地铁车辆辅助供电系统分析研究

地铁车辆辅助供电系统浅析

摘要：辅助供电系统是地铁车辆的重要组成部分，为列车的牵引、制动、照明、空调通风、空压机、信号等设备提供电源。本文以苏州五号线为例介绍了辅助供电系统及其供电分配，并对不同的供电方式进行对比，得出了相应的结论。

关键词：辅助供电；供电分配；母线；负载

1.绪论

辅助供电系统，简称辅助系统，主要功能是将电网提供的直流电源转换为三相交流电压和蓄电池充电电压。三相交流电压向列车的辅助系统供电，例如空调、电热，空压机和照明系统。蓄电池充电机向蓄电池充电、并向直流输出回路供电。直流输出回路的负载在辅助系统故障而无法运行时，由蓄电池进行供电。辅助电源箱内部将AC380V转换成DC110V，主要给照明、控制电路、列车网络系统、车载信号设备、及视频监控系统等提供直流电源。近年来，我国北京、上海和苏州等城市的城市轨道交通车辆上，辅助电源均采用了静止式辅助逆变电源，这种辅助逆变电源的优点是输出电压的品质因数好、电源使用效率高，工作性能安全可靠。

2.辅助供电系统介绍

2.1.主电路介绍 地铁车辆一般为六编组车辆，编组方式TC1-Mp1-M1-M2-Mp2-TC2，TC车是带司机室的拖车，Mp车无司机室带受电弓的动车，M车不带司机室且不带受电弓的动车，Tc车是带司机室的拖车。

Mp车从接触网经受电弓获取1500V直流高压电向设备高压供电。高压电源主要用于列车的牵引动力设备和静止逆变器。受电弓从接触网吸收电能用于向列车供电，在列车每个单元的Mp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Mp 车牵引箱中各设了一个1500V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

图一

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。静止辅助逆变器通过高压列车线供电，将其转换为380V中压交流电，然后再通过交直流逆变转换成110V低压直流电对控制设备供电，主电路图如图一所示。

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地铁车辆智能化系统应用浅析

作者：朱宏飞

来源：《科学与信息化》2018年第12期

摘 要 针对地铁车辆运行的安全风险，合理的选用地铁车辆智能化系统，采取针对性的防控措施，可有效提升地铁车辆运行安全性。目前地铁车辆智能化系统在实际应用中还并未十分成熟，本文将对地铁车辆智能化在实际应用中的一些问题进行浅析。

关键词 智能轨道交通；在线监测；大数据分析；状态修

1 综述

随着城市轨道交通的快速发展，地铁日趋成为人们出行不可或缺的交通工具，但是，由于地铁同时具有封闭性强、起停频繁、应急疏散难度大等固有特点，地铁车辆作为运送乘客的主要载体，对其自身的可靠性及维修保障工作提出了非常高的要求。针对地铁车辆运行的安全风险，合理的选用在智能化的线监测系统，收集分析各核心部件的运行状态，采取针对性的防控措施，可有效提升地铁车辆运行安全性。但目前厂商对业主的真正需求并不十分了解，还存在着一定的问题值得双方共同研究完善。

2 系统概述

2.1 系统组成

列车的智能化管理系统主要由两部分组成：车上数据采集管理系统和地面专家系统。智能化系统独立于TCMS，能够和PIDS系统共同使用网络，其主要作用为对列车上的关键部件进行实时监控，实时记录并上传包括车门、走行部、受电弓、牵引、制动、火灾报警等的运行状态相关数据、故障相关数据以及预报警数据。这些数据再通过无线公共网络或LTE通道传输到维修基地的相关设备及线网控制中心中。

智能化地铁车辆管理系统功能通过网络传输及数据存储实现，其中网络主要包括两部分：第一是车载网络，其作用是实现列车与地面之间的信息传递和数据传输，通过车载网络将列车上的实时数据传输到地面；第二是地面网络，其作用是通过地面的服务器在地面维修中心由管理人员对上传过来的数据对列车进行综合性评估，从而发现列车中的故障或潜在故障，做出相应的报警或预报警处理。车载以太网络主要由列车各子系统智能化检测设备、以太网交换机、数据记录仪、网络智能控制单元、车载无线数据传输网关及LTE综合承载网络组成，列车级骨干网为千兆以太网，各车厢为百兆以太网。

城轨车辆辅助供电方式应用研究

城轨车辆的运行动力主要来自电能，车辆内部的供电系统需要时刻处于稳定可靠状态，城轨列车才能一直正常运行。供电系统分为主电路和辅助供电回路等，其中在辅助供电方面，设计人员可设计多种辅助供电方式，完成供电工作。这些辅助供电方案各有优缺点，工作人员还应对比这些方案，选择最佳辅助供电方式。

