基于直流配电与控制的城市轨道交通照明设计与应用

苏州轨道交通5 号线正线采用基于直流配电与控制的智能照明系统,用直流为LED 灯具供电。阐述采用直流供电的背景原因及应用方案,将高频开关可控整流电源模块作为直流电源,选用IT 接地系统。根据整流电源模块的输出特性,制定一种基于曼彻斯特编码规则的调光协议,通过直流低频载波通信方式进行指令传输,对灯具进行控制。提出一种以小容量整流电源模块为电源的配电系统短路故障保护方式。通过分析直流电对线缆绝 缘空间电荷的影响,表明低压直流配电选用常规交流线缆产品可满足线缆绝缘安全的要求。在地面站阳澄湖南站的屋顶设置一套小容量分布式光伏发电系统,将直流并网至车站直流照明微电网,实现多端口再生能源接入系统应用。苏州地铁5 号线已于2021 年6 月通车运行,目前直流照明系统运行平稳。     

LED平面光源照明灯具在地铁车辆上的应用

介绍了LED照明灯具的优点,针对"满天星"LED平面光源照明灯具在地铁车辆上的应用,从灯具布置、供电方式、安装及接线、照度模拟分析等方面进行了详细阐述。     

城市轨道交通全直流照明系统设计探讨

针对目前LED照明灯具内置整流器存在效率低、谐波含量高、电解电容易损坏的缺点,讨论在城市轨道交通中使用全直流照明系统的可行性。结合城市轨道交通的特点,直流照明系统的电压建议为220V,通过验算末端电压损失,证明更低电压虽然安全性更好,但难以满足轨道交通的实际需求。有两种可行的整流方案,一种是在变电所集中整流,另一种是分散整流,对这两种方案的用房和造价进行对比分析,研究认为基于当前的现状考虑,配电室及应急照明电源室分散整流方案是一种比较好的过渡方案,此方案被接受后,再过渡到变电所内集中整流方案。     

LED综合节能照明装置在地铁工程中的应用

以深圳地铁2号线工程为例,讨论发光二极管(LED)综合节能照明装置的使用范围、类型参数、技术要求、控制方式,分析异型LED照明装置的布置情况,并对其节能效果进行评估。结果表明,单套LED综合节能装置能接收欧洲安装总线(EIB)控制系统的带有数字可寻址灯光照明接口(DALI)的调光信号,单灯具备可连续调光功能,可使整个车站根据不同模式及运营需求进行整体调光,具有明显的节能优势,且不会降低使用要求。     

以LED为光源的高速动车组智能照明系统的研究与应用

在介绍LED调光方式的基础上，分析以LED为光源的高速动车组智能照明系统组成和拓扑图。从照明灯亮度和色温、照明灯色彩、照明灯到站提醒、卫生间照明等方面，详细阐述智能照明系统在高速动车组上的应用。智能照明系统具有节能，营造舒适、美观环境，人性化，灯具寿命长，管理方便，能与其他系统实现联动等特点。与手动调光比较，智能照明系统节能比例达到44.6%。     

城市轨道交通供电系统谐波渗透分析

城市轨道交通供电系统可以划分为外部电源、中压供电网络、直流牵引供电系统和动力照明供电系统等部分。轨道交通外部电源一般均取自城市的公共电网,通过集中供电或分散供电方式,将电能传输至各车站（区间）变电所。城市轨道交通牵引供电系统多采用等效24脉波整流机组．是主要的谐波源,而动力照明供电系统为第二大谐波源。     

有源功率因数校正技术在车辆照明中的应用

上海轨道交通1号线DC·上海轨道交通1号线DC01型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路。由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰。针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计。通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路。实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的。型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路.由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰.针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计.通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路.实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的.     

