城市轨道交通车辆辅助供电系统研究及其发展趋势

城市轨道交通车辆辅助供电系统是保障列车安全稳定运行和乘客出行体验的重要装置。针对传统工频隔离型辅助供电系统装置体积和重量大的缺点,提出了一种前级采用串入并出Boost级联LLC(电感-电感-电容)谐振变换器,以兼顾宽范围电压输入能力和软开关特性,后级采用三相四桥臂逆变器多机下垂并联控制,以实现集中式供电和带不平衡负载能力的系统架构。此举对城市轨道交通车辆的轻量化设计目标有较大意义。此外,还结合电力电子领域的前沿技术,探讨了未来辅助供电系统的发展趋势及相关的技术难题。     

城市轨道交通车辆制动能量回收系统的储能装置与辅助电源控制研究

针对城市轨道交通车辆制动能量回收系统,设计了能量储存装置与辅助电源对用电器供电的切换系统.以实验室现有的城市轨道交通车辆制动能量回收系统为基础,提出了一种由单片机控制的供电控制系统.从硬件和软件两个方面详细介绍了供电控制器的设计过程,通过试验验证了其具有较高的控制精度和较好的稳定性能.     

城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势

以轻量化为主线,从供电模式、变流器拓扑结构、新器件应用三个方面,综述了城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。随着技术的进步,辅助逆变电源朝着轻量化的方向不断改进:采用并联供电方式替代扩展供电和交叉供电,降低整车电源总容量;采用中频化技术,取消工频隔离变压器,降低体积质量;采用碳化硅(Si C)器件替代Si基IGBT(绝缘栅双极晶体管),减小电感、电容、冷却系统的体积质量。以并联供电、中频化技术、新器件应用为代表的轻量化技术是城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。     

城轨车辆辅助供电系统节能方案研究

随着变流技术、控制技术和计算机技术的发展,城市轨道交通已成为市民出行的主要方式,为了响应国家节能降耗政策,加快建设资源节约型、环境友好型社会,开展城市轨道交通车辆辅助供电系统节能方案研究,对城市轨道交通系统能耗优化具有重要意义。文章通过分析车辆辅助供电系统主电路结构和空调等重要负载供电电路,提出一种基于高频直流斩波降压电源的车辆辅助供电系统优化方案,描述其基本原理,并通过理论计算对优化方案的节能效果进行验证。     

城市轨道交通信号电源系统配置与功能分析

城市轨道交通信号系统是控制列车安全运行的系统,对其供电电源有着更高的稳定要求。信号系统的电源设备包括信号电源屏(含两路输入电源切换装置)、UPS(不间断电源)和蓄电池组,可向信号设备不间断地提供高品质纯净电源。文章简要描述了城市轨道交通信号电源屏的特点、电源屏的基本模块、电源监控组网方式及其电源配置方案与要求。     

城市轨道交通信号UPS电源系统优化配置方案

信号系统是城市轨道交通中的重要系统,为列车安全运行提供强有力保障,而电源设备则需要持续给信号系统供电,以实现信号系统安全、稳定、可持续工作。针对城市轨道交通信号电源设备运行时存在故障频发状况,通过对苏州轨道交通2号线信号电源设备工作原理以及近年来影响较大的信号电源设备故障原因进行分析研究,并结合实际情况,提出信号UPS电源系统优化改造配置方案,从而提高对信号设备供电的安全性与可靠性。     

采用并网供电和高频变流技术的宁波轨道交通车辆辅助供电系统

针对地铁车辆辅助供电系统的冗余性问题,宁波轨道交通4号线和2号线二期工程地铁车辆采用并网供电和高频变流技术,并采用4动2拖6节编组方式,由4台并网供电的辅助逆变器提供AC 380 V交流电源,4台充电机为列车DC110V控制电路和直流负载供电,并为列车蓄电池充电。文章阐述了宁波轨道交通4号线和2号线二期工程地铁车辆供电系统电路组成、原理和特点。并网供电技术的应用可以提高地铁车辆辅助供电系统的冗余性。     

基于TCMS的地铁列车辅助供电系统双母线并网供电控制技术方案

[目的]在目前列车辅助供电系统主流的交叉供电方式及扩展供电方式下,某台SIV(辅助逆变器)发生故障时,将对列车上用电设备的正常运行造成一定程度的影响。并网供电方式作为新兴的控制技术,具有其优越性,应对并网供电控制技术进行深入研究。[方法]以上海轨道交通8号线为例,针对该线第三批次购入列车辅助供电系统响应速度慢、可靠性不高等问题,在第四批次新购入列车的设计上提出了基于TCMS(列车控制与管理系统)控制的双母线并网供电方案。即：在中间车布置4个TLK(并联接触器),将4段单独的中压母线贯通在一起。介绍了该方案下列车辅助供电系统的中压母线结构,分析了SIV内部启动阶段和并网启动阶段的动作时序,阐述了并网供电控制逻辑、SIV启动逻辑和故障保护逻辑。[结果及结论]所提方案的并网时间大为缩短(最短可达2.5 s)。双母线多TLK的中压母线拓扑避免了母线短路导致的系统功能整体失效,提高了列车辅助供电系统的可靠性。基于TCMS控制的并网供电技术有望成为今后城市轨道交通列车辅助供电技术的发展方向。     

城市轨道交通走行轨上牵引电流值的分析

城市轨道交通一般采用直流牵引供电系统,走行轨上最大牵引电流及其持续时间会随着供电区间内牵引列车数的不同而异。本文运用数理统计的方法分析了城市轨道交通走行轨上各种牵引电流出现的概率及其持续的时间,并结合工程实例对走行轨上最大牵引电流的选择提出了建议。     

