地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化路徑淺述

曹雷 王程

【摘要】本文主要分析了地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的發(fā)展情況，重點(diǎn)介紹了對輔助供電系統(tǒng)的主要優(yōu)化手段，它不僅可以提高城市居民出行的舒適性和安全性，還可以確保地鐵順利達(dá)到目的地，并且促進(jìn)地鐵事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。通過對該問題的研究和分析，可以進(jìn)一步清晰輔助供電系統(tǒng)作為地鐵控制系統(tǒng)中重要組成部分的地位，還需要使用不同種類的電源電壓，并結(jié)合輔助逆變壓器、充電器等其他設(shè)備形成輔助，共同組成科學(xué)、合理的供電系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】地鐵車輛;輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化;有效途徑

對于地鐵輔助供電系統(tǒng)來說，主要由外部供電系統(tǒng)和內(nèi)部供電系統(tǒng)兩部分組成。而外部供電系統(tǒng)又被稱為城市電網(wǎng)供電系統(tǒng)。那么，地鐵車輛在運(yùn)行過程中就會(huì)從城市電網(wǎng)中獲得電能，就不需要建立相應(yīng)發(fā)電廠。除此之外，地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)主要有三種供電方式原理，主要集中在交叉供電、擴(kuò)展供電以及并網(wǎng)供電。當(dāng)前，地鐵車輛已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化建設(shè)程度的重要指標(biāo)，并且也是反應(yīng)國家綜合國力、城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及人們生活水平高低的重要因素。

1地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的發(fā)展概述

最初在進(jìn)行地鐵車輛設(shè)計(jì)過程中，輔助供電系統(tǒng)主要包括輔助逆變器以及低壓電源兩部分組成，之后還會(huì)通過旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)、發(fā)電機(jī)組作為輔助逆變器來進(jìn)一步提供供電手段。之后還會(huì)將接觸網(wǎng)作為發(fā)電機(jī)來提供高壓電，并通過發(fā)電機(jī)來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，之后將運(yùn)行工作、三相交流電作為負(fù)載供電。綜合來說，這種使用效果較差。除此之外，當(dāng)前地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的供電方式分為集中供電和分散供電、混合供電這三種為主。集中供電是在線路的合適位置來根據(jù)總?cè)萘恳筮M(jìn)一步設(shè)計(jì)主變電所，之后會(huì)通過城市電網(wǎng)變電向主變電所供電。在這一過程中，還會(huì)經(jīng)過降壓和沿線結(jié)合牽引變電所、降壓變電所之間形成中亞環(huán)網(wǎng)，之后向軌道交通系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行供電。分散供電不會(huì)設(shè)置主變電所，而是直接通過城市電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的變電所中的壓輸電線向軌道交通沿線進(jìn)行牽引變電所的設(shè)置，并和降壓變電所形成環(huán)網(wǎng)。而混合供電是從一條軌道交通線路，各個(gè)部分之間供電方式不同進(jìn)行工作。不僅如此，在研究地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中就可以發(fā)現(xiàn)，供電系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要包含主變電站、供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)、牽引及降壓變電所、接觸網(wǎng)、電力監(jiān)控以及雜散電流腐蝕防護(hù)多個(gè)部分。在整個(gè)輔助供電系統(tǒng)中還會(huì)包括輔助逆變器系統(tǒng)和低壓電源系統(tǒng)。對于車輛輔助供電系統(tǒng)來說，大多會(huì)選擇集中布局裝置，并且輔助供電系統(tǒng)將逆變器、開關(guān)、整流設(shè)備的安裝與車底多個(gè)部分來具體為列車運(yùn)行過程中提供輔助電源。具體情況如下表1所示：

2地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的優(yōu)化方案

通過對地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的了解就可以清楚的發(fā)現(xiàn)，供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障主要集中在負(fù)載故障，并且各類插頭松動(dòng)、電氣原件損壞等原因也會(huì)進(jìn)一步引起輔助供電系統(tǒng)發(fā)生問題。在對輔助供電系統(tǒng)進(jìn)行檢修的過程中，尤其是需要對關(guān)鍵部位進(jìn)行多次檢查，以此來有效的降低故障發(fā)生的幾率。如果設(shè)備出現(xiàn)問題，也要進(jìn)一步觀察問題的具體表現(xiàn)，之后再根據(jù)廠家給出的處理建議進(jìn)行診斷。除此之外，還需要對輔助供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以此來減少故障可能存在的幾率。如果在對車輛進(jìn)行調(diào)試的過程中也可以清楚的發(fā)現(xiàn)，操作受電弓發(fā)現(xiàn)降弓問題，那么車輛的監(jiān)控系統(tǒng)中就會(huì)發(fā)出警示。這時(shí)相關(guān)人員就需要根據(jù)具體提示來明確故障系統(tǒng)出現(xiàn)問題的部位，并且還需要對監(jiān)控系統(tǒng)中的低壓故障警示加強(qiáng)重視。如果當(dāng)檢測設(shè)備電壓傳感器檢測到電容器電壓低于最低值時(shí)，就需要進(jìn)一步考慮濾波電容器是否電壓過低，之后還需要及時(shí)斷開電路，減少損失。如果出現(xiàn)電工降弓的情況，那么就暗示高壓電撤出和系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在很大的聯(lián)系。通過逆變控制的故障也可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，需要經(jīng)過有效的優(yōu)化流程：首先需要在輔助逆變系統(tǒng)接收到降弓指令信號(hào)的過程中關(guān)閉門極信號(hào)，并且還需要斷開高壓電源回路：其次，這時(shí)列車處于降弓的狀態(tài)，但是輔助逆變器并沒有接受到信號(hào)，那么系統(tǒng)就會(huì)默認(rèn)為是高壓輸入故障，進(jìn)而出現(xiàn)低電壓故障。具體情況如下表2所示：

3結(jié)束語

綜上所述，通過對多元化地鐵輔助系統(tǒng)的了解和分析，可以進(jìn)一步清晰在選擇地鐵設(shè)計(jì)方案時(shí)按照不同情況綜合考慮的重要性，從而盡可能的減少地鐵運(yùn)行過程中可能存在的安全隱患。除此之外，地鐵車輛輔助系統(tǒng)的國產(chǎn)化發(fā)展不斷推進(jìn)，并且全新設(shè)計(jì)的變壓器在使用過程中也獲得了良好的反饋，也就是說，當(dāng)前國產(chǎn)化發(fā)展的前景非常明朗，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者也要提高研究力度，做好相關(guān)工作。

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