城轨车辆辅助供电方式比较分析与应用

广州地铁3号线北延段列车辅助供电系统应用与分析修铄（广州地铁集团有限公司运营事业总部，广东广州510000）摘要：城轨车辆辅助供电系统为列车内部设备的正常运行提供电源，目前广州地铁3号线北延段列车安装有两种辅助供电系统，分别为中车时代电气研发的国产辅助供电系统和西门子公司研发的辅助供电系统。

现介绍了辅助供电系统的定义及组成，通过对两种辅助供电系统的原理及实际应用情况进行对比分析，为后续城轨车辆辅助供电系统选型提供建议。

关键词：地铁列车；辅助逆变；比较分析１辅助供电系统的定义（1）辅助供电系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要使用电力的负载设备提供电能的系统，包括辅助逆变系统和蓄电池系统。

（2）辅助供电系统的电力主要来自牵引供电接触网，经受电弓进入列车；当电力无法来自牵引供电接触网时，则采用外接电源（例如车间电源）或者蓄电池供电。

（3）辅助供电系统的负载设备主要包括牵引逆变器冷却风扇、辅助逆变器冷却风扇、空气压缩机、空调系统、各种电动阀门、头灯、车厢照明及各种服务性电气设备以及蓄电池充电器（当充电机采用AC／DC形式时）等。

此外，辅助供电系统还需为列车控制系统提供不间断的电源。

２辅助供电系统的组成２．１输入模块［１］辅助供电系统的输入模块主要包括主接触器、输入滤波器等，将直流电引入逆变模块。

２．２逆变模块辅助供电系统的负载大多采用三相交流电源，因而首先要通过辅助逆变模块将波动的直流网压逆变为电压和频率恒定的三相交流电。

２．３输出模块输出模块主要由输出变压器、正弦滤波器以及熔断器等相应设备组成。

直流网压通过逆变模块形成的交流电经由输出接触器以及熔断器对列车负载进行供电。

２．４直流电源（兼作蓄电池充电器）车辆上各个控制电器都由直流电源DC／DC供电。

车辆上蓄电池为紧急用电所需，所以DC110V控制电源同时作为蓄电池的充电器。

以上四个部分构成完整的辅助供电系统。

３西门子辅助供电系统与国产辅助供电系统对比分析现通过对这两种辅助供电系统的原理及实际应用情况进行对比分析，为后续城轨车辆辅助供电系统选型提供建议［2］。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统已经成为城市中不可或缺的交通方式，其对于城市的发展和居民生活有着重要的作用。

