城市轨道交通牵引供电系统新发展A

1、20132013年年1111月月供电系统概述1My world the Midea Future.地铁牵引供电2有轨电车牵引供电3南车株所整体解决方案41北京上海广州天津深圳重庆南京长春武汉大连沈阳成都佛山西安苏州杭州宁波昆明哈尔滨青岛合肥郑州南昌长沙福州贵阳东莞珠海乌鲁木齐西宁兰州银川包头石家庄太原洛阳邯郸济南济宁徐州常州芜湖厦门柳州南宁惠州大理唐山鞍山抚顺阜新北京 442公里上海 439公里广州 221.1公里深圳 176.4公里天津 131.4公里重庆 131.1公里已运营在建尚在规划南京 84.8公里长春 48.29公里武汉 56.63公里大连 63.45公里沈阳 49.8公里成都 4

2、0.9公里佛山 14.8公里西安 20.5公里苏州 25.7公里杭州 48公里昆明 25.4公里宁波哈尔滨青岛合肥郑州南昌长沙福州贵阳东莞南宁珠海乌鲁木齐西宁兰州银川包头石家庄太原邯郸济南徐州常州芜湖厦门柳州惠州大理唐山鞍山抚顺阜新济宁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11.1ab供电服务故障保护、

3、自救c调度、计量及显示供电系统基本功能1.2城市轨道交通供电系统概述1ab安全性可靠性c经济性系统基本要求1.3城市轨道交通供电系统概述1ab外部电源主变电所或电源开闭所c牵引供电系统系统基本构成1.4d动力照明系统e杂散电流腐蚀防护系统f电力监控系统城市轨道交通供电系统概述1供电系统概述My world the Midea Future.地铁牵引供电新技术1有轨电车牵引供电3南车株所整体解决方案42第 8 页2.1 牵引供电系统基本构成2地铁牵引供电系统第 9 页Page 92.2 紧凑型直流开关柜ABCA：馈线柜B：整流器、进线、负极柜C：馈线柜2地铁牵引供电系统结构简单紧凑、占地面积小第

4、 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2地铁牵引供电系统第 11 页2.4 路边储能站2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，在两个距离不远距离不远的牵引变电所之间构建一个储能站，取代原来的变电所；l谐波特性不佳l直流电压不可控l制动能量不能充分利用脉波数p6122448549次谐波电流最大幅值（%)62.428.411.63.3Page 122.5.1既有多脉波整流系统的不足2地铁牵引供电系统2.5 制动能量再利用制动能量处

5、理方式：n 能量消耗型n 能量储存型n 能量回馈型Page 132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：n 车载型n 地面型n 明电舍n 庞巴迪n 西门子2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 14n 储能处理方案n 高压回馈方案n 低压回馈+能量消耗方案n 高压回馈+车载储能方案n 全PWM整流器+车载储能方案n 混合能馈方案Page 152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Page 16技术方案技术方案回馈电能利用率回馈电能利用率主要缺陷主要缺陷技术成

6、熟度技术成熟度系统成本系统成本储能处理方案储能处理方案完全利用完全利用成本高昂成本高昂已示范应用已示范应用很高很高高压回馈方案高压回馈方案完全利用完全利用添加变压器添加变压器已商业应用已商业应用最低最低低压回馈低压回馈+ +能量消耗方案能量消耗方案部分利用部分利用回馈容量受限回馈容量受限已商业应用已商业应用稍贵稍贵高压回馈高压回馈+ +车载储能方案车载储能方案完全利用完全利用添加变压器添加变压器正待拓展正待拓展较高较高全全PWMPWM整流器整流器+ +车载储能方案车载储能方案完全利用完全利用成本受限成本受限尚待成熟尚待成熟很高很高混合能馈方案混合能馈方案完全利用完全利用仅适用于新造系统仅适用于

