现代有轨电车车辆选型之供电制式分析

城轨车辆辅助供电方式比较分析与应用针对目前国内轨道交通领域城轨车辆采用的不同中压供电形式：扩展供电形式、交叉网络供电形式以及并联网络供电形式，通过介绍、分析和比较不同供电方式的特点，确定合理的供电设计方案，提高列车辅助供电系统的可靠性，确保降级工况时列车性能不受影响。

标签：城轨车辆；辅助供电；扩展供电；交叉供电；并网供电引言目前，在国内外轨道交通行业，辅助供电方式主要有三种，分别为扩展供电、交叉供电和并网供电。

辅助供电主要是由辅助逆变器输出交流380V为列车负载提供交流电源。

在国内外的轨道交通行业，早期地铁列车一直采用扩展供电方式和中压交叉网络供电形式（以下简称交叉供电），直到近年来开始采用中压并联网络供电形式（以下简称并网供电）。

采用扩展供电方式的地铁线路主要有天津1号线，采用交叉供电方式的比较典型的是深圳2号线，采用并网供电方式的主要有广佛线。

在长编组多辅助变流器的车辆上采用并网供电，当一个辅助变流器故障时基本不用减载，因此并网供电将成为未来的趋势。

文章将重点介绍这三种中压供电形式技术特点，并进行相关的性能比较和分析。

1 辅助供电系统1.1 辅助供电系统组成列车辅助供电系统主要负责对列车所有中低压辅助设备的供电，是列车最重要的系统之一，其稳定与否将直接影响列车牵引控制系统、空压机、空调等车上重要设备的正常工作。

辅助供电系统包括：辅助逆变器、充电机、蓄电池、高压母线（DCl500V）、中压母线（三相AC380V 50Hz）、低压母线（DC110V）、其他必须的辅助设备（继电器、接触器、空气开关、控制器）等。

1.2 扩展供电扩展供电方式一般在每半列车设置一个辅助变流器，每个辅助变流器为相近的半列车提供交流电源，一旦一个辅助逆变器故障，另一个辅助逆变器将为整列车提供交流电源，同时减载。

扩展供电属于早期车辆采用的供电方式，技术相对成熟。

由于扩展供电技术相对简单，是国外牵引供应商进入国内市场首推的技术，随着技术的革新，扩展供电方式已很少被国外的牵引供应商所采用。

有轨电车供电方式发展研究摘要：近年来，现代化有轨电车快速发展，为人们的交通出行提供了极大地便利。

有轨电车具有运量大、速度快、污染小等优点，供电系统是现代有轨电车的重要组成部分，对于有轨电车的日常运营有着直接的影响，因此结合当前现代有轨电车各种供电方式，选择高效、合适的供电方式，确保现代有轨电车安全、稳定运行。

本文分析了现代有轨电车供电方式，对各供电方式做出了简要的分析比较。

关键词：有轨电车；供电方式；发展前言：当前，城市私家车数量大幅上涨，交通堵塞严重，并且还存在着大气污染、能源危机等问题，现代有轨电车作为新一代交通工具，其比轻轨和地铁，运营费用低、建设速度快、使用寿命长，在很多中小型城市应用广泛。

由于现代有轨电车耗能较大，因此必须采用合适的供电方式，满足现代有轨电车的运营要求。

1 有轨电车供电方式的发展接触网供电是传统的有轨电车供电方式。

目前大多数城市的有轨电车仍采用这种供电方式。

该供电方式中最常见的是：架空接触网供电和钢轨回流方式供电（传统接触轨供电）。

虽然这种方法的应用有成熟的经验，但其对城市景观的影响不容忽视，存在着线网的架设、维护工作量大等问题。

为解决有轨电车可靠供电与城市景观之间的矛盾，近年来开始对有轨电车无接触网供电技术进行研究，并取得了不错成果。

现代有轨电车越来越受国内各级城市青睐，其供电方式逐步由接触网向无架空接触网发展，以适应城市发展需求。

目前，世界上有轨电车无架空接触网供电方式主要分为两大类：一类为地面供电，其将供电设施沿地面敷设，并分段供电以保证安全；另一类为车载储能供电，代替实时受流，无需外部供电设施。