而城市轨道交通的供电系统及电力技术则是其运行的关键，对于保障交通系统的安全、稳定和高效运行至关重要。

本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析。

一、城市轨道交通供电系统城市轨道交通系统的供电系统是指为保证列车正常运行所需的电能供给系统。

目前，城市轨道交通系统的供电方式主要有集中式供电和分散式供电两种。

1.集中式供电集中式供电是通过架空电缆或第三轨供电，将电能从供电站传输到整个轨道线路上的所有列车。

这种供电方式的优点是电能传输损耗小，对环境的影响较小，且可以有效控制电能的分配和管理。

集中式供电也存在着设备投资大、维护成本高、对供电线路和设备的要求高等缺点。

从目前的发展趋势来看，集中式供电较多应用于地铁等城市轨道交通系统，而分散式供电更适用于轻轨、有轨电车等城市轨道交通系统。

不同的供电方式都有着各自的优缺点，选择合适的供电方式需要根据具体的运营环境和需求来进行综合考虑。

二、城市轨道交通电力技术城市轨道交通的电力技术是指为保障供电系统正常运行而涉及的相关技术，主要包括电力传输技术、电能转换技术、电能控制技术等。

1.电力传输技术电力传输技术是指供电系统将电能从供电站传输到轨道线路上的所有列车所采用的传输方式和技术。

目前，城市轨道交通系统的电力传输技术主要有直流传输技术和交流传输技术两种。

直流传输技术是指通过电缆或第三轨将直流电能传输到列车上，而交流传输技术则是通过接触网将交流电能传输到列车上。

两种传输技术各有其适用范围和特点，根据运营环境和需求选择合适的传输技术对于提高供电系统的安全性、稳定性及运行效率至关重要。

2.电能转换技术电能转换技术是指供电系统将电能进行合适的转换，以适应列车不同运行状态和需求的技术。

城市轨道交通系统的电能转换技术主要包括逆变技术、变压技术等。

试论城市轨道交通供电系统的供电方式城市轨道交通是城市生活中不可或缺的重要组成部分。

对于城市轨道交通的供电系统，其供电方式的选择直接关系到轨道交通系统的正常运行和安全性。

本文将试论城市轨道交通供电系统的供电方式。

城市轨道交通的供电方式一般包括第三轨供电和接触网供电两种方式。

第三轨供电是通过在轨道的一侧或两侧铺设一根金属导轨，并通过与地面铺设的供电装置相接触，实现对供电系统的供电。

而接触网供电则是通过在轨道交通线路上方悬挂一根高架接触线，通过接触网与电动车辆上的接触鞋实现对供电系统的供电。

两种供电方式各有优缺点，下面将分别进行论述。

首先来看第三轨供电方式。

第三轨供电方式具有安全性高、环境影响小的特点。

由于第三轨地铁系统没有接触网，因此不会对周围环境造成视觉污染，也不会对周围建筑和植被造成损害。

第三轨供电方式的供电系统位于地下，不会受到天气的影响，可以保证地铁系统的正常运行。

但是第三轨供电方式也存在一些问题。

在车站的进出站区域，由于第三轨供电系统需要与地面铺设的供电装置相接触，容易受到外部物体的干扰，存在一定的安全隐患。

第三轨供电系统的维护和检修难度较大，一旦出现问题需要进行维修，往往会造成较大的影响。

城市轨道交通的供电方式选择应综合考虑各种因素。

对于一些要求安全性高、环境影响小的区域，可以选择第三轨供电方式；而对于一些要求施工方便、维护成本低的区域，可以选择接触网供电方式。

同时也可以根据实际情况结合两种供电方式，灵活选用。

只有在综合考虑各种因素后选择合适的供电方式，才能保证城市轨道交通系统的正常运行和安全性。

试论城市轨道交通供电系统的供电方式随着城市化进程的加速，城市轨道交通在城市交通系统中发挥着越来越重要的作用。

城市轨道交通供电系统是其重要组成部分，其供电方式也是城市轨道交通建设中的重要环节。

本文旨在探讨城市轨道交通的供电方式。

城市轨道交通供电系统的供电方式可以分为两类：集中供电和分布式供电。

集中供电方式是指所有列车的电源都来自于一处集中变电站。

这种供电方式具有供电稳定、可靠、调度方便、接触网建设简便等优点。

但是集中供电方式还存在线路长、线路损耗大、供电容量受限等缺点。

分布式供电方式是指将电源分布在各个供电子站点，通过车载设备将电能传输到列车中。

这种供电方式具有线路短、线路损耗小、供电容量大等优点。

但是分布式供电方式需要更多的电缆和设备，供电系统成本较高。

在实际应用中，城市轨道交通供电系统的供电方式一般是根据具体情况综合考虑，结合当地能源和电力规划来选择。

对于集中供电方式，城市轨道交通的交流供电能力一般要求在5.5kV或10kV以上，直流供电能力一般要求在750V以上。

在电源转换方面，交直流为主，也可采用其他方式。

对于与城市其他设施的影响，采取一些措施也是很必要的，比如实施隔离、减振等措施，以减少运营噪音和其他影响。

对于分布式供电方式，根据实际需求选择不同的供电系统，以满足对线路容量、电池电量等特殊性能的需求。

分布式供电方式中主要有片式供电和进隧供电两种方式。

片式供电方式是指将供电单元分布在线路上，使得供电子站点数量更少，从而达到减少成本的目的。

进隧供电方式是指在隧道中布置供电系统，使得线路的长度和供电距离变短，从而减少电能损耗。

总之，城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的重要基础设施。

供电方式的选择应该根据实际需求进行综合考虑，既要考虑供电稳定、可靠、调度方便等因素，也要考虑成本、供电容量等因素，以达到最佳供电效果。

浅析城市轨道交通车辆用辅助电源系统2009-2-19 18:45:00 来源：摘 要：城市轨道交通车辆一般采用直流供电,通过车辆上的辅助电源系统为车辆辅助 设备供电,本文就城市轨道交通车辆辅助逆变器的电路结构、形式及辅助电源系统进 行简单分析介绍, 并指出了城市轨道交通车辆用辅助电源系统的应用及发展。

