張單
摘 要:現(xiàn)如今我國(guó)的城市化現(xiàn)象越來(lái)越明顯,隨之而來(lái)的是交通問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展,在眾多的交通工具中地鐵被許多城市應(yīng)用,這主要是因?yàn)榈罔F所占的陸地資源十分少。目前我國(guó)啟動(dòng)地鐵的能源是電力,輔助供電系統(tǒng)在地鐵中占重要地位,該供電系統(tǒng)有序地控制著地鐵列車的運(yùn)行。該篇論文逐一闡述了列車的輔助供電系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:地鐵列車 輔助供電 供電系統(tǒng)
中圖分類號(hào):U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)07(a)-0100-02
1 地鐵列車輔助供電系統(tǒng)概要
電池、控制模塊、逆變器、輸出電路、輸入電路等系統(tǒng)共同組成了地鐵的輔助供電系統(tǒng)。
1.1 輸入電路
輸入濾波器以及電路熔斷器的兩種器材構(gòu)成了輔助電路的輸入系統(tǒng),輸入濾波器能夠過(guò)濾其他電路產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)并且對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行控制,使其的干擾降到最低;電路熔斷器的作用是熔斷電路,當(dāng)電路中出現(xiàn)短路或者過(guò)載的情況時(shí)電路熔斷器就能發(fā)揮其作用。
1.2 逆變器
受控三項(xiàng)電橋是逆變器中的一個(gè)器材,它的主要作用是轉(zhuǎn)變電壓。該電橋需要安裝在散熱器上,散熱器能夠幫助受控三項(xiàng)電橋散熱,驅(qū)動(dòng)信號(hào)需要連接到散熱板的驅(qū)動(dòng)板中,才能輸出地鐵列車所需要的三相交流電壓380 V。瞬間變壓器受到直流電流的影響會(huì)對(duì)電源造成污染,這就需要二極管來(lái)切斷變壓器。
1.3 輸出電路
在列車的輸出電路中,有一個(gè)器材叫做熔斷器,熔斷器,顧名思義,也就是壟斷電路,當(dāng)電路過(guò)載時(shí),熔斷器會(huì)發(fā)揮其作用。地鐵列車的供電經(jīng)過(guò)是:電壓通過(guò)變壓器將通過(guò)的電壓轉(zhuǎn)換成了列車能夠使用的電壓,然后再為散熱器的熔斷器提供電流。熔斷器、正弦波濾波器以及變壓器等設(shè)備組成了列車的輸出電路,一般的時(shí)候,濾波器都是在變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的,這是地鐵列車的設(shè)計(jì),列車系統(tǒng)會(huì)時(shí)刻檢查濾波器的輸出電壓大小,當(dāng)逆變器的電壓達(dá)到一定的頻率之后,將會(huì)斷開(kāi)輸出電路的開(kāi)關(guān)。
1.4 控制模塊
地鐵的控制模塊中主要由主控制器、輸入輸出節(jié)點(diǎn)、模塊控制器等設(shè)備構(gòu)成,控制模塊在輔助供電系統(tǒng)中起到控制的作用,當(dāng)列車供電系統(tǒng)產(chǎn)生的故障被控制模塊檢測(cè)出來(lái),控制模塊就能發(fā)揮其作用,關(guān)閉輔助器,達(dá)到保護(hù)列車輔助供電系統(tǒng)的作用。在列車的輔助供電系統(tǒng)中,主要由控制模塊對(duì)此進(jìn)行監(jiān)控,一旦該系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題,能瞬時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)并解決問(wèn)題,且通知上級(jí)。
一般來(lái)說(shuō),主模塊控制器中擁有兩個(gè)微處理器,這兩個(gè)微處理器各有各的作用。處理器一主要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單方面的檢測(cè),就像對(duì)輸出電路進(jìn)行電路方面的檢測(cè)。處理器二主要控制著逆變器的作用,同時(shí)還進(jìn)行對(duì)逆變器功能的檢測(cè),防止其出現(xiàn)故障,保證逆變器的功能能夠正常運(yùn)行。
1.5 蓄電池
蓄電池是地鐵列車輔助供電系統(tǒng)中最主要的一部分,當(dāng)列車電量不足時(shí),可以通過(guò)蓄電池來(lái)提供電力,在列車中,蓄電池一般都被安放在列車的頭部,這樣安放主要是為了當(dāng)列車電力不足時(shí),蓄電池可以為逆變器提供能量,能夠保證逆變器的正常啟動(dòng)。蓄電池可以在充電、放電這兩種形式之中任意切換,當(dāng)列車供電不足時(shí)蓄電池放電,當(dāng)列車供電系統(tǒng)正常時(shí)蓄電池充電。當(dāng)然,蓄電池并不是任何時(shí)候都能用的,只有在列車出現(xiàn)緊急情況時(shí)才會(huì)啟動(dòng),列車要為蓄電池提供足夠的電力,防止列車出現(xiàn)緊急狀況時(shí)蓄電池沒(méi)電的情況發(fā)生。
2 地鐵列車輔助供電方式
2.1 集中供電
