城轨地铁车辆的某辅助电源装置采用SIV启动控制方式

城铁车辆辅助电源紧急启动方案摘要：城铁车辆依靠车载蓄电池进行列车激活，但是当蓄电池电压过低无法投入使用时，车辆需要具备紧急启动功能启动辅助电源，为车辆低压负载提供电源并且为蓄电池进行充电，保证车辆能够正常激活，提高车辆的可用性。

关键词：列车激活紧急启动蓄电池缩写词：按钮-SW 紧急启动控制接触器-KA1 辅助逆变器-SIV 充电机-BCG 辅助控制单元-ACU列车激活是车辆动车的最前提条件，当无法满足时，待运行车辆将面临紧急替换或是应急充电的情况。

为了提高发车效率，城铁车辆现基本配置紧急启动模块，此启动模块具备不带紧急蓄电池的紧急启动功能，这个模块可以避免蓄电池寿命和充电效果对紧急启动模块的影响。

1辅助电源正常启动方案说明地铁车辆一般设置列车非永久直流母线和列车永久直流母线，非永久母线用于列车辅助电源启动后为列车直流设备供电，列车永久直流母线为列车激活提供控制电源。

现有的地铁列车激活控制方法中通过操作列车激活开关，检测列车蓄电池电源电压，当蓄电池电压高于终止电压时闭合列车非永久母线控制接触器触点，最终为列车辅助电源箱提供控制电源，此时通过司机钥匙激活司机室并且操作升弓按钮，完成车辆升弓到位。

当辅助电源输入高压正常、有控制电源以及内部无故障时，辅助电源立刻投入工作，输出车辆空压机、空调、电热等交流负载所需的交流电源和牵引、制动、网络、广播、门、空调等直流负载所需的低压直流电源，车辆此时蓄电池不再作为列车激活电源而转为车辆负载进行车载充电状态。

2辅助电源紧急启动方案说明当车辆蓄电池充电不良或者蓄电池严重亏电的情况下，蓄电池欠压继电器检测到蓄电池电压不满足要求，欠压继电器常开触点无法闭合进而非永久母线控制接触器无法闭合，导致列车辅助电源无法从非永久母线上获得低压控制电源，车辆无法投入使用。

此时就需要启动辅助电源紧急启动功能。

以下从基于某个地铁项目的紧急启动电路原理、辅助电源紧急启动时序、紧急启动延时原因三个方面进行说明。

城轨车辆用静止逆变电源装置设计研究摘要:介绍了城市轨道电动车辆用静止辅助逆变电源装置的设计研究,静止逆变电源装置给城道车辆控制及辅助用电设备提供稳定的三相、单相交流和直流电源。

该装置电路由主电路和控制电路两部分构成。

对主电路构成、特点和工作原理进行了论述。

主电路为斩波降压逆变型电路结构,主电路斩波器和逆变器选择用性能优良的电压控制型大功率电力电子器件IGBT模块作为功率开关。

控制电路的核心为微机控制系统,其中CPU采用80C196KC 16位单片机,描述了控制系统电路设计及控制电路框图,控制系统软件流程及软件保护功能。

给出了静止逆变电源装置主要电气性能试验内容及试验结果。

实际应用表明该装置运行稳定、可靠,可完全满足城轨车辆运行的要求,具有广阔的市场应用前景。

关键词:静止逆变电源IGBT模块微机控制城轨车辆Abstract:This paper presents design and research of a statical inverter equipmemt used in city vehicle,Statical inverter equipmemt supply stable three phase \single phase AC power & DC power for control and auxiliary electric devices of city vehicl,The equipmemt circuit is comprised of main circuit and control circuit．Discusses main circuit structure,properties and work principle．Main circuit structure is chopper and inverter circuit type,IGBT module - voltage control type power electronic devices of having fine properties are used for power switch inchopper circuit and inverter circuit．Microprocessor-control system is the core of control circuit that use 16bits single-chip 80C196KC as CPU．Describes control system circuit design and control circuit diagram,also control system program flow diagram and software protection functions．The paper is given electrical properties test contents and results of the statical inverter equipmemt．The practical application shows that the operation of the equipmemt is stable,reliable and it can completely meet city vehicle operation requirements,possess wide market application vistas．Keywords:statical inverter、IGBT module、microprocessor-control、city vehicle以前,城市轨道电动车辆使用直流电动机—交流发电机组提供交流电源,但车辆机组供电存在着噪声和振动较大、日常运行中出现故障难于维修等问题。