2 新型无接触网供电方式的介绍2.1 Alston的APS地面供电系统APS系统是地面接触供电的典型代表，采用地面接触轨供电、钢轨回流制式。

保留传统第三轨供电的优势，同时提高了安全性。

（1）组成：APS系统主要由接触轨、集电靴和天线、直流配电单元、直流监控柜等组成。

（2）工作原理：接触轨分段敷设，段间设置绝缘节，电能经受电靴传送至列车；沿接触轨每两段设有控制箱，列车驶入相应段时，控制箱内的控制单元接收到列车发来的编码信号后向该段接触轨供电；其余接触轨保持接地，以保证行人安全。

基于安全运行的现代有轨电车供电方式的选择分析摘要：随着时代的进步，经济的发展，人们的出行也越来越方便，现代有轨电车是当代人们出行的大多选择，这种有轨电车运输流量多，速度也很快，对环境的污染也很小，所以现代有轨电车在人们出行中充当着重要角色，但是有轨电车，是靠电才可以启动，所以在供电的方面，现代有轨电车的供电方式可以有多种选择。

现代有轨电车供电方式的选择进行了具体的分析。

关键词：有轨电车；供电方式；选择；分析引言因为经济的发展，现在几乎每个家庭都有属于自己的一辆车，这样在城市中就会出现交通拥堵，人流量过大的情况。

现在有轨电车做为新的代步工具出现在历史的舞台，可以缓解交通拥堵的情况，而且运输速度快，运量大，还很方便，使用时间也很长。

但是这种现代有轨电车耗电量很大，所以必须要找到合适的供电方式来使现代有轨电车正常运营。

一、现代有轨电车供电方式（一）地面供电地面供电方式有很多种，本文会叙述几个比较重要的地面供电方式。

第一种是Tram Wave地面供电，这种地面供电方式由一个公司发明创造，浓缩的都是精华，这个公司把这个供电方式的核心发电能都集中在一个三米或者是五米的一个组件上，然后由这个组件运行整体为有轨电车提供电能，让有轨电车可以平稳的行驶。

还有就是接触线的问题，所有的接触线都被镶进彼此相邻的轨道接通管里，这样不会影响人们的出行，也不会影响车辆的出行，不会造成人群密集和交通拥堵。

在组件上面装置几个或几十个绝缘接触板，隔离彼此的运行区段，所有组件就一起成为了这个供电系统的接触线[1]。

这种供电方式可以转化，比如有一个区段有轨电车正在平稳运行，那么内部的组块就会提供电能，在其它区段内就会停止电能供应。

只有有轨电车发动时，组件才会提供电能，让它可以正常的行驶。

这样既可以完成电能的转化，也很安全。

第二种是APS地面供电，这种供电方式是来自于第三方的供电方式。

在轨道上铺设供电轨道，这样就可以做到二者的平行，使有轨电车平稳的运行。

城市轨道车辆供电制式的分析研究摘要：城市轨道交通系统是城市交通中主要运输形式，其主要以电能为动力，相比其他运输工具，该种方式实现了环保目标，且运输量很大，运输效率高。

用于车辆方面的供电制式主要有接触轨和接触网两种，而前者按照电压不同，又可以分为DC750V和DC1500V，不同的供电方式，在很多方面产生的效益或造成的影响存在差异，相关人员还要对轨道交通的供电制式进行分析，从中选择最为可靠的供电方式。

关键词：城市轨道交通；车辆；供电制式；接触轨；接触网；对比法是常用的筛选法，从运营、气候条件、能耗等方面对各种供电方式进行分析比较，发现接触网供电最为安全可靠。

本文主要针对城市轨道车辆供电制式的分析进行研究。

一．国内外现状城市交通轨道一般指地铁或轻轨等，这里主要指地铁，这种系统在牵引供电时，供电电压不会超过750V，供电等级和功率半导体技术成熟程度有关。

功率半导体技术发展越好，供电等级就越高，在牵引供电中，受到的限制就越少[1]。

在信息化时代，多种技术的应用和发展，使得供电电压升高到原来的两倍多，技术的升级，电压的升高，促进了接触网技术的与时俱进，所以接触网技术与高电压和轨道系统之间都是相适应的。