地鐵列車輔助供電系統(tǒng)的充電方式有多種,第一種方式是集中供電。集中供電的方式主要是在地鐵列車中放一定數(shù)量的逆變器,使它們其中的一部分為其他的設(shè)備進(jìn)行能量的提供,集中供電還能夠進(jìn)行擴(kuò)展供電,并聯(lián)供電。如果使用并聯(lián)供電的話,電路是并聯(lián)的,兩臺(tái)逆變器并聯(lián)對(duì)地鐵提供能源。如果使用擴(kuò)散供電方式的話,逆變器各自負(fù)責(zé)自己的供電設(shè)備。
我國(guó)的逆變器容量在200~240 kVA,如果供電方式使用并聯(lián)供電,當(dāng)兩臺(tái)逆變器之中的任意一臺(tái)逆變器達(dá)不到要求時(shí),就不能再對(duì)列車的其他設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的供電了,只能對(duì)小部分設(shè)備進(jìn)行供電,這樣才能使得另一臺(tái)逆變器正常工作。如果使用擴(kuò)散供電方式,那么同樣,一臺(tái)逆變器出現(xiàn)故障時(shí),就要關(guān)閉故障逆變器的電路,使另一臺(tái)正常的逆變器進(jìn)行供電,這樣才能保證車廂內(nèi)的其他設(shè)備能夠有電使用。
2.2 分散供電
分散供電與并聯(lián)供電有著明顯的區(qū)別,最明顯的區(qū)別為分散供電是在地鐵的每一節(jié)車廂內(nèi)放一臺(tái)逆變器,再依靠三相輸出接觸器使得列車的電壓達(dá)到380 V。地鐵列車的供電容量比較大,負(fù)載也比較大,當(dāng)?shù)罔F列車的逆變器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),列車還有超大容量的電能為列車車廂提供能源,當(dāng)列車的每一節(jié)車廂中的逆變器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也有超大容量的電能為車廂提供正常的運(yùn)行,這樣即使有多臺(tái)逆變器發(fā)生問(wèn)題,也不用擔(dān)心列車的運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題。例如,列車的3臺(tái)逆變器產(chǎn)生故障,那么只要切斷列車逆變器故障車廂的空調(diào),就能使得其他的設(shè)備正常運(yùn)行。例如,列車的4臺(tái)逆變器產(chǎn)生故障,那么只要切斷整節(jié)列車車廂內(nèi)的空調(diào),就能使得其他設(shè)備正常運(yùn)行。分散供電的應(yīng)用有效地降低了列車因供電而停運(yùn)的問(wèn)題。
3 兩種地鐵車輛輔助系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比分析
將集中供電方式與分散供電方式放在一起進(jìn)行比較會(huì)發(fā)現(xiàn),應(yīng)用分散供電方式能夠減小當(dāng)一臺(tái)逆變器產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)對(duì)列車整體的影響,集中供電方式對(duì)逆變器的要求較低,能夠節(jié)約眾多的電能。但是兩者的缺點(diǎn)也比較多,分散供電方式會(huì)使得列車的總體質(zhì)量增加。
3.1 設(shè)備方面
有6輛車,其中每輛車中都有一臺(tái)逆變器,容量為80~90 kVA,主要拿來(lái)模擬分散供電方式,實(shí)驗(yàn)還提供了4臺(tái)供電裝置以及2臺(tái)充電器,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,逆變器分別向每輛車提供了480~540 W的輸出功率。當(dāng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M集中供電方式時(shí),需要2臺(tái)電源,1臺(tái)供電裝置,供電過(guò)程中,逆變器的總?cè)萘窟_(dá)到了180~230 kVA,所以兩種供電方式各有各的不同。
3.2 技術(shù)方面
集中供電方式的優(yōu)點(diǎn)主要有運(yùn)用的設(shè)備少,系統(tǒng)電路較為簡(jiǎn)單,電容量大,供電時(shí)產(chǎn)生的噪聲小,并且其供電的效率高達(dá)9/10。分散供電方式的優(yōu)點(diǎn)是噪聲小,產(chǎn)生的電量多,抗干擾力強(qiáng),能夠有效消除逆變器運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲。同時(shí)分散供電方式的缺點(diǎn)比較多,其需要在每節(jié)車廂都安裝一臺(tái)逆變器,導(dǎo)致了車廂的總體質(zhì)量增加,并且成本很高,一臺(tái)逆變器所占的空間比較大。
3.3 電源分配方面
在電源分配方面兩者供電方式有著明顯的不同,集中供電的電源分配是依靠網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制的,同樣分散供電方式也是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制的,但是分散供電方式的電能只能在相鄰的車廂之間進(jìn)行傳導(dǎo),而集中供電方式可以在任意的2臺(tái)電源之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
參考文獻(xiàn)
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