7、新造系统正待拓展正待拓展成本适中成本适中2地铁牵引供电系统2.5.5 能馈式供电方案对比2.5 制动能量再利用供电系统概述My world the Midea Future.地铁牵引供电新技术1有轨电车牵引供电3南车株所整体解决方案42北京上海天津深圳大连沈阳宁波哈尔滨珠海抚顺上海 10公里 天津 7.86公里大连 23.3公里沈阳 60公里已运营规划中已有并还在规划4个城市已运营重庆武汉广州苏州太原济南青岛合肥泉州大同本溪烟台北京深圳宁波哈尔滨珠海抚顺重庆武汉广州苏州太原济南青岛合肥泉州大同本溪烟台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

8、 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。3有轨电车供电系统3.2 有轨电车发展条件第 19 页容量五年内近20个城市在规划建设规划线路超过50条，每条平均里程约30公里市场容量30-45亿元成熟度不成熟、市场处于无标准状态、招标要求各异、国内厂商不具备独立投标能力环境地方政府批准即可建造、资质要求低3有轨电车供电系统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3有轨电车供电系统3.3 有轨电车供电系统特点有接触网形式无接触网形式超级电容储能电磁感应第三轨3有轨电车供电系统3.

9、4 有轨电车供电制式指标有接触网无接触网超级电容储能电磁感应第三轨APS城市景观效果差好好好站间距要求无2.5km无无工程实例普遍葡萄牙里斯本暂无波尔多，兰斯，巴黎，迪拜，巴西利亚等技术成熟度相当成熟较成熟试验技术较成熟存在的问题对城市景观有影响，触网结构形式需优化超级电容寿命较短电磁感应存在电磁污染，社会反响可能较大积水、积雪、结冰等情况下，系统可靠性有待提高3有轨电车供电系统3.4 有轨电车供电制式供电系统概述My world the Midea Future.地铁牵引供电新技术1有轨电车牵引供电3南车株所整体解决方案24整流器直流开关柜能量回馈装置地铁供电系统4.1能量吸收装置GIS开关

10、柜整流变压器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4.1沈阳 42台长沙 36台昆明 68台广州 160台深圳 56台杭州 42台北京 56台天津 42台武汉 52台产品分布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4.1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4.1宁波 9台杭州 15台 武汉 1台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4.1系统原理图整流器直流开关柜能量回馈装

11、置能量吸收装置GIS开关柜整流变压器地铁供电系统4.1 广州 1套 株洲 1套 昆明 1套 北京 2套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 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4.1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4.1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 株机公司广州 16

12、套上海 1套泉州 2套长春 3套天津 1套杭州 1套宁波 1套铺镇 1套株洲 1套 南京 南京 唐山 唐客厂地铁供电系统4.1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4.1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4.1超级电容有轨电车供电系统4.2成套充电装置超级电容有轨电车供电系统4.2 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/h2. 供电电压： DC 750V3. 电压波动范围 ：DC 500 90

13、0V4.编组：开通年至近期：4模块列车远期：6模块列车超级电容有轨电车供电系统4.2 车辆条件序号项目参数1最高电压900V2最大持续充电电流600A3电容量40.7F4单体电容容量7000F5单体电容工作时最高电压2.7V6单体电容短时最高电压2.85V7单体电容的串并联数量688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。超级电容有轨电车供电系统4.2DCDCDCDC变压器成套整流调压充电装置上网隔离开关柜充电网

14、10kV开关柜控制信号屏上行充电轨上行钢轨下行充电轨下行钢轨低压开关柜动力变压器主主回回路路示示意意图图超级电容有轨电车供电系统4.2 设备布置图10kV开关柜整流变压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超级电容有轨电车供电系统4.2主要控制要求：n 快速充电策略（恒流/恒压）n 接触网电压安全防护n 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V1试验资源u 铁道部产品质量监督检验中心牵引电气设备检验站u 株洲变流技术国家工程研究中心实验中心u 中国合格评定国家认可委员

15、会（CNAS）认可实验室u 机车和动车组牵引与控制国家重点实验室u 中铁铁路产品认证中心（CRCC）签约实验室4.3公司资源简介2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4.3公司资源简介2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台套的生产能力。 拥有13条专业化变流器生产线，主要从事轨道交通和机车车辆的电气控制装置、变流装置、网络控制装置、安全监控装置、中小功率变流器的专业制造。4.3公司资源简介3市场资源 合作伙伴4.3公