标签：城轨车辆;辅助供电方式;应用

在执行辅助供电时，工作人员应了解辅助供电系统的运行原理，应熟悉该系统中的各种设备设施，还要将其与主电路等联系起来，使其能灵活可靠供电。辅助逆变器是辅助供电中的常见设备，在供电中，其可能会出现故障，工作人员应考虑到这种问题，选择相关的供电方式来解决此问题。供电方式有并网供电、扩展供电、集中供电等，几种供电方式可单独运行，也可混合起来，共同完成供电工作。本文主要针对城轨车辆辅助供电方式的应用进行研究。

1 城轨车辆辅助供电影响因素

在城轨车辆辅助供电中，除了辅助逆变器故障会对辅助供电造成影响外，中压母线及负载故障也会影响供电输出。在辅助逆变器故障分析中，工作人员需要确从扩展供电和并网供电方式中选择最佳方式，来规避设备造成的影响。如果选择扩展供电方式，则要使其处于集中供电状态，如果选择并网方式，则要使其处于分散供电状态，如果采取二者结合的方式，也要使其处于分散供电状态[1]。这三种方案各有优缺点，操作要求不同，布设也不同。各方案对比表对下表1所示，在辅助供电方案制定中，其还要解决中压母线接地故障。经研究，第三种方案优势较大，劣势较少，其在城轨车辆辅助供电中的应用最为广泛。

2 城轨车辆辅助供电方式应用

第三种方案主要为“分散+并网+中压母线接触器”供电方式。在这种方案中，需要将辅助逆变器安装在TC车和MP车上，该设备主要对整列车进行辅助供电。如果其中一车上的设备出现故障，技术人员需要根据故障现状，及时处理该故障辅助逆变器，使其输出端的接触器脱离设备，还要使设备与三相母线分别处于单独设置状态，这不会对其他辅助设备造成干扰[2]。技术人员还要对列车的交流负载及供电需求量进行计算，如果负载过大，还需要切除部分负载，使其不会降低其他三台辅助设备的供电能力。如果列车中出现两台故障状态的辅助设备，技术人员则需要切除输出器和一半制冷器，使剩余的两台辅助设备容量满足列车供电要求。如果列车出现中压母线接地故障，则要使该线路与辅助设备处于隔离状态，两者的接触器处于断开连接状态。

城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术

随着城市化进程的加快，城市交通问题日益突出，如何解决城市交通拥堵、污染等问题成为城市发展的重要课题。城市轨道交通作为城市快速、高效、环保的交通方式，受到越来越多城市的关注和推崇。而城市轨道交通的电客车辅逆系统及辅助供电技术更是其重要组成部分，对城市轨道交通的正常运行和提高运行效率具有重要作用。

一、电客车辅逆系统

电客车辅逆系统是指在轨道交通中，通过将电动机逆变，将电能转换成换流电能，从而将对电网的负载反馈到电网中。电客车辅逆系统实现了对电网的有功和无功功率的要求，大大提高了电网的利用率，优化了电力系统运行的效率。电客车辅逆系统具有以下特点：

1、节能减排：通过电客车辅逆系统，可以将电网中的电能进行有效的回馈和利用，节约能源资源，减少能源浪费，减少对环境的污染。

2、提高电网稳定性：由于电客车辅逆系统能够将电能进行有效地回馈到电网中，可以对电网的电力负荷进行平衡，优化了电网的运行效率，提高了电网的稳定性。

3、降低运行成本：电客车辅逆系统的运行能够减少对传统的发电设备的依赖，减少了电网的运行成本，降低了城市轨道交通的运营成本。

二、电客车辅助供电技术

为了确保城市轨道交通的正常运行和安全性，电客车辅助供电技术是必不可少的。电客车辅助供电技术是指在电客车行驶过程中，对电能进行有效的供电，保障电客车的正常运行，并且在特殊情况下实现对电客车的辅助供电。电客车辅助供电技术具有以下特点：

1、提高电客车的牵引性能：在额定运行区间内，利用电客车辅助供电技术可以提高电客车的牵引性能，实现电客车的高速、高效、稳定运行。

2、保障电客车的安全性：电客车辅助供电技术能够及时对电客车进行有效的供电，保障电客车的正常运行，并且在紧急情况下提供备用电源，确保乘客的安全。

3、提高运行效率：电客车辅助供电技术可以对电客车的供电进行有效的管理和控制，优化了电客车的运行效率，提高了城市轨道交通的运输能力。