阿根廷羅卡線電動車組過分相的實現方法

徐 強, 焦京海, 于延尊

(南車青島四方股份有限公司， 山東青島 266077)

鐵路供電技術

阿根廷羅卡線電動車組過分相的實現方法

徐 強, 焦京海, 于延尊

(南車青島四方股份有限公司， 山東青島 266077)

針對阿根廷羅卡線沒有過分相信號和裝置，設計一種新的過分相的控制系統。介紹了系統的組成、控制邏輯和軟件設計流程。

電動車組； 過分相； 方案設計； 實現方法

阿根廷羅卡線地面供電系統完全等同于國內客運專線供電系統，采用自耦變壓器供電方式(AT供電方式)，主變壓器將三相AC 132 kV、50 Hz轉換為2路M和T兩相分別供給接觸網電能，通過AT自耦變壓器轉換為AC 27.5 kV、50 Hz，向車輛供電。

AT設置間距離為10 km，如圖1所示。

圖1 AT供電系統框圖

阿根廷羅卡線接觸網結構：

通常采用鋼筋混凝土圓柱作為接觸網支柱。車站內使用廊式結構接觸網。在車站之間，接觸網安裝采用腕臂式，配有交聯結構(廊式)懸掛活動吊架。

支柱頂端安裝有AT系統的饋電線和保護線；并懸掛有絕緣子串。每隔5 km保護線通過阻抗束與鐵軌相連，主要用于接觸網防雷保護和在絕緣子失效時引流泄漏電流。廊式結構的支撐跨距各不相同，直線段正常跨距為60 m，在曲線段達到30 m。

為了恒定保持接觸網的機械張力，使用滑輪類或者彈簧類的張力調節裝置。中性段(分隔不同相位)長度8 m。線路沒有過分相信號和裝置，不同相序電源之間，采用長8 m的絕緣材料進行過渡，車輛通過時，切除牽引、電制動工作，無電劃過過渡區，該工作由司機觀察路邊提示牌，通過操作司空器，將主控器打到“0”位實現。 上述過分相的控制方法，過分相時輔助供電系統斷電，空調、照明、風機、變流器水泵、變壓器油泵等用電設備不能工作，設備頻繁啟動，設備磨損加快，減少使用壽命，同時由于設備頻繁啟動也增加了噪聲，降低了乘客的舒適度。

為此，本文提出了一種新的過分相的控制方法，適應阿根廷羅卡線沒有過分相信號和裝置這個現狀，并能實現過分相時輔助供電系統不斷電。

1 新型過分相控制方案

新型過分相控制設計方案主要針對線路上沒有設置過分相信號和裝置，根據司機的過分相控制信號，通過列車網絡控制系統和牽引變流器控制系統的聯合控制來控制列車主斷路器的分、合，同時實現過分相時輔助供電系統不斷電。

1.1 系統組成

新型過分相控制系統由3部分組成：

(1) 系統輸入信號，司機輸入的過分相控制信號

司機操縱臺設置兩個過分相控制按鈕，包括過分相預告按鈕、分相結束按鈕。

在分相區，司機根據路邊的過分相標識操作過分相預告按鈕、分相結束按鈕，給列車網絡控制和牽引變流器控制系統輸入開關量信號。

(2) 列車網絡控制和牽引變流器控制系統-邏輯控制部分

列車網絡控制包括數字量輸入模塊、中央控制單元、數字量輸出模塊。

牽引變流器控制系統包括數字量輸入模塊、中央控制單元、數字量輸出模塊、分相區不斷電電制動特性存儲模塊(恒功特性，電制動功率等于列車輔助系統功率)；

(3) 過分相控制系統的執行部分-列車主斷路器開、關動作。

列車主斷路器動作包括主斷路器開和主斷路器合動作。

列車網絡控制系統根據司機的過分相信號和牽引變流器相應信號，通過輸出模塊控制主斷路器開繼電器和主斷路器合繼電器，從而控制列車主斷路器的開、合。

新型過分相控制系統組成見圖2。

圖2 新型過分相控制系統組成框架

1.2 功能描述

(1) 來自司機的信號

過分相預告信號(脈沖信號)

