袁如玥

摘要：本文主要介紹了地鐵車輛的輔助供電設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容，重點分析了在地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)中常見的地鐵輔助供電模式、輔助布局設(shè)計方法以及如何對地鐵輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。通過對地鐵車輛輔助供電結(jié)構(gòu)進行分析，旨在幫助地鐵公司做好地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的優(yōu)化工作。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;輔助供電系統(tǒng);結(jié)構(gòu)優(yōu)化;方案設(shè)計

中圖分類號：U270.381?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0061-01

輔助系統(tǒng)是城市地鐵或輕軌交通運輸過程中必不可少的一個重要組成部分。輔助供電系統(tǒng)是輔助系統(tǒng)的一大類別，主要在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮著對空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、壓縮機、蓄電池及照明系統(tǒng)等設(shè)備進行供電的功能。輔助供電系統(tǒng)輸出的供電電壓一般有：三相AC380V交流電、DC110V、DC24V直流電。

1?輔助布局設(shè)計

地鐵車輛輔助供電設(shè)備布局需要考慮到多重因素，如設(shè)備安裝與其他基礎(chǔ)設(shè)施是否存在沖突，如何合理規(guī)劃設(shè)備安裝位置以提高設(shè)備使用效率等。在地鐵站建設(shè)時，基本財通分散供電和集中供電兩種設(shè)備布局形式。

分散供電是指每個地鐵車廂上都配備了一臺輔助供電設(shè)備。典型的應(yīng)用案例有：廣州地鐵一號線。集中供電即整列車有兩套輔助供電裝置對車輛進行供電，典型應(yīng)用案例為西安地鐵二號線。這兩種輔助供電布局設(shè)計方案各自有優(yōu)缺點，第一種配置起來較為容易，集成度較高，但成本隨之增加，且集成系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障;第二種故障較少，體量較輕，部分模塊集成度較高，成本較低。我國大多數(shù)地鐵輔助供電布局設(shè)計選用集中供電的設(shè)計布局。

2?地鐵輔助供電模式

地鐵車輛輔助供電模式主要分為交叉供電、擴展供電兩種。其中，交叉供電主要指利用兩路AC380V的交流電供電線路貫穿整輛地鐵，并通過兩個輔助逆變器進行連接。地鐵列車上，沒個車輛的交流負載需要根據(jù)其實際需求平均分為兩組，并由兩個輔助逆變器進行供電。除了需要向車廂動力系統(tǒng)進行供電之外，還需要保障地鐵車相中的各類設(shè)備的正常運行。例如：冷卻風機、壓縮機、逆變器等。這些均需要與輔助逆變器進行連接，才能發(fā)揮其正常功能。至于在每個車廂中都需要安裝兩個輔助逆變器的原因，主要在于降低一個輔助逆變器的工作壓力，同時確保某一輔助逆變器發(fā)生故障時另一個還能正常工作，從而使車輛正常運行。

擴展供電是指有一條AC380V交流電貫穿地鐵，通過兩個輔助逆變器連接線路，其中的一個輔助逆變器上應(yīng)當接入接觸器，使用時需要將兩個逆變器分段，使其不會并網(wǎng)運行。在確保兩個輔助逆變器的能夠正常工作的情況下，將擴展接觸器調(diào)為斷開狀態(tài)。為降低逆變器的工作壓力，仍采用平分的方式，將地鐵的車輛供電工作平分為兩組，由兩個逆變器進行供電。當其中一個逆變器出現(xiàn)問題時，由另一個逆變器負責全車的供電工作，此時，為降低逆變器供電壓力，一定要降低車輛運行時的負載。

通過對兩種輔助供電系統(tǒng)工作模式進行細致的分析，不難發(fā)現(xiàn)兩種系統(tǒng)供電模式各自的供電優(yōu)勢。其中，從控制效果出發(fā)，可以看出，利用交叉供電的方式來對地鐵列車供電，其工作難度更低。由于使用了兩條線路且每條線路都有逆變器工作，因此，其中一條線路出現(xiàn)問題，另一條線路無需進行調(diào)整，可直接工作，維持地鐵車輛的正常工作;從布線的難易程度出發(fā)，擴展供電模式布線難度顯然要更低，同時布線成本也要比交叉供電模式低很多;從舒適度角度出發(fā)，擴展供電模式具有明顯的優(yōu)勢，其占用空間更少，且與交叉供電實現(xiàn)功能基本一致，在出現(xiàn)故障時，也不會對車廂運行造成太大影響。

3?供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計

3.1輔助直流電源轉(zhuǎn)換。輔助直流轉(zhuǎn)換與高壓靜止逆變存在緊密的聯(lián)系。其中，輔助直流逆變的轉(zhuǎn)換方法有兩種：一是利用50Hz的隔離變壓器對直流電源進行轉(zhuǎn)換;第二種是利用獨立變換器直接接入電網(wǎng)，以獲取高頻變壓器隔離、轉(zhuǎn)換并濾波后得到的電源。兩種方案各有優(yōu)劣，第一種對逆變器的依賴性較大，后者需要獨立的直流電源，成本較高。

3.2高壓靜止逆變處理。電子器件的不斷發(fā)展使靜止輔助供電系統(tǒng)有了很大的發(fā)展空間。三相交流電的靜止逆變（針對AC380V交流電）是現(xiàn)如今大多數(shù)新的地鐵車型輔助系統(tǒng)的采用形式。關(guān)于高壓靜止逆變處理的方案主要涉及到：首先對電壓進行穩(wěn)壓處理，隨后進行逆變，加變壓器對電流進行降壓隔離處理，如果處理效果并不理想，也可采用變壓器加逆變器對電源進行降壓隔離;利用電容分壓加隔離變壓器的方式，將電源變?yōu)槭访}沖。另外，也可采用直流——直流變換加高頻變壓器對電源進行靜止逆變的方案，來實現(xiàn)電源變換的目的。

4?結(jié)語

城市地鐵運輸是城市交通運輸?shù)闹匾M成部分，在城市交通運行中發(fā)揮著重要作用。輔助供電系統(tǒng)是維持地鐵正常運行的基礎(chǔ)硬件結(jié)構(gòu)，在輔助供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的建設(shè)過程中，需要尤其注意輔助供電系統(tǒng)的設(shè)備布局設(shè)計情況，要充分考慮到布局設(shè)計成本，運行效率等因素;另外，在選擇輔助系統(tǒng)方案時要根據(jù)實際性需要選擇不同的靜止逆變方案及電流轉(zhuǎn)換方案，以提高地鐵與供電設(shè)施的適配性，從而保障地鐵的正常運行。

參考文獻：

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