劉義 宋揚 李磊

摘 要：本文以武漢地鐵7號線為研究對象，對城軌車輛輔助供電系統(tǒng)的并網(wǎng)供電的配置方案及控制邏輯進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道列車;輔助供電;并網(wǎng)控制

1 概述

城市軌道列車是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，也是技術(shù)含量較高的機電設(shè)備。列車輔助供電系統(tǒng)基本分為擴展供電和并網(wǎng)供電2種，本文主要以武漢地鐵7號線為研究對象，對并網(wǎng)供電進行研究分析。

2 配置方案

輔助電源系統(tǒng)的運行獨立于牽引系統(tǒng)，為保證輔助電源系統(tǒng)的高可用性及通過斷電區(qū)時避免電壓中斷，設(shè)置列車DC1500V輔助專用高壓母線，通過高壓輔助母線將列車4臺輔助電源輸入端并行連接起來，并設(shè)置母線熔斷器進行保護。輔助電源系統(tǒng)主要由SIV箱（簡稱“SIV”）、蓄電池充電機組成。系統(tǒng)配置框圖如圖1所示。

車輛設(shè)置中壓母線接觸器電路，輔助電源系統(tǒng)的中壓母線由并聯(lián)的SIV供電，中壓母線貫穿于整列車給整列車的中壓負載同時供電，母線接觸器用于將輔助電源與中壓母線隔離。正常情況時，母線接觸器處于閉合狀態(tài)并且所有的輔助電源處于并聯(lián)供電模式;當發(fā)生母線短路時，母線接觸器可以將故障輔助電源隔離或?qū)⒍搪纺妇€隔離，不需要將整條母線全部隔離。在4個母線接觸器全斷開的情況下（不采用并網(wǎng)供電的模式下），列車單元內(nèi)采用交叉供電，關(guān)鍵交流負載不受影響。中壓母線上380交流負載，除空調(diào)壓縮機外的所有交流負載應(yīng)采用冗余電源，空調(diào)壓縮機均勻分布在單元內(nèi)的2臺SIV所對應(yīng)交流母線上。

（1）在交叉供電時。交叉供電指的是4個母線接觸器全斷開。當1臺SIV故障時，本單元內(nèi)的另1臺SIV可保證本單元內(nèi)的基本負載工作，另1單元不受影響;當分別位于不同單元的1臺SIV故障時，本單元內(nèi)另1臺SIV可保證基本負載工作;當位于同一單元的2臺SIV故障時，本單元將失去380V電源。當3臺SIV故障時，故障2臺SIV的單元，將失去380V電源，故障1臺的單元，正常工作的1臺SIV可保證基本負載工作。

（2）在并網(wǎng)供電時。中壓母線無短路時，在1臺SIV故障時，車輛負載不減載，在2臺故障時，1/4的空調(diào)壓縮機減載，3臺故障時，所有空調(diào)壓縮機全部減載。

（3）中壓母線有短路時。1節(jié)母線短路，短路所在單元內(nèi)的一半空調(diào)壓縮機不得電，其他負載不受影響;2節(jié)母線短路：分布在每單元的一節(jié)母線短路，每單元內(nèi)的一半空調(diào)壓縮機不得電，整車失去一半空調(diào)壓縮機負載;在同一單元內(nèi)的兩節(jié)母線短路，這一單元所有負載不得電，另一單元不受影響。3節(jié)母線短路：在同一單元內(nèi)的兩節(jié)母線短路，這一單元所有負載不得電，另一單元一節(jié)母線短路，該單元內(nèi)的一半空調(diào)壓縮機不得電，整車失去3/4空調(diào)壓縮機負載，保留整車一半的其他負載。

3 控制方案

中壓線接觸器的控制邏輯分網(wǎng)絡(luò)正常和網(wǎng)絡(luò)癱瘓2種情況，電路原理圖見下圖：

（1）網(wǎng)絡(luò)通訊正常時。當TCMS發(fā)出一個閉合指令時，繼電器K1線圈得點，K1輔助常開觸頭閉合，KMK1/KMK2線圈得電，KMK1/KMK2主觸頭吸和，同時KMK1輔助常開觸頭吸和，形成自鎖，并給TCMS狀態(tài)反饋信號。保證網(wǎng)絡(luò)信號不穩(wěn)定的情況下，KMK1/KMK2保持吸和狀態(tài)。KMK1/KMK2吸和后，要斷開，必須有TCMS發(fā)出一個斷開指令時，繼電器K2線圈得點，K2輔助常閉觸頭斷開，KMK1/KMK2線圈失電，KMK1/KMK2主觸頭斷開，并給TCMS狀態(tài)反饋信號。若任意一個母線接觸器發(fā)生卡合故障，則所有SIV獨立運行。

（2）網(wǎng)絡(luò)癱瘓時。在網(wǎng)絡(luò)癱瘓時，要求母線接觸器全部斷開，將SIV運行模式選擇開關(guān)有“并聯(lián)供電模式”打到“隔離運行模式”，通過司機室的“隔離運行模式”信號，斷電延時繼電器KT線圈得點，KT輔助常閉觸頭斷開，KMK1/KMK2線圈失電，KMK1/KMK2主觸頭斷開。

4 運行測試

武漢地鐵7號線輔助供電系統(tǒng)采用了并網(wǎng)供電設(shè)計，目前系統(tǒng)運行良好，未有重大故障。

5 總結(jié)

本文主要以武漢地鐵7號線并網(wǎng)供電系統(tǒng)為樣本，研究了城市軌道交通并網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計要求、系統(tǒng)搭建、控制邏輯，并通過實際應(yīng)用論證了設(shè)計的可靠性。

參考文獻：

[1]嚴剛剛.地鐵列車中中壓交流并網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用淺析[J].建材與裝飾，2015（18）：194-195.

[2]閻純潔.城軌列車輔助系統(tǒng)交流供電方式的分析與比較[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2015（4）：86-87.

[3]蔣曉東，劉厚林，尚江傲.寧波軌道交通1號線一期工程車輛輔助供電系統(tǒng)[J].電力機車與城軌車輛，2013（1）：25-29.