国内在选择接触网作为供电方式后，应用的都是DC1500V形式，无论在供电方式还是电压等级方面，国内与国际标准是一致的。

二．城市轨道交通供电制式分析1、从安全角度分析供电方式接触网和接触轨的应用安全主要体现在运营方式、应急救援和养护维修等方面，相关人员可以对这些方面进行一一分析。

在运营过程中，接触网直接安装在线路顶部，这意味着接触网和人员是没有机会直接接触的。

如此在乘客走动、拥挤或紧急疏散时，接触网也不会对乘客流动产生阻碍。

在养护维修中，接触网独立存在，不会对其他方面造成干扰，在线路维修和养护中，维修人员的维修环境很安全，维修操作也比较简单。

而外界的各种自然天气也不会对地铁空间内部的接触网造成影响。

所以接触网的安全系数很高。

城市轨道车辆供电制式的分析研究
城市轨道交通系统在供电方面有着特殊的要求，需要通过科学
的供电制式来保证运行的可靠性和安全性。

目前，城市轨道车辆供
电制式主要分为以下两种：集中供电和分散供电两种方式。

集中供电是通过离线供电排列，将供电设施集中配置于供电站，然后通过接触网或者第三轨将电能传输到地面上的轨道车辆上。

集
中供电的优势在于能够在一定范围内的轨道交通系统内建立一个较
大的电源供应网络，因此代表着更为稳定的供电方式。

此外，集中
供电还能够减少设备的安装数量，极大地降低供电线路的开销。

分散供电则是通过分布式电源来进行，直接将电能传输到地面
上的轨道车辆上。

分散供电的优势在于能够更好地应对轨道交通系
统的可靠性问题，因为在某些情况下如果供电线路出现了故障，其
他供电线路还能够继续提供电能。

此外，分散供电还能够有效地减
少线路的损耗和电能的消耗，因此也具有比集中供电更为高效的优势。

相较而言，集中供电仍旧是目前大多数城市轨道交通系统所采
用的一种供电制式，而分散供电则正在逐步地被引入到一些新建设
的城市轨道交通系统中。

除此之外，世界各地都在不断地探索着新
的城市轨道车辆供电制式，希望找到一种更加高效、可靠和安全的
供电方式。

1。

2019年16期方法创新科技创新与应用Technology Innovation and Application现代储能式有轨电车供电系统方案分析赵霖（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州510010）引言作为一种典型的城市轨道交通工具，有轨电车最早出现在19世纪80年代的德国。

到19世纪末，中国的第一条有轨电车线路出现在北京。

具有现代化且环保的现代有轨电车以其投资低、建设周期短、轨道可与汽车共享等特性，在限制汽车的使用以及在实现城市道路资源优化配置方面发挥重要作用。

近年来，我国有轨电车发展迅速，北京、上海、深圳、广州、武汉、南京、大连、成都、苏州、淮安等多个城市有轨电车已经开通运营，其他多个城市的有轨电车工程也正在建设或规划中。

根据中国城市轨道交通协会《城市轨道交通2018年度统计和分析报告》，截止2018年底，城市交通运营线路中，现代有轨电车328.7公里，占比5.7%；2018年新增运营线路728.7公里，新增有轨电车82.7公里，占比11.3%，相比2017年，增幅达40.9%；在6374公里在建线路中，现代有轨电车400.9公里，占比6.3%；在7611公里规划的线路中，现代有轨电车691.6公里，占比9.1%。

从以上数据可以看出，现代有轨电车在城市轨道交通的发展中已经受到了越来越多的认可与青睐。

1储能式有轨电车概述储能式有轨电车是指有轨电车在整个运行区间都由车载储能对其供电。

相比传统全线架空接触网或者其他形式的供电模式，现代储能式有轨电车使用车载储能供电，减少地面供电部分的建设成本；现代有轨电车取消架空接触网等供电形式，使城市景观更好，使其更好地融入城市道路；现代有轨电车运营维护更方便，车载储能供电形式能够减少日常维修量和人员配置。

