馬來西亞安邦延伸線項目輕軌車輛高壓電路設計與研究

摘 要 鑒于節能環保和高運輸能力的要求，現階段的城市軌道交通車輛絕大部分采用地面高壓供電形式。軌道交通車輛的高壓主電路和輔助電路的作用就是將地面接觸網或第三軌傳輸的電能提供給牽引系統為車輛提供動力并通過輔助系統為車輛其他系統提供輔助電源。本文詳細闡述了馬來西亞安邦延伸線項目輕軌車輛主電路和輔助電路的設計。

關鍵詞 主電路與輔助電路 輕軌車輛 高壓電路設計

中圖分類號：U239.3 文獻標識碼：A

1 馬來西亞安邦延伸線項目車輛介紹

馬來西亞安邦延伸線項目車輛為輕軌車輛，每列車由兩輛帶司機室的動車（D車）和一輛不帶司機室的動車（M車）組成D-M-D固定編組。馬來西亞安邦延伸線車輛主要技術參數：（1）供電電壓：DC750V；（2）電壓變化范圍：DC 500V～900V。

2 主電路設計

主電路采用牽引高壓不貫通全車，而輔助高壓母線貫通全車的方式；三軌供電與庫用供電之間的切換通過接觸器形式自動實現。

2.1 設備配置

列車的主電路設備分為高壓電路設備、牽引系統設備和輔助系統設備，主要包括：（1）受流器：用于連接第三軌DC750V供電電源；（2）庫用插座：用于連接庫內DC750V供電電源；（3）浪涌吸收器（避雷器）：用于吸收雷擊等情況下的沖擊電流；（4）高壓箱：設置在每輛車底架上的不銹鋼箱體，安裝高壓電路主要電氣器件；（5）牽引變流器：采用架控形式，將DC750V高壓電源轉化為交流變頻變壓電源分別為兩個動車轉向架上的4個牽引電機提供電源；（6）輔助變流器：輔助系統采用并網供電形式，整列車設置3臺輔助變流器（每臺包括一個蓄電池充電機）為車輛提供AC380V和DC110V輔助電源；（7）接地裝置：每個轉向架上安裝兩套接地裝置，用于車輛的工作接地和保護接地。

2.2 第三軌供電

當輕軌車輛在三軌線路上行駛時，通過受流器與三軌電源連接，經過受流器熔斷器保護后進入高壓箱；在高壓箱內，DC750V電源分為兩路，一路通過高速斷路器為本車牽引變流器供電，另一路經過二極管和熔斷器的保護后通過輔助高壓母線為整車輔助變流器供電。

正線運營時，DC750V電流經安裝在每個動力轉向架兩側的受流器，流經保護熔斷器，在高壓箱內匯流后經過隔離接觸器為本車牽引系統及整車輔助系統供電。

2.3 庫用電源供電

每輛車兩側各設置一個庫用電源插座，當輕軌車輛在車間內檢修維護需要接通高壓電源時，通過庫用插座與車間電源連接進入高壓箱；在高壓箱內，DC750V電源分為兩路，一路通過高速斷路器為本車牽引變流器供電，另一路經過二極管和熔斷器的保護后通過輔助高壓母線為整車輔助變流器供電。

庫內動車或調試時，接通任意一個庫用插座，DC750V電流經庫用插座進入高壓電氣箱，庫內電源將為本車的牽引變流器和整車的輔助變流器供電。同時，通過接觸器自動隔離整車的受流器供電，以保證庫用電源與第三軌電源的互鎖。

2.4 供電互鎖電路

為防止在庫用供電時同時接入第三軌電源，導致安全事故，設置了自動隔離的供電互鎖電路。

以接入D車左側庫用插座為例進行說明。如圖1所示，當接入庫用電源時，接觸器“左庫用供電檢測”=11-K20得電；=11-K20的常開觸點1、2和3、4閉合，車輛DC110V控制用電激活接觸器“受流器供電切除”=11-K10；接觸器=11-K10的常閉觸點1、2斷開，隔離本車受流器供電電路，常開觸點13、14閉合，使得繼電器“左庫用供電”=11-K21得電；繼電器=11-K21的常開觸點1、2閉合，庫用電源接通，為車輛提供DC750V電源。這樣的設計考慮了供電的時序問題，在接入庫用電源時，先將受流器隔離；在斷開庫用電源后，才會再接通受流器供電，保證了安全性。

設置了庫用聯鎖列車線，當任意車有庫用插頭插上時，該列車線將激活所有車輛的受流器隔離接觸器，斷開所有的受流器供電。

2.5 牽引供電電路

DC750V電流通過受流器或庫用插座進入高壓箱后，經過一個匯流排分流，通過高速斷路器保護后為本車牽引系統供電。

2.6 輔助供電電路

DC750V電流經過高壓箱內的匯流排分流后，通過一個隔離二極管分別為本車輔助變流器和整車輔助高壓母線供電。電路上分別設置了熔斷器對輔助變流器和輔助高壓母線進行保護。輔助高壓母線的設計方案考慮了每輛車的牽引輔助系統設備配置完全一致且設備完全相同，增強了設備之間的互換性。

AC380V供電采用并網供電形式，三臺輔助逆變器同時為整列車的交流負載提供平穩的電源。具有配置靈活、冗余度高的優點，并網供電負載管理和輔助逆變器啟動邏輯由列車網絡控制系統實現。

2.7 接地回流電路

接地電路包括工作接地和保護接地。馬來西亞安邦延伸線車輛的工作接地電路和保護接地電路分別單獨設置，提高了工作接地電路和保護接地電路各自的獨立性。安裝在兩個動力轉向架兩端的接地裝置用于工作接地；安裝在非動力轉向架兩端的接地裝置用于保護接地。

參考文獻

[1] CEI IEC 60850-2000 牽引系統供電電壓[S].