地铁辅助供电系统地铁辅助供电系统摘要：本文重点阐述了地铁辅助供电系统电路结构，介绍了地铁车辆静止辅助系统的根本结构、供电模式、根本方案及原理，对辅助控制系统的原理及功能，主要逆变模块绝缘栅双极型晶体管IGBT模块构成，进行了简单介绍，同时也指出辅助系统的开展趋势。

关键词：地铁车辆；辅助供电；蓄电池目前，静止辅助系统中采用的电力电子器件普遍采用绝缘栅双极型晶体管，IGBT器件属于电压驱动的全控型开关器件，脉冲开关频率高，性能好，损耗小，且自保护能力也强，使用效果好，如将驱动与保护功能电封装在模块内，便构成智能功率模块IPM。

随着电子器件的飞速开展，IGBT或IPM器件的电压等级的提升，应用技术的成熟，完全可以满足城轨交通供电网压提升的需求。

故辅助系统全控型开关器件控制已经进入了成熟的阶段。

1.辅助设备布局分散供电指的是每节车辆均配备一台辅助供电装置。

如广州地铁一号线西门子设计车辆即采用分散供电，每节车均配备一台DC/AC，共六台，提供AC380V电源；在两端带有司机室的拖车各配备一台DC/DC，共两台，提供DC110V电源。

集中供电是整列车只采用两套辅助供电装置集中供电，互为冗余。

西安地铁二号线车辆采用这种方式，整列车配备两套SIV静止逆变单元，布置在两端Tc车的车底，为整车提供辅助电源，设计时充分考虑了两套互为冗余，当一台发生故障时，余下的1套能承当6辆车的根本负载并保证列车的正常运行。

这两种供电方式各有优缺点：分散供电冗余度大，均衡轴重好配置，但造价高，总重量也高，且由于分布点多，集成化程度差，易出现故障点较多，故障率高。

集中供电冗余度小，每轴配重难以一致，但总重量轻，组成部件集中，模块化程度高，故障率低，且本钱低很多。

2.车辆辅助供电模式当前供电模式主要有两种，一种是交叉供电，两路AC380V供电线路贯穿整列车，分别与2个辅助逆变器相连接。

将每节车厢的交流负载根据功率平均分为两组，分别由两个辅助逆变器供电。

技术与市场技术应用２０１８年第２５卷第１１期关于城轨列车辅助供电方式的探讨陈　军（南昌轨道交通有限公司运营分公司车辆中心，江西南昌３３００９６）摘　要：介绍了南昌轨道交通１、２号线工程车辆的辅助供电系统，从列车的主电路、辅助供电输出回路及辅助供电系统的工作原理等几个方面进行分析和研究，对辅助供电系统的稳定性等性能进行评价。

关键词：地铁车辆；辅助逆变器；并网供电；扩展供电ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１８．１１．０２９!　引言南昌轨道交通１号线、２号线一期、二期工程采用直流ＤＣ１５００Ｖ接触网供电方式，地铁车辆采用６节编组，４动２拖，列车最高运行速度为８０ｋＭ／ｈ。

南昌轨道交通１号线、２号线一期地铁车辆的辅助供电设备采用时代电气的设备，供电方式为ＴＣ１、ＴＣ２车两端各设置一个辅助逆变器分别对本单元车辆进行３８０Ｖ、１１０Ｖ供电；当其中一个辅助逆变器故障时，另一单元的辅助逆变器进行扩展供电至故障单元。

２号线二期地铁车辆的辅助供电设备采用常州庞巴迪的设备，供电方式为“并网供电＋扩展供电”，即一、二单元各设置两个辅助逆变器，在Ｍ１和Ｍ２车中间设置一个扩展供电箱。

辅助供电方式目前国内一般是由地铁运营的业主与牵引供应商共同协商决定，由此造成三种方案并存的局面。

就南昌地铁而言就有两种方式：集中＋扩展及并网＋扩展。

另还有一种方案为并网供电。

选取一种安全性高、危害性小的设置方案，并结合运营单位的管理操作和紧急预案，才能最大程度地保障乘客的安全。

"　辅助逆变器故障的核心问题及设置方案１．１　两个核心问题辅助供电是采取扩展供电还是并网供电的方式，辅助用电设备及中压母线接地故障如何避免是辅助供电方案要研究的两个核心问题。

１．２　设置方案可选方案。

根据上述两个核心问题，辅助供电设备的设置方案可分为“集中＋扩展”、“分散＋并网”、“分散＋并网＋扩展”。

可选方案１：两端ＴＣ车各设置一个容量较大的辅助逆变器分别对本单元车辆输出３８０Ｖ、１１０Ｖ供电；当其中一个辅助逆变器故障时，另一单元的辅助逆变器进行扩展供电至故障单元。