基于现行规范的地铁应急照明设计探讨

针对应急照明现行规范在地铁上的设计差异及争议,通过对集中电源、区间疏散照明的配电方案进行对比分析;对电压偏差、应急照明照度的取值、公共区备用照明、区间方向标志灯、吊装标志灯等设置等进行分析探讨,提出目前应急照明设计的一些具体方案及做法。对于集中电源的配电,建议根据消防负荷分布选择在车站两端设置消防小动力箱或疏散照明双切箱;消防应急灯具端子处电压偏差可按额定电压的20%核算;区间疏散照明建议选用10 W灯具,按10 m间距布置;公共区备用照明和吊装标志灯的设置,建议根据当地消防和运营要求决定;各场所的疏散照度值建议按较大值执行。     

地铁工程采用光导照明系统的可行性研究

研究目的:目前国内地铁普遍采用电力照明,即使采用高效节能的灯具,也会产生能源的大量消耗,增加空调负荷,排放二氧化碳,不能从根本上解决节能环保问题。寻求利用自然光进行照明的研究是十分必要的。研究结论:通过研究分析表明,光导照明系统比电力照明更节能、更环保、更安全,能够带来可观的社会和经济效益,可以有效地减少白天的照明电耗;充分利用太阳能,做到了零碳排放;在地铁工程中采用光导照明系统是可行的,值得加以推广应用。     

公路隧道照明设计中几个问题的探讨

照明设计是公路隧道设计中的一个重要环节，它与行车舒适度、隧道投资关系密切。本文通过对照明区段的亮度取值、照明计算方法、照明灯具布置等几个问题进行探讨，并附以算例进行说明。     

郑州地铁1号线车辆选型

介绍郑州地铁1号线车辆的总体设计情况,包括车体、转向架、车门、空调及采暖通风、制动系统、牵引系统、内装方案及车载通信系统等车辆关键部件的选型设计。该方案的技术特点和科技创新主要包括:轻量化全焊接铝合金车体、成熟可靠先进的转向架平台、车体C型导槽+悬挂座方案、双冗余方式的车门控制、制动电阻地面化设计、4台辅助逆变器并网供电、集中供电的LED照明系统、高效节能型环保空调等。     

直流远供电源在既有铁路GSM-R改造工程的应用研究

既有铁路GSM-R改造工程区间采用光纤直放站、分布式基站进行弱场覆盖,如何低成本、高可靠的解决区间设备供电,确保铁路移动通信安全运行是需要重点研究的课题。直流远供电源系统将车站机房内高频开关电源经局端设备升压后通过供电电缆远距离供给区间通信设备,可满足区间设备I级负荷的供电需求,具有安全性好、可集中监控和管理、便于维护、降低建设成本的特点,是解决既有线GSM-R改造工程中区间设备的供电问题的有效手段。     

智能照明控制技术在工业厂房照明系统中的应用

研究目的：针对整备库原照明系统无法根据生产需要进行控制，致使电能严重浪费的现象，力求采用计算机控制系统，达到单灯控制、场景设置、时钟设置的目的。研究方法：通过明确需要解决的问题，进一步分析智能照明控制技术的工作原理，进行方案比选和方案改进。研究结果：在不改变既有配电线路的情况下，实现了对每盏灯的独立控制，完成了照明系统由“人控”向“机控”的转变，达到了最佳节能效果。研究结论：大量采用单片机技术，可减少电线路的敷设数量，降低成本，还可显著提高系统运行的可靠性；在灯具的控制电路中，取消传统的继电器，采用无机械触点的固态继电器，可使其寿命长、维护简单；智能照明控制系统适用于既有库的照明设施改造。     

大功率LED节能灯在铁路灯桥灯塔应用研究

铁路灯桥灯塔应用的传统照明灯具（如金属卤化物、高压钠灯）耗电量大，使用寿命短，维护成本很高。为解决此问题，本文研发150W左右LED节能灯，以400W金卤灯为改造单元，在同等照度、亮度条件下，达到节电60％以上。     

地铁车辆能耗监测系统的设计

文章介绍了地铁车辆能耗监测系统的设计要求、设计方法、结构特点。该设计通过对元器件的选型、电路的优化设计、印刷板的合理走线布局,重点解决了地铁车辆直流电能量的采集计量问题,并通过试验等手段对研制的产品进行了验证并已成功装车运行。结果表明：新研制的地铁车辆能耗监测系统结构合理、性能可靠、精度高,电磁兼容性好,能满足地铁车辆的电能采集、数据存贮、显示及其通信等要求。     

一种新型牵引供电网构想

在深入分析我国电气化铁路单相工频交流牵引供电网目前存在的主要问题的基础上，提出了用高压直流牵引供电网集中解决这些问题的构想，较系统地阐述了这种牵引供电网电压等级的选择、整个供电系统的基本结构、卓越的技术经济性能、面临的历史条件、需要解决的关键问题等。初步得出了这种牵引供电网比现在干线铁路上使用的任何一种牵引供电网性能更好，而其建设投资更少的结论。     