過分相結束信號(脈沖信號)

上述信號同時輸送到網絡控制系統、牽引變流器。

(2) 進入分相區間系統的運行情況

①牽引變流器動作

收到過分相預告信號時，變流器控制器停止發送四象限整流器功率管脈沖，四象限整流器停止工作；然后發出變流器輸入回路接觸器斷開信號，接觸器斷開，使變流器與牽引變壓器隔離；逆變器輕微再生制動(根據速度控制再生制動力，能量足夠輔助系統用)，輔助變流器、充電機繼續工作；

四象限整流器斷開信號通過MVB給網絡控制系統

②網絡控制系統的動作

收到預告信號時，同時收到牽引變流器四象限整流器斷開信號1 s后，輸出VCB切斷指令(VCB OFF)，維持1 s的脈沖。

(3) 通過分相區間后系統的運行情況

①網絡控制系統的動作

收到結束信號時，輸出VCB復位指令(VCB ON)，維持1 s的脈沖，同時通過MVB給牽引變流器

②牽引變流器動作

收到結束信號時，同時收到網絡控制系統的VCB復位指令信號5 s后，恢復牽引運行或再生或惰行(恢復原運行模式)

2 實現方法

提出的新型過分相控制系統利用列車網絡控制系統及牽引變流器系統通過編程控制軟件來實現，列車網絡控制系統及牽引變流器系統之間的信號傳輸通過MVB車輛控制總線來實現。

2.1 網絡控制系統軟件設計

網絡控制系統過分相軟件設計流程見圖3

圖3 網絡控制系統過分相軟件設計流程

2.2 牽引系統軟件設計

牽引系統過分相軟件設計流程見圖4

2.3 軟件程序

根據軟件設計思路，基于PLC語言進行軟件程序的編寫，PLC語言接近機械語言，執行速度快，該軟件已在160 km/h城際列車及出口的城軌車輛中得到應用。

3 結束語

設計的阿根廷羅卡線過分相的控制系統，包括硬件設計、軟件設計，主要依靠列車網絡控制系統和牽引變流器系統，根據司機的過分相指令，實現列車主斷路器的分、合；同時牽引變流器控制其主接觸器的分、斷，并實現輔助系統過分相時不斷電，輔助用電設備無需頻繁啟動，延長其使用壽命，同時也降低了由于設備頻繁啟動造成的噪聲，車輛空調、照明一直保持工作，提高了乘客的舒適度。系統簡單，無需增加額外的專門過分相控制器，硬件觸點少，減少硬件觸點故障帶來的影響，實用、可靠性高。

過分相控制系統，設計簡單、操作方便，硬件設備少，只采用2個過分相控制按鈕，通過列車網絡控制系統、牽引變流器實現過分相時自動切斷列車主斷路器，同時牽引系統輕微電制動，達到輔助供電系統不斷電的目的。

該系統已在阿根廷羅卡線經過試驗驗證，系統運行良好。

該設計思路和設計方式對城市軌道車輛和大鐵路車輛，在線路上沒有設置過分相信號和裝置的情況下過分相控制具有的參考價值及指導意義。

[1] 徐 強，陳明峰，蘇北龍.阿根廷羅卡線電動車組電氣重聯方案設計[J].機車電傳動，2015，(2)：14-16,60.

[2] 200 km/h城際動車自動過分相裝置控制原理.

Implementation Method of the Argentina Roca Line EMUs Passing Neutral Zone

XUQiang,JIAOJinghai,YUYanzun

(CSR Qingdao Sifang Limited by Share Ltd., Qingdao 262001 Shandong, China)

Because there is no signal and device of the Argentina Roca line when passing neutral zone, in this paper, a new control system of passing neutral zone is designed. This paper presents the composition, control logic and the software design technological process of the system.

EMU; passing neutral zone; design; implementation method

1008-7842 (2015) 06-0054-02

女，高級工程師(

2015-07-10)

U225.2

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.06.14