城市轨道交通供电系统课后习题参考答案项目一城市轨道交通供电系统概况一、判断题1．×；2．√；3．√；4．√；5．×．二、选择题1．C；2．B；3．AB； 4．C；5．D．三、简答题1．供电系统的主要功能：①全方位的供电服务功能。

②高效便捷的调度功能。

③完善的控制、显示和计算功能。

④电磁兼容功能。

⑤自我保护功能。

⑥防止误操作功能。

⑦故障自救功能。

2．供电制式的选择原则：①供电制式与客流量相适应。

②供电安全可靠。

③便于安装、维护和事故抢修。

④牵引网使用寿命长、维修工作量小。

⑤注重城市环境和景观效果。

项目二外部电源与主变电所一、判断题1．√；2．×；3．×；4．×；5．√．二、选择题1．A；2．C；3．C；4．B；5．A．三、简答题1．外部电源供电方案的设计原则：①外部电源应就近从城市电网系统接口引入主变电所。

②对于集中式供电方案，引至同一主变电所的两回电源线路至少有一回直接从城市电网变电所馈电母线专用回路引入。

③对于分散式供电方案，引至同一电源开闭所的两回电源线路应从城市电网变电所不同的馈电母线直接引入。

目录④对于电缆线路，引至同一电源变电所的两回电源线路应敷设在不同的电缆通路或同一通路的不同支架和管道内。

2．主变压器选择的主要依据：①变压器的数量。

②变压器的容量。

③变压器的阻抗。

④变压器的调压方式。

⑤变压器的冷却方式。

项目三牵引供电系统一、判断题1．×；2．√；3．√；4．√；5．×．二、选择题1．B；2．C；3．C；4．C；5．D．三、简答题1．牵引变电所的设置原则：①牵引变电所的设置应根据牵引网的电压等级、电压损失、杂散电流的防护、电缆敷设及土建造价等众多因素综合考虑，统筹规划。

②牵引变电所应尽量均匀分布，以便于牵引整流机组统一规格，有利于设备的维护管理及降低维护成本；房屋的布置应便于设备的运输、接线及电缆敷设，同时兼顾人员和设备的安全。

国家开放大学《轨道交通信号与通信系统》形考任务1-4参考答案形考任务1一、单项选择题1.城市轨道交通均为（），要求信号设备对其有较强的抗干扰能力。

A.直流电力牵引B.交流电力牵引C.交流、直流电力牵引D.整流电力牵引2.城市轨道交通的列车运行速度远低于铁路干线的列车运行速度，最高运行速度通常为（）km/h，因此信号系统可以采用速率较低的数据传输系统。

A.140B.120C.100D.803.（）用于换道岔。

A.ATS分机B.维修终端C.转辙机D.联锁设备4.控制中心设备属于（）子系统。

A.ATSB.ATPC.ATOD.ATC5.调度员及调度长工作站用于（）。

A.行车调度指挥B.监视列车的运行情况C.编制运行计划D.输出运行图6.根据电磁原理，随着（）的动作，动接点与静接点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。

A.衔铁B.线圈C.铁芯D.轭铁7.交流继电器是由交流电源供电的，按（）不同，又可分为电磁继电器和感应继电器。

A.动作电流B.接点结构C.量的物理性质D.动作原理8.城市轨道交通的正线上一般采用9号道岔，车辆段（停车场）一般采用7号道岔，通常一组道岔由（）台转辙机牵引。

A.一B.二C.三D.四9.经过理论分析和长期实践，信号的基本色为（）三种，再辅以蓝色、月白色，构成信号的基本显示系统。

A.红、黄、绿B.红、紫、绿C.红、黄、紫D.紫、黄、绿10.按传动方式分类，转辙机可分为（）。

A.直流转辙机和交流转辙机B.可挤型转辙机和不可挤型转辙机C.电动转辙机和电动液压转辙机D.内锁闭转辙机和外锁闭转辙机11.（）属于ATS子系统，是ATC的核心。

A.车辆段信号设备B.控制中心设备C.车载ATC设备D.车站及轨旁设备12.（）主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理。

A.ATO子系统B.ATS子系统C.ATP子系统D.ATC子系统13.城市轨道交通所承担的客运量巨大，对行车间隔的要求远高于铁路，最小行车间隔达到（）甚至更小，因此对列车运行速度监控的要求极高。