一体式整流斩波充电装置在智能轨道快运系统的应用

目的：为满足智能轨道快运系统大功率充电需求，提出一种智能轨道快运系统充电装置的新型结构，其能满足在一体化智能箱式充电站内的安装，避免在乘客站台安装带来的噪声和接口等问题。方法：智能轨道快运系统快速充电装置结构包括输入侧交流断路器、预充电回路、网侧滤波回路、PWM(脉冲宽度调制)整流回路、Buck直流变换回路和直流侧滤波回路；PWM整流实现交流到直流功率变换；直流Buck变换实现直流电压输出满足智能轨道快运系统车载储能元件充电的恒压、恒流及恒功率的充电模式；预充电路减少系统工作时的合闸冲击；网侧滤波减少了注入电网的谐波电流；直流侧滤波采用电感L和电容C组成低通滤波器来滤除高频分量输出，减少纹波电流输出到储能介质。结果及结论：通过仿真、选型计算的充电装置采用双环控制提高了系统的动态性能，有源阻尼技术有效抑制了谐振，正反转双序锁相环实现了网侧适应性控制、系统控制及保护对Buck和PWM整流进行控制，实现输出的恒压及限流控制。充电装置已经成功应用于株洲智轨一期工程项目，项目通车验证了充电装置能够安全、高效地给智能轨道快运系统车辆充电。     

基于高压直流输电的新型电气化铁道供电方法

针对传统牵引供电网存在的功率因数低、谐波含量高、网压不足、电能损耗大等能效问题,提出了一种基于高压直流输电的新型电气化铁道供电方法。在对传统牵引网能效问题解决方法进行分析的基础上,构建了基于高压直流输电的交流牵引供电网和直流牵引供电网两种系统拓扑。利用最近电平逼近技术对牵引网谐波含量进行了分析,论述了功率控制解耦技术的动态调节原理,研究了直流环节对牵引网的谐波含量和能量损耗的改善,比较了两种新型牵引网系统拓扑的优势和实现的可能性。     

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究全文替换

在“双碳”政策背景下，各行业向低碳绿色可持续发展转型。为解决目前城市轨道交通牵引供电系统整流机组二极管不可控、无法动态调配系统能源、不能实现能源高效利用的问题，柔性直流牵引供电系统应运而生。该系统将双向牵引机组与能源管控系统深度结合，牵引所输出电压及外特性可动态调节，通过能源管控系统对牵引用电潮流进行实时、动态管控，实现对各变电所功率配置及交流网络供电质量的优化，提高直流牵引供电能力，优化系统能耗。本文以北京某在建线路为例，探讨了柔性直流牵引供电系统的工程应用方案，可供相关工程参考。     

地铁无功功率补偿优化策略

目的：为了解决因系统功率因数降低导致的无功返送问题，需研究地铁无功功率补偿优化策略，重点研究地铁牵引供电系统在集中式无功补偿背景下的SVG(静止无功发生器)容量设计问题。方法：以广州某地铁线路为例，在该地铁线路运营初期，对某牵引降压混合所(以下简称“牵混所”)整流机组高峰时段和低谷时段的负荷过程进行实测分析。基于城市轨道交通直流牵引供电仿真平台及列车实迹运行图，通过交直流交替迭代潮流计算，将该牵混所整流机组负荷过程的仿真结果与实测结果进行对比，验证了所提算法的有效性。在满足PCC(公共连接点)处功率因数要求的前提下，提出SVG无功补偿容量设计方法。综合考虑测试线路初期、近期、远期行车计划，对该线路每个时期的高峰、低谷及非运营时段进行供电仿真，并计算所需补偿的无功功率。根据无功补偿优化策略，给出SVG的安装容量。结果及结论：算例线路中主变电所MSUB2左变压器35 kV侧SVG所需补偿的无功功率最大值为7.19 Mvar,其右变压器35 kV侧SVG所需补偿的无功功率最大值为2.81 Mvar。考虑10%左右的裕度，对SVG进行设备选型，则MSUB2的左、右变压器35 kV侧SVG的安装...