关键词：辅助逆变器 PWM 调制 隔离变压器 斩波 控制电源 在城市轨道交通车辆中,通常是从电网获取直流电压（一般为 1500VDC 和 750VDC）,经由辅助逆变器（ 也称静止逆变器） 变换输出 380VAC,给列车上的辅助 设备供电。

城市轨道交通车辆一般采用两种型号车辆,对于两种车辆,逆变器的工作形式不 同:A 型车为拖车,其逆变器一路供给列车照明和风机电机;另一路输出 110VDC 控制 电源,同时兼向蓄电池充电;B/C 型车为动车,其逆变器输出 380VAC 分别向列车的空 调机组和空气压缩机供电。

以下,就城市轨道交通车辆的辅助电路系统进行分析介绍。

1 辅助逆变器电路结构 城市轨道交通车辆中的辅助逆变器电路常见有两种形式:一种采用直接逆变方式 （DC- AC）,如图 1 所示;另一种采用先斩波（升 /降压斩波）后逆变方式（DC - DC - AC）,如图 2 所示。

Siemens 公司采用 DC — DC — AC 形式, 如上海一、二线和广 州一号线地铁车辆;Bombardier 公司采用 DC — AC 形式,应用于长春生产的车辆中。

其中 DC — DC — AC 方式升/ 降压斩波中,升压斩波的系统应用在 DC750V 供 电网压的场合;降压斩波的系统应用在网压为 DCl500V 的场合。

采用升/降压斩波的目 的都是为了使逆变器的输入电压稳定,当负载变化或电压波动时,保证斩波器有稳定的 输出电压。

目前, 以 GTO 、 IGBT 为代表的开关器件的开关频率足以满足在网压波动范围内, 用 PWM 调制实现逆变器稳定输出, 且满负荷运行,因此现在生产的车辆常采用直接逆变的方式。

城轨车辆蓄电池供电及常见故障分析城轨车辆是指在城市轨道交通系统中使用的电力牵引车辆，其动力系统通常采用电力供电。

而蓄电池则是城轨车辆电力系统中的重要组成部分，其主要作用是在车辆行驶过程中为牵引电机提供电力，同时也可以在紧急情况下作为备用电源，保障车辆的正常运行。

本文将就城轨车辆蓄电池的供电原理以及常见故障进行分析，并提出相关解决方法。

一、城轨车辆蓄电池供电原理城轨车辆的蓄电池主要用于两个方面的电力供应：一是作为辅助电源，供应车辆辅助系统的电能需求；二是作为主要电源，为车辆的牵引电机提供直流电力。

在车辆启动和加速过程中，蓄电池向牵引电机提供电流，同时也为车辆提供辅助系统的电能需求，如空调、照明等。

在车辆行驶过程中，蓄电池会通过车辆牵引电机和制动系统的工作状态进行充电和放电，并根据车辆的行驶状态实时调节供电电压和电流。

城轨车辆蓄电池通常采用铅酸蓄电池或锂电池，其容量大小和充放电特性都直接影响着车辆的性能和运行状态。

良好的蓄电池系统设计和管理对于城轨车辆的正常运行至关重要。

二、常见的蓄电池故障及分析1. 蓄电池容量下降：随着蓄电池的使用时间增长，其电化学性能会逐渐衰减，导致蓄电池的容量下降。

当蓄电池容量下降到一定程度时，会影响车辆的续驶里程和辅助系统的正常工作。

此时需要对蓄电池进行定期的容量检测和维护，对于严重下降的蓄电池则需要及时更换。

2. 蓄电池充电速度变慢：蓄电池在长时间使用后，充电速度可能出现变慢的情况，这通常是由于蓄电池内部电化学反应速率减缓引起的。

当蓄电池充电速度变慢时，会导致车辆长时间充电或者无法充满电，影响车辆的正常使用。

解决方法可以通过更换高品质的充电设备，或者对蓄电池进行专业的维护和修复来解决。

3. 蓄电池损坏：由于蓄电池长期工作在高温、高湿等恶劣环境下，会导致蓄电池的外壳破裂、内部电解质泄漏等情况发生，造成蓄电池的损坏。

蓄电池损坏会影响车辆的充电和放电性能，甚至造成短路、漏电等安全隐患。

城市轨道交通供电系统设备及其应用探析随着城市化进程的加快和人口增长的持续，城市交通拥挤和环境污染等问题日益严重。

城市轨道交通作为城市重要的交通系统，已经成为缓解交通压力和改善环境质量的重要手段。

而城市轨道交通供电系统作为城市轨道交通重要的组成部分，是保障城市轨道交通正常运行的关键设备。

本文将就城市轨道交通供电系统设备及其应用进行探析。

一、城市轨道交通供电系统的基本原理城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运行的基础，其基本原理是利用电力传动列车进行牵引和运行。

