沈權(quán)

摘要：我們希望本文能為現(xiàn)代電車的外觀，防故障裝置，輸出過電壓故障，輔助裝置，自動控制和超級電容器故障方面的自動充電提供有效的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代有軌電車;充電裝置;檢修維護

引言

現(xiàn)代電車是一種大容量，低車輛的環(huán)保型車輛，集先進的電力牽引，車輛制動，通信信號和空調(diào)系統(tǒng)于一體，交通流量低，環(huán)保且節(jié)約資源。由于超級電容器的能量密度低，電車必須在最大乘客離開時間后或車輛返回現(xiàn)場后很短時間內(nèi)迅速為多列有軌電車充電。目前，車輛的超級電容器的手動更換通常是手動進行的，在維護中心和調(diào)度中心需要幾個人，需要長期的調(diào)整工作，并且人工成本較高。另一方面，車輛超級電容器補償/充電操作可能要求車輛在維修車間和車庫多次移動，特別是由于夜間車輛維護期間對駕駛員的操作技能提出了很高的要求。對于不同的車輛，必須連續(xù)補充/充電幾次，并且工作強度很大。隨著電車運行管理要求的不斷提高，本文提出了一種新的智能控制環(huán)收費系統(tǒng)解決方案，該解決方案可以提高無人駕駛，安全性，可靠性和效率，以解決有軌電車的短期高速行駛問題。需要汽車補給/充電。

1充電裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

以一個形成有軌電車運營網(wǎng)絡(luò)覆蓋化規(guī)劃的城市而言，通常會在有軌電車的兩至三條線路的交叉位置設(shè)置車輛段。因此當一個停車場的軌道數(shù)目大于8條或以上時，為了確保運營的安全性，達到充電不間斷的目的，需要在場段安裝兩座以上的大電流充電裝置，通過多個接觸器、雙極隔離開關(guān)的組合，形成一個充電電源互為備用，又每一軌道相互獨立的充電網(wǎng)。同時為了遠程安全操作，需要同時集成后臺設(shè)備在線監(jiān)控、遠程軌道與車輛在線視頻監(jiān)控。

如下圖1所示，有軌電車場/段循環(huán)充電智能控制系統(tǒng)設(shè)備主要由如下幾個部分組成：

1）整流變壓器;

含1臺或2臺容量為1250Kva的干式整流變壓器，用于把從饋線柜過來的10kv電源，轉(zhuǎn)換成雙抽頭輸出的三相690伏交流電源;

2）PWM整流斬波快充柜;

含兩臺最大電流可達到1800A，最高電壓達到900伏的PWM整流斬波快充柜，本文為了降低諧波，保證功率因數(shù)，選用可控IGBT AC/DC模塊整流，把三相690伏的交流電源整流成大于1500伏的直流電，然后通過DC/DC模塊，對充電電流、電壓進行控制，對車載超級電容進行充電;

3）互為備用隔離開關(guān)柜;

含3個雙極隔離直流開關(guān)，采用互鎖邏輯“兩通一斷”，實現(xiàn)平時兩個PWM整流斬波快充充相互獨立工作，在緊急時候又能相互備用的功能;

4）智能循環(huán)充電控制柜;

內(nèi)含PLC、觸摸屏、操作面板、控制單元，以及依軌道數(shù)量的多少而配置對應(yīng)數(shù)量的直流接解器、直流隔離開關(guān)。首先在每一個正極采用快速切換的直流接觸器，實現(xiàn)快速把從PWM整流斬波快充柜過來的電能在每一個軌道中快速切換，但每一個軌道的充電電流又互相隔離的功能。

5）遠程設(shè)備在線監(jiān)控;

內(nèi)含數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與工控機，實時獲取電力監(jiān)控數(shù)據(jù)，并在遠程監(jiān)控屏幕實時顯視，通過數(shù)據(jù)分析，來確保車輛安全、設(shè)備安全。

6）遠程軌道與車輛在線視頻監(jiān)控

內(nèi)含與車道對應(yīng)數(shù)量的長焦距監(jiān)控攝像頭，通過畫面警戒線的“紅線預(yù)警”，可與設(shè)備在線監(jiān)控進行數(shù)據(jù)匹配，對車道車輛行駛安全狀態(tài)的評估與預(yù)警。

2充電單元的檢查與維護

根據(jù)廣州有軌電車充電單元的一般故障分析，三亞有軌電車進行了預(yù)防性維護。

2.1充電單元的檢查

外觀檢查和小修日常工作的員工應(yīng)根據(jù)充電單元檢查日志對充電站和每個站的充電導(dǎo)軌進行巡邏檢查。每月進行一次充電軌測量和RF設(shè)備組件功率測量檢查。根據(jù)維護手冊，每六個月稍微修理一次充電裝置。

2.2檢查和維護充電設(shè)備的故障

保護定期檢查充電設(shè)備的短路保護，過流保護，過壓保護，故障輸出等保護功能是否正常，并通過顯示屏或上位機軟件對充電設(shè)備的電壓，電流，溫度，外部進行充電。檢查邏輯等在狀態(tài)正常的同時，與工作狀態(tài)相關(guān)的必要數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到主控制室。