城轨地铁车辆辅助电源系统研究摘要：SIV启动是城轨地铁车辆辅助电源中的主要控制方式，具有启动时间短、无电动冲击等诸多优势。

文章将从运行原理、蓄电池充电器、辅助系统电源、实现方案四个方面进行详细分析，旨在促进我国交通轨道电气设备研究。

关键词：辅助电源；城轨地铁；控制体统城轨地铁车辆有多个部分组成，其中辅助电源系统担负着额外电气装置供电任务，确保制动、牵引等装置、变压器冷却油泵、风机、水泵、空气压缩机等辅助电动机能够正常运转[1]。

如果地铁车辆辅助电源系统长时间出现问题，除机车牵引系统外，多种辅助装置都会停止工作，将会对城轨地铁车造成重大影响。

机车辅助系统主要由两个部分组成：直流电源与辅助电源系统。

每部列车上配备两台辅助逆变器，将接触网（1500v）进行逆变处理并为车辆提供三项交流电（50HZ、380v），确保空压机、电暖器、空调、点灯等设备能够常态运行。

两台辅助逆变器在发生故障时，其中一台可以扩大功能使用范围，确保整辆车能够正常供电，保证其它辅助电动机能够正常工作。

1 运行原理1.1处理电流辅助电源装置能够处理电流，在输入滤波电路后，可以减小接触网所提供的电流波纹，并将DC电源整流波纹转化为高谐波电流，以便流入到变流器当中。

1.2控制相符变流器（恒压、恒频）本身可以产生三相交流电压，变流器本身采用PWM（3级）控制方法[2]。

1.3电压隔离控制器能够输出交流电路，将滤波电路进行转化，隔离1500V接触网与380V 电路。

1.4提供电力蓄电池能够满足城轨地铁车的一般充电（110V）需求，确保24VDC与110VDC两项控制电路都能够得到持续的电力能源。

2 蓄电池充电器蓄电池本身作用是为城轨地铁车中各项线路充电。

蓄电池充电器可以借助HCT反馈系统获取反馈信息，经过分析比较后确定城轨地铁车输出定额电压、电流，以此满足城轨地铁车供电需求。

蓄电池充电器输出电压前后发生改变主要是通过模拟/数字转换器进行转化，并让AC390同步相位，产生IGBT所需的闸机脉冲，提供满足系统要求的稳定电压（DC24V）。

第三章辅助供电系统辅助供电系统是城市轨道交通车辆电气系统的重要组成部分，主要任务是产生车辆中、低压电源、客室照明、空调、通风机、空气压缩机以及其他低压用电设备所需的各种不同电压。

辅助逆变器是辅助供电系统的主要部件。

国内城市轨道交通车辆上，辅助逆变器均采用静止式逆变器，它具有输出电压的品质好、功率因数高、工作性能安全可靠等优点。

本章主要介绍城市轨道交通车辆辅助供电系统的组成结构、中压供电分配电路、低压供电分配电路、列车扩展供电电路等。

第一节辅助供电系统概述1.辅助供电系统的功能辅助供电系统（辅助电源系统/辅助电源），是为除牵引系统之外的所有车载用电设备供电的一套系统。

2.辅助供电系统的组成辅助供电系统主要由三部分组成：辅助逆变器、蓄电池充电器、蓄电池。

辅助逆变器一般采用静止逆变器，简称SIV。

辅助逆变器将网压转换成AC380V、50Hz的三相交流电能输出，为车辆上空压机、空调装置等交流负载供电。

蓄电池充电器主要输出DC110V电能给车辆控制、蓄电池充电等直流负载供电。

蓄电池作为直流备用电源，在列车启动和紧急情况下（失去高压电源时）为列车提供DC110V电能。

列车正常运行时，蓄电池处在浮充电状态。

3.辅助供电系统的负载辅助供电系统的负载包括列车上的几乎所有用电设备，可以将这些负载根据使用电能不同分为以下几类。

①AC380V、50Hz三相负载：空气压缩机单元、空调装置、通风冷却装置等。

②AC220V、50Hz单相负载：客室正常照明、司机室方便插座、客室维修用方便插座等。

③DC110V负载：列车控制系统、列车控制电路、列车信号系统、乘客信息系统、客室紧急照明、紧急通风、电动车门驱动电机等。

除了以上三种负载之外，还有极少量的DC24负载，如司机室阅读灯、列车前照灯等。

4.车间电源辅助供电系统在有接触网供电区域，由接触网供电；在没有接触网供电的区域，来自于车间电源。

一般在检修车间内设有车间电源，通过列车车底高压箱内有车间电源插座，向列车提供高压电能。