城市轨道交通供电系统主要包括接触网、牵引变压器、牵引逆变器等设备。

接触网是城市轨道交通供电系统最重要的一部分，其作用是将外部的电能传输到列车上。

牵引变压器则是将接触网的高压交流电能转换成适合列车牵引电动机工作的低压交流电能。

而牵引逆变器则是将交流电能转换成直流电能，提供给列车牵引电动机使用，从而驱动列车正常运行。

1. 接触网接触网是城市轨道交通供电系统最关键的设备之一，它是通过支架、导线和绝缘子等组成，用于将外部的电能传输到列车上。

接触网的种类主要包括侧面接触网和顶面接触网两种形式。

侧面接触网是指接触网铺设在轨道旁边的侧面，列车通过摩擦方式与接触网接触。

而顶面接触网是指接触网铺设在轨道顶部，列车通过接触网悬挂的接触轮与接触网接触。

在城市轨道交通供电系统中，顶面接触网的使用更为广泛，因为它能够减少对轨道的磨损，并且可以降低噪音和防止弧光。

2. 牵引变压器牵引逆变器是城市轨道交通供电系统中的另一重要设备，它主要用于将交流电能转换成直流电能，提供给列车牵引电动机使用。

牵引逆变器可以将不同频率、不同相数的交流电能转换成稳定的直流电能，从而实现列车的牵引和制动。

在城市轨道交通供电系统中，牵引逆变器的工作周期很短，通常在几十毫秒内就能完成一次电能转换，因此其稳定性和可靠性要求较高。

城市轨道交通供电系统设备是城市轨道交通运行的重要保障，其应用具有以下特点：1. 稳定性要求高城市轨道交通供电系统设备的应用环境较为苛刻，要求设备具有高稳定性和可靠性。

试论城市轨道交通供电系统的供电方式城市轨道交通是城市公共交通系统中的重要组成部分，其安全、稳定、持续的供电是保障城市交通运营的重要基础条件。

城市轨道交通供电系统的供电方式是其中的重要组成部分，对于其运行效率、环保性、经济性都具有重要影响。

本文试论城市轨道交通供电系统的供电方式，探讨其中的优势、不足以及未来发展方向。

一、常见的城市轨道交通供电方式1.接触网供电方式接触网是城市轨道交通最常见的供电方式之一，其通过在列车运行的轨道上架设架空导线，由列车上的受电弓与接触网之间建立接触，实现列车的供电。

这种供电方式具有供电范围广、运行稳定的特点，已广泛应用于地铁、轻轨等城市快速交通系统中。

2.第三轨供电方式第三轨供电方式是通过在轨道两侧设置供电轨道，由列车上的集电鞋与供电轨道之间建立接触，实现列车的供电。

第三轨供电方式相对于接触网供电方式来说，可以减少城市轨道交通线路的空间占用，同时对环境的影响也相对较小。

3.电池供电方式二、各种供电方式的优劣势分析电池供电方式由于其适用于非电气化区域的城市轨道交通线路，可以减少供电设备的投资成本，同时减少对环境的影响。

电池供电方式需要充电基础设施的支持，且续航里程较短，需要频繁充电，对运营管理提出较高要求。

随着技术的不断发展和城市轨道交通系统的不断完善，未来城市轨道交通供电系统的发展方向应该是多样化和智能化的。

在供电方式上，可以通过引入新能源技术，如太阳能、地热能等，实现城市轨道交通系统的绿色供电，减少对环境的影响。

在智能化方面，可以通过引入智能充电和供电管理系统，实现城市轨道交通线路的智能监控和运营管理，提高供电系统的稳定性和运行效率。

随着城市轨道交通运营里程的不断增加和运行速度的不断提高，供电系统对城市轨道交通的需求也在不断增加。

未来供电系统还需要考虑如何满足更高的运行负荷和更大的供电范围，以适应城市轨道交通系统的发展需求。