目前，储能式有轨电车储能模式一般包括蓄电池储能、超级电容储能以及蓄电池与超级电容混合储能的储能模式。

超级电容以其充电速度快、使用寿命长、放电电流大等优势，使其在储能式有轨电车领域，具有越来越广泛的应用。

现代有轨电车无接触网牵引供电方式分析摘要：现代有轨电车的牵引供电方式一般采用DC 750V架空接触网供电制式。

该供电方式系统成熟，结构简单，投资成本低，具有丰富的设计、建设和运营维护经验。

但是，架空接触网在非封闭式的营运环境中所带来的景观和安全问题也不容忽视，特别是在交叉路口和对景观特别敏感的区域。

为了适应现代城市对景观和安全的要求，阿尔斯通、庞巴迪、西门子、卡佛、安萨尔多等主要的有轨电车系统供应商都在积极进行无架空接触网系统的研究与实践。

本文从牵引供电的基本功能出发，系统分析现代有轨电车无架空接触网解决方案，旨在促进现代有轨电车的快速发展。

关键词：现代有轨电车；无接触网；牵引供电方式；分析1 无接触网供电系统简介1.1 分段地面供电系统（1）Tramwave 供电系统Tramwave 地面供电技术是安萨尔多STS 公司的先进专利技术，是一种创新的供电方法，模块化设计理念，适合于各种不同的结构及管理规划需求。

意大利安塞尔多公司的Tramwave 技术是从其运用于公交车的Stream 系统转化而来。

意大利人从1994 年开始研发Stream 系统，1998 年在意大利的里雅斯（Trieste）一条3.3km 的公交车上得到了商业运营。

系统由车载受流器与埋于轨道中的供电装置构成，两者通过磁相互作用，使车辆通过一段轨道，轨道和电源接通。

当车离开轨道时，轨道连接到安全负极，以确保没有车时的供电安全。

Tramwave 在公交车中得到了应用，但在有轨电车的运用成熟度仍有待实际情况进一步的检验。

安萨尔多Tramwave 系统在意大利那不勒斯有轨电车得到了应用。

（2）APS 供电系统APS 系统是由阿尔斯通开发的无接触网供电方案，其基本原理是在走道中间铺设两个电源轨来替代架空接触线供电，同时车辆在底部带有接收靴，当接收靴通过汽车信号与导电轨接触触摸打开机柜时，开始与导电轨道部分的电源接触，车辆在断电后，始终将车辆保持在导电部分，其余部分由绝缘轨道隔开，以确保电源的安全。

现代有轨电车供电方式的研究与对比针对超级电容有轨电车的用电特性，研究在不同牵引网络下有轨电车充电装置的主电路，分析其在DC1500V 供电电压、AC10kV 供电电压以及AC380V 供电电压下的充电状况及控制策略。

分别从架设专有线路、城市电力需求、供电质量和供电可靠性方面进行对比。

研究可知，储能式充电装置能良好适应各种充电环境，对电网容量需求低、具有实用、经济、可靠等优点，能有效促进储能式有轨电车的建设发展。

标签：有轨电车；储能式；供电网络；充电装置；对比0 引言以汽车为主体的城市交通造成大气污染、不可再生能源危机和道路堵塞等情况频繁发生，发展城市公共交通是良好的解决方式。

城市公共交通包括地铁、轻轨、电动公交车、有轨电车。

其中地铁在我国大城市建设趋于完善，而有轨电车凭借其中运量、运行可靠、成本低、节能环保等特性，更适用于大城市城区之间的联系和中小城市的交通运行需求。

有轨电车的供电方式有：①沿途架设架空线路，有轨电车通过受电弓连接架空线通电运行；②第三轨供电，在钢轨旁侧铺设一条特殊的轻型钢条，输入直流电作为牵引动力；③感应式地面供电系统，分别在电车行走轨下方和电车底部安装线圈，能量通过 2 个线圈的电磁感应从下方的线圈传给电车[2]；④采用储能装置，以列车车载储能装置为动力，各站点安装充电装置，列车到站后经充电装置接入供电网络充电。

架空线路有轨电车存在影响城市景观的问题，第三轨供电和感应式地面供电都存在成本较大、维护困难等问题。

而随着对储能元件的研究开发，其能量密度和功率密度得到大幅提升，储能元件主要有锂电池和超级电容组。

如今，3 V/9 500 F 超级电容在城市交通中得到商业应用，将多个超级电容串并联组成的超级电容组作为储能单元能满足有轨电车的站间能量需求，其快速充放电的特性也适用于频繁启停的城市轨道交通。

有轨电车在充电期间频繁短时大容量的脉冲功率需求对城市配电网的安全稳定运行提出了很高的要求，需要对其充电方式进行研究。