城市轨道交通供电车间的设计

论述了在设计城市轨道交通供电车间时应注意的事项,比较了城市轨道交通供电车间与电气化铁道供电段在隶属关系、职能及供电方式方面的区别,为供电车间设计的规范化,奠定了基础。     

城市轨道交通弓网系统的受流性能评估

城市轨道交通弓网系统的受流性能是影响城市轨道交通列车供电可靠性和供电质量的关键因素。以欧洲标准体系作为参考,认为评估弓网受流性能最直接的方法是弓网接触力均值、标准差及定位点或两支接触悬挂交叉点处的接触线抬升量,其相关评估可通过弓网仿真或弓网测量得到,城市轨道交通弓网燃弧率测量可作为一种辅助手段,间接反映弓网受流性能。     

城市轨道交通供电系统线间联络环网应用研究

城市轨道交通供电系统一般采用集中供电方式,每条线路设置多个主变电所作为供电电源,并互相支援,以满足供电可靠性。但各城市轨道交通线路经常受土建或主变电所建设进度影响,在开通试运营时存在因供电电源点不足需设置临时电源的问题;同时,随着线网进入网络化运行阶段,亦存在灵活调整线网供电方式的需要。根据城市轨道交通供电系统中压网络一般采用环网接线方式的特点,结合工程实例,分析了在换乘站设置线间联络环网的必要性及可行性,提出了不同建设时序线间联络环网实施建议,分析了基于线网电力调度平台的线间联络环网应用前景。在换乘站设置线间联络环网,为保证在建及后续建设线路按期开通提供了一种临时电源或备用电源的设置思路,也为线网网络化运行提供了多种供电架构及供电方式选择。     

新型轨道交通再生制动能量吸收装置研究

城市轨道交通具有站间距离短、车辆运行密度高等特点,列车在频繁的起动与制动过程中会产生数量可观的制动能量。目前再生制动能量回收较多采用电阻吸收或逆变回馈加电阻的形式,能量回收率和利用率都较低。根据逆变回馈和电容储能的特点,组成逆变+储能的新型再生制动能量吸收装置:直流母线制动电能通过逆变器接入400 V车站低压配电系统,超级电容通过DC/DC双向变换器并联在直流母线上,较平稳的制动功率直接经逆变器给车站负荷供电,较大的尖峰功率由超级电容吸收,再供负荷或车辆起动加速用。根据列车的制动特性,以某地铁线路实际数据为例,计算了列车实际的制动功率和能量,给出了逆变器和储能的功率及容量配置方案。所提方案能够完全吸收利用再生制动能量,且所需储能容量较小。     

城市轨道交通线网规划与牵弓供电制式的选择

对城市轨道交通线网规划中有关牵引供电制式选择的意义、原则进行了阐述;对城市轨道交通牵引供电制式的种类和特点作了简要介绍,分析了城市轨道交通线网的牵引供电制式受各种相关因素影响与制约的程度和状况,提出结合各种主导相关因素进行牵引供电制式的适应性和线网协调性评价的基本思路,为城市轨道交通线网前期咨询工作中因地制宜选择牵引供电制式的方法提供了参考意见。     

城市轨道交通列车再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律仿真分析

当前,城市轨道交通钢轨电位过高引起的钢轨电位限制装置频繁动作、轨旁设备打火、杂散电流泄漏量增大等现象严重,对乘客人身安全及线路杂散电流水平有较大影响,而针对多列车动态运行过程汇总再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律尚待进一步研究.对城市轨道交通供电系统动态运行过程中钢轨电位分布规律进行研究,建立系统供电-回流-列车全模型下钢轨电位动态分布模型.分析了多区间多列车并列动态运行情况下再生制动列车回馈至牵引网功率被其他供电区间列车利用情况下钢轨电位的变化情况.研究分析表明,系统多列车动态运行时,再生制动能量穿越情况对钢轨电位影响较大.     

城市轨道交通双向变流器牵引供电技术的应用

随着全国城市轨道交通线网规模的不断扩大,列车再生制动能量的有效利用问题也日益被关注。宁波轨道交通集团有限公司创新地研发了双向变流器牵引供电技术,该技术将牵引变电所整流机组的整流供电和能馈装置的逆变回馈功能合二为一,通过运营线路挂网试运行、实车测试,验证了双向变流器牵引供电技术优势突出,经济及社会效益亦较为明显。     

AC10型电动列车辅助逆变器故障分析

电动列车辅助逆变器的工作状态除了影响列车的舒适性,还会影响到列车的运营状态.如何保证辅助逆变器的检修质量成了列车设备维护部门关注的重点.介绍了AC10型电动列车辅助逆变器的结构组成及逆变工作原理.分析了辅助逆变器的一起典型故障的原因,并从软件和硬件两方面提出了解决方案.     

固态变压器在城市轨道交通动力照明供电系统的应用

从城市轨道交通动力照明供电系统特征和最新发展需求出发,基于固态变压器控制功能多样、灵活、体积小等优势,设计了基于固态变压器的新型城市轨道交通动力照明供电系统,分析了该供电系统的不同运行模式及固态变压器控制策略,实现了动力照明负荷交直流分区和交直流电源混合供电,并通过仿真验证了该供电系统的可行性与有效性。     

轨道列车辅助变流器供电方式分析

介绍了轨道列车辅助变流器的电路拓扑结构、辅助变流器的供电方式及其未来发展趋势。对传统的工频隔离式辅助变流器和单向DC/DC变换型高频链逆变器的拓扑结构进行了分析比较,得出两种拓扑结构各自的优缺点。分析对比了轨道列车辅助变流器集中供电和并网供电的优缺点。     

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。