,地铁牵引供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,10,第 11 页,2.4 路边储能站,地铁牵引供电系统,Page 11,对于直流牵引供电系统，利用超级电容或飞轮储能装置，在两个距离不远的牵引变电所之间构建一个储能站，

4、取代原来的变电所,城市轨道交通牵引供电系统新发展,11,谐波特性不佳 直流电压不可控 制动能量不能充分利用,Page 12,2.5.1既有多脉波整流系统的不足,地铁牵引供电系统,2.5 制动能量再利用,城市轨道交通牵引供电系统新发展,12,制动能量处理方式： 能量消耗型 能量储存型 能量回馈型,Page 13,地铁牵引供电系统,2.5.2 制动能量处理基本思路,2.5 制动能量再利用,能量处理装置安装地点： 车载型 地面型,城市轨道交通牵引供电系统新发展,13,明电舍 庞巴迪 西门子,地铁牵引供电系统,2.5.3国外公司在牵引供电领域的研究,2.5 制动能量再利用,Page 14,城市轨道交通

5、牵引供电系统新发展,14,储能处理方案 高压回馈方案 低压回馈+能量消耗方案 高压回馈+车载储能方案 全PWM整流器+车载储能方案 混合能馈方案,Page 15,地铁牵引供电系统,2.5.4能馈式供电系统的主要方案,2.5 制动能量再利用,城市轨道交通牵引供电系统新发展,15,Page 16,现有经济技术条件下，高压回馈和混合能馈是优先方案,地铁牵引供电系统,2.5.5 能馈式供电方案对比,2.5 制动能量再利用,城市轨道交通牵引供电系统新发展,16,供电系统概述,My world the Midea Future,地铁牵引供电新技术,有轨电车牵引供电,南车株所整体解决方案,城市轨道交通牵引供

6、电系统新发展,17,4个城市已运营,20个城市正在规划建设,3.1 有轨电车交通发展概况,已运营及规划城市：24个城市 规划线路：50 多条，每条线路平均里程为30公里，每条线地面供电系统投资：60009000万元。 地面供电系统总市场容量将：3045亿元,有轨电车供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,18,3.2 有轨电车发展条件,第 19 页,有轨电车供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,19,共享路权 供电系统方案多样化，国内无标准 多采用直流供电 一般采取箱式变电站集成化设计,有轨电车供电系统,3.3 有轨电车供电系统特点,城市轨道交通牵引供电系统新发展,20,有轨电车供电系统

7、,3.4 有轨电车供电制式,城市轨道交通牵引供电系统新发展,21,有轨电车供电系统,3.4 有轨电车供电制式,城市轨道交通牵引供电系统新发展,22,供电系统概述,My world the Midea Future,地铁牵引供电新技术,有轨电车牵引供电,南车株所整体解决方案,城市轨道交通牵引供电系统新发展,23,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,地铁供电系统,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,城市轨道交通牵引供电系统新发展,24,系统原理图,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,25,产品分布,整流器,直流开

8、关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,26,系统原理图,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,27,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,武汉 武汉南车基地,杭州 杭州南车基地,宁波 宁波南车基地,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,28,系统原理图,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,29,整流器,直流开关柜,能量回

9、馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,北京 北京地铁14号线,株洲 磁浮试验线,昆明 昆明南车动调基地,广州 广州地铁四号线,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,30,系统原理图,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,31,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,长春 长春客车厂,天津 天津南车基地,上海 上海磁浮线,杭州 杭州南车基地,宁波 宁波南车基地,泉州 泉州北车基地,广州 广州地铁6号线,铺镇 铺镇厂,株洲 株机公司,南京 南京,唐山 唐客厂,地铁供

10、电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,32,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,33,整流器,直流开关柜,能量回馈装置,能量吸收装置,GIS开关柜,整流变压器,指定变压器厂商合作开发,整流变压器,能馈变压器,地铁供电系统,城市轨道交通牵引供电系统新发展,34,超级电容有轨电车供电系统,成套充电装置,城市轨道交通牵引供电系统新发展,35,超级电容有轨电车供电系统,车辆条件,选用现代储能式有轨电车，采用车站充电。车载储能介质为超级电容，车辆主要技术参数如下： 1. 最高运行速度：70km/h 2. 供电电压： D

11、C 750V 3. 电压波动范围 ：DC 500 900V 4.编组,开通年至近期：4模块列车,远期：6模块列车,城市轨道交通牵引供电系统新发展,36,超级电容有轨电车供电系统,车辆条件,车载储能单元主要技术参数,4模块列车，3组储能单元；6模块列车，4组储能单元。有轨电车牵引传动系统正常情况下车载储能装置的工作电压不低于500V，紧急情况下牵引可以不低于450V。 4模块列车的充电电流允许峰值为2700A,城市轨道交通牵引供电系统新发展,37,超级电容有轨电车供电系统,主 回 路 示 意 图,城市轨道交通牵引供电系统新发展,38,超级电容有轨电车供电系统,设备布置图,10kV开关柜,整流变压

12、器,整流调压充电装置,交直流屏,动力变压器,交直流屏,10kV开关柜,整流变压器,整流调压充电装置,上网隔离开关,0.4kV开关柜,预留空间,俯视图,正视图,城市轨道交通牵引供电系统新发展,39,超级电容有轨电车供电系统,主要控制要求： 快速充电策略（恒流/恒压） 接触网电压安全防护 抑制燃弧策略,充电站,车站,车辆,接触网,直流电缆,受电弓,接触网电压信号,电压传 感器,V,城市轨道交通牵引供电系统新发展,40,试验资源,铁道部产品质量监督检验中心牵引电气设备检验站 株洲变流技术国家工程研究中心实验中心 中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可实验室 机车和动车组牵引与控制国家重点实验室

13、中铁铁路产品认证中心（CRCC）签约实验室,公司资源简介,城市轨道交通牵引供电系统新发展,41,生产制造资源,轨道交通制造基地,河西工业园制造基地,功率半导体器件生产基地,厂房使用面积33266m2，以双极型功率整流管、晶闸管、GTO、IGCT生产为主，同时建有国内第一条大功率IGBT的封装制造基地,厂房使用面积38850m2，以国家干线铁路和城市轨道交通用的各种功率变流器、电子控制产品、插件、屏柜生产为主,厂房使用面积12718.8m2，以工程机械控制及网络系统、中小功率变流器生产为主,厂房使用面积3000m2，以城轨地铁主辅变流器、网络控制系统为主,沈阳制造基地,公司资源简介,城市轨道交通牵引供电系统新发展,42,生产制造资源,SMT生产线,变流器生产线,功率半导体器件生产线,插件组装生产线,具备年生产控制插件60万块、电力机车牵引及控制系统1000台套、城轨40列、动车60列、铁路工程养路机械200台套、安全监控装置3000台套的生产能