模擬充電設(shè)備的各種故障模式，根據(jù)需要檢查并維護充電設(shè)備的故障預(yù)防功能，測試充電設(shè)備的各種故障模式，并根據(jù)指定要求保護正常運行中的故障保護功能功能。

2.3輔助設(shè)備的維護

通過維護檢查充電輔助裝置上冷卻風扇的旋轉(zhuǎn)方向，以確保所有風扇均在正常旋轉(zhuǎn)，并且風扇在干擾其他組件。確保所有空調(diào)正常運行。將AC220V電源添加到照明電路控制電源開關(guān)，打開和關(guān)閉門，檢查照明燈的開關(guān)狀態(tài)，打開門并關(guān)閉指示燈[1]。將恒溫器的溫度設(shè)置在環(huán)境溫度范圍內(nèi)，調(diào)整恒溫器的正常工作溫度范圍，并檢查每個繼電器輸出觸點是否正確。將額定工作電壓添加到加熱板上，并檢查其是否工作正常。檢查UPS主機和電池之間的連接。特別是，必須在電池的正負極之間建立連接以防止短路。電路檢查完成后，將AC220V電源連接到UPS的主輸入側(cè)，檢查UPS是否正在充電并正常工作，使用萬用表，電源測試和電池檢查功能來測量圖紙和UPS輸出觸點的適用性。檢查并驗證故障的準確性。測量輸出電壓的穩(wěn)定性和準確性。

2.4充電裝置的自動控制

性能檢查和維護檢查充電裝置的充電功能在車輛運行的所有階段均正常。充電設(shè)備停止充電。

車輛穿越：在充電過程中，將模擬輸出信號，并且充電設(shè)備必須停止充電。緊急停車標志：模擬給定的車輛進站停車標志，充電設(shè)備將開始工作，這時按下緊急停車按鈕，充電設(shè)備應(yīng)停止充電并發(fā)出警報。射頻卡故障：未提供車輛位置信號連續(xù)監(jiān)測儲能電容器電壓（5S）后，充電設(shè)備開始工作，儲能電容器被充電至額定電壓值，充電設(shè)備進行充電停止。

2.5超級電容器

三亞有軌電車的超級電容器為每列電車配備4套超級電容器盒，其中2套為超級電容器盒I和2個超級電容器盒。I型超級電容器的參數(shù)為256F，最大充電電流為340A（20s），II型超級電容器的參數(shù)為389F，最大充電電流為510A（20s）。為了在充電過程中對電容器安全充電，必須確保在電池充電過程中有4套電容器正常工作，如果出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時減小充電電流，以確保電容器安全運行。超級電容器的故障維護主要基于超級電容器的電壓-時間曲線，當1700A的電流對一個電容器組和四個電容器組進行充電時，電壓上升率有所不同，并且這四個組在一定的時間范圍內(nèi)。通過計算電壓上升率來判斷。超級電容器是否正常運行通過建立一個仿真模型以恒定電流為電容器充電，電車將進入車站并首先在1700A下進行測試。進行電流下降實驗，以查看超級電容器是否有故障。進入車站的車輛的充電裝置開始恒流充電。充電過程分為兩個部分，一個部分是電流上升，另一部分是1700A恒定電流充電。電流上升階段規(guī)定電流在1秒內(nèi)的給定時間內(nèi)從0A上升到1700A，并在以恒定電流充電以判斷電容器系統(tǒng)狀態(tài)之前在1700A保持5秒鐘，分別為0.5s，1.5s和2.5s。在指定時間的5秒內(nèi)收集支路電壓，該值用作判斷電壓范圍的標準。如果板載超級電容器的初始電壓為616V并且電壓升高大于610V，則四個電容器組均正常，否則存在異常電容器組，并且電流設(shè)置降低至750AQ（將兩相分頻，可以收集實際電流值）當實際電流值達到1700A時，將開始1700A的恒定電流充電。

3結(jié)論

本文介紹了儲能現(xiàn)代有軌電車地面充電設(shè)備的系統(tǒng)配置，功能，系統(tǒng)保護和其他方面。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用條件和需求開發(fā)智能匹配，自動檢測和系統(tǒng)保護。該充電裝置有效地解決了充電可靠性低，對過去的電網(wǎng)和電網(wǎng)的引弧影響大的問題，并且更加可靠，智能并且更適合電網(wǎng)和終端車輛。發(fā)展。

參考文獻

[1]徐暉，邵宜祥，蘇秀娥，等.大功率交錯并聯(lián)在有軌電車充電裝置中的應(yīng)用[J].電力電子技術(shù)，2018（03）：15.

[2]戎琳，田煒，孫祖勇，等.超級電容有軌電車充電裝置系統(tǒng)研究[J].電力電子技術(shù)，2017（10）：76-78.