城轨列车辅助系统交流供电方式

【摘要】 城轨列车辅助系统是运行过程中必不可少的构成部分,对于列车众多实用功能具有重要意义,与此同时,也与乘客是否具有良好的舒适度具有很大关系,因此必须更加重视辅助系统的设计。现阶段,国内外交通行业在不断研究和分析辅助供电系统。本文主要分析和研究了城
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  【摘要】城轨列车辅助系统是运行过程中必不可少的构成部分,对于列车众多实用功能具有重要意义,与此同时,也与乘客是否具有良好的舒适度具有很大关系,因此必须更加重视辅助系统的设计。现阶段,国内外交通行业在不断研究和分析辅助供电系统。本文主要分析和研究了城轨列车辅助系统交流供电方式,并进行了一定的对比,得出比较合理方式,促进城轨列车的发展。

  【关键词】城轨列车;辅助系统;交流供电方式;对比

  城轨列车辅助系统实际上主要目的就是可以给列车提供一定的交流负载电源。一般来说交流负载主要包括以下几方面:空气压缩机、空调机组、电加热器以及冷却通风机。辅助系统基本上具有两种交流供电的模式,也就是分散供电以及集中供电,也可以称为交叉供电和扩展供电。集中供电模式还可以适当的分为交叉式集中供电以及单元式集中供电。分散式供电可以分为两种,主要包括混合式供电以及全分散供电方式。

  一、集中供电

  (一)交叉式集中供电方式

  在每一列列车上合理的设置两台辅助系统逆变器,在列车上使用AC380V列车线,两台设备合理的分别对列车一半设备进行适当的供电处理。一旦一台出现相应故障的时候,会自动把负载进行减半。

  (二)单元式集中供电方式

  在列车上出现两个单元,在每一个单元上设置相应的一台辅助系统逆变器,利用单元自身的列车线来适当提供供电设备。一旦一台设备出现相应故障的时候,就会利用一定的扩展功能通过正常系统逆变器进行负载减半形式供电。

  (三)分析比较交叉供电和单元供电

  第一,单元式供电优点。会少量的用到列车线的接插件和电缆,从而有效地降低成本以及重量。在运行的时候,如果一台设备出现故障,所有设备中的空调机和通风机可以进行正常运行,可以适当进行正常照明,乘客具有一定的舒适度。但是会存在控制复杂的缺点。列车上的TCMS会在一定程度上随时对供电设备进行监控,在出现故障以及故障恢复以后,会依据一定的标准和规范进行电路切换。

  第二,交叉式供电优点。控制相对比较简单,如果出现一台辅助系统逆变器故障,负载会自动进行减半,不需要进行相应的切换。但是还是会存在一定的问题和不足。需要使用AC380两路列车线和插件,具有大的基础建设投资,也在一定程度上提高了列车的自身重量。经过大量数据和研究计算可以发现,4M2T列车总电缆重量为550kg,需要切换相应的通风机,如果存在一定的容量冗余,此时不需要进行空气压缩机的切换。出现故障的时候,列车内部减半照明,没有很好的舒适度。

  二、分散供电

  (一)混合分散供电方式

  在能够合理分为两个单元的城轨列车上,每辆车都合理的设置具有相同容量的一台辅助系统逆变器,一部分为了全车进行交叉供电,一部分给列车内部部分设备进行交叉供电。

  (二)全分散供电方式

  在每一台城轨列车上都适当的设置具有相同容量的设备。一台辅助系统逆变器,具有一定的并联性,因此,在运行的时候,应该对于同相位、同频率以同电压的逆变器进行严格要求。

  (三)分析和比较混合式和全分散供电方式

  相比较于全分散供电方式,混合式供电具有以下不足和缺点:具有相对比较多的列车线,电路比较复杂,会用到比较多的材料。由于城轨列车没有很好的供电冗余能力,如果有一台辅助系统逆变器出现故障,就会导致全车的空调负载降低四分之一。但是此时如果使用的是全分散式供电系统,那么可以不切除负载;辅助系统逆变器有可能会出现不均衡的问题,使得乘客没有良好的舒适度,在出现故障的时候,仅仅只有一半负载给系统提供照明供电。

  三、分析比较分散式供电和集中式供电

  (一)集中式缺点和优点

  第一,缺点。出现故障的时候,会损失将近一半的电力,负载减半。

  第二,优点。一是,使用的设备和部件相对比较少,例如,合理的使用两台辅助设备仅仅只需要用到12个IGBT;二是,具有统一规格的柜体,可以适当的把低压电压放置在辅助电源内;三是,在拖车下面,合理放置辅助电源,合理分配轴重和布置设备。

  (二)分散式缺点和优点

  第一,优点。具有很高的冗余度以及强的互补性,在使用全分散供电方式的时候,不需要切除负载和进行设备的拓展。

  第二,缺点。具有成本高、部件和设备多,控制过程相对比较复杂,具有严格的要求。大量占用车下空间,布置设备比较困难,器件比较多,容易弧线故障。

  四、结束语

  总而言之,相比较于分散式供电方式,集中式供电方式具有一定的优点,单元式供电又比交叉式具有一定的特点和优势。但是不管使用什么种类的供电形式,在设计的时候需要遵循以下规则。一是,利用两台逆变器来合理的满足实际的交流设备需求;二是,在进行减载的时候,应该符合舒适度的需求;三是,辅助系统应该具有相应的过载能力,以便于可以很好的适应启动泵类负载。

  参考文献

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