單邊供電系統(tǒng)斷電區(qū)的地鐵車輛通過(guò)舉措分析

鐘唱

摘要：本文主要分析了有關(guān)單邊供電系統(tǒng)斷電區(qū)的地鐵車輛運(yùn)行方面有關(guān)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)斷電區(qū)分類介紹以及單邊供電與車輛電路不匹配的問(wèn)題分析提出了單邊供電系統(tǒng)斷電區(qū)的地鐵車輛通過(guò)策略。做好有關(guān)單邊供電系統(tǒng)斷電區(qū)地鐵車輛通過(guò)調(diào)整是地鐵運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)，本文希望就該方面的研究能夠?qū)τ嘘P(guān)工作人員起到一定的幫助作用。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；單邊供電系統(tǒng)；斷電區(qū)；通過(guò)舉措

1斷電區(qū)的分類

我國(guó)當(dāng)前地鐵軌道交通供電模式為直流供電方案，這種供電方法的供電流程為供電所從高壓電網(wǎng)直接獲取電能，然后通過(guò)降壓和整流讓電流達(dá)到適合軌道交通需要的水平，最后直接將整合完的直流電輸送給牽引供電設(shè)備。目前采用七百五十伏或者一千伏規(guī)格的直流電較多。為了保證供電能力達(dá)標(biāo)以及解決供電臂不能無(wú)限延長(zhǎng)的問(wèn)題，在地鐵運(yùn)行的區(qū)間都會(huì)設(shè)置斷電區(qū)也就是供電不連續(xù)區(qū)域。斷電區(qū)的存在讓牽引供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用最廣泛的兩種是單邊供電方式和雙邊供電方式。顧名思義單邊供電方式就是一個(gè)供電臂只由一個(gè)供電所供電，這種供電方式的好處為可以有效降低建造成本，并且由于線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且獨(dú)立當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，能夠避免大面積的事故出現(xiàn)。雙邊供電形式的供電臂由兩個(gè)供電站同時(shí)進(jìn)行供電，這種供電方式讓供電站和供電設(shè)備相串聯(lián)起來(lái)并形成了一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)，這樣的模式能夠有效提高系統(tǒng)效率保證車輛再生制動(dòng)的能量利用率，并且這種供電方式還讓列車減少了因?yàn)橥ㄟ^(guò)斷電區(qū)而帶來(lái)的系統(tǒng)沖擊。這種供電方式相比于單邊供電方式而言成本較高，并且容易由于故障引起破壞擴(kuò)散的情況造成系統(tǒng)大面積受損。

2單邊供電與車輛電路不匹配問(wèn)題

目前經(jīng)過(guò)多年的軌道交通運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)看，對(duì)于運(yùn)行線路較短且正線運(yùn)行的車輛而言采用單邊供電系統(tǒng)能夠起到不錯(cuò)的效果，對(duì)于符合該特點(diǎn)的線路而言可以采用雙電源互為冗余的單邊供電方式。這種供電方式利用第三軌為線路供電，為了適應(yīng)供電需求可以將線路再分成不同的幾個(gè)部分，每個(gè)部分要有配套的供電所。進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)保證車輛牽引逆變器均衡工作和車輛通過(guò)正線和交叉渡線斷電區(qū)動(dòng)力充足是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。為此可以在車輛上設(shè)置一條高壓母線并貫穿全車，要將車輛上的所有受流器與該線纜相連接來(lái)保證全部逆變器能夠正常工作。在地鐵軌道運(yùn)行期間經(jīng)常會(huì)發(fā)生由于運(yùn)營(yíng)問(wèn)題而導(dǎo)致的暫時(shí)車輛換規(guī)情況，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)如果有電源能夠提供供電就能夠讓車輛有足夠的動(dòng)力通過(guò)斷電區(qū)，但如果經(jīng)過(guò)某個(gè)交叉渡線兩個(gè)受流器之間的距離超過(guò)了斷電區(qū)的長(zhǎng)度，這時(shí)就需要讓車輛的自身高壓母線和受流器與第三軌短接來(lái)保證車輛的正常通過(guò)需要。線路網(wǎng)的額定電壓并不是一成不變的，如果某處的牽引網(wǎng)額定值為一千五百伏，那么它可以承受的波動(dòng)范圍大概在一千伏到一千八百伏之間。當(dāng)大量車輛在同一時(shí)間運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)牽引網(wǎng)電壓降低的情況，為了減少這種情況對(duì)車輛運(yùn)行狀況的影響需要設(shè)計(jì)高質(zhì)量的供電方案。如果采用雙供電臂方案，當(dāng)一個(gè)供電臂網(wǎng)壓為額定電壓時(shí)，同時(shí)發(fā)生另一個(gè)供電臂車輛進(jìn)行再生制動(dòng)吸收能力較差的電制動(dòng)時(shí)就可能發(fā)生該供電臂網(wǎng)壓瞬間升高的情況，這時(shí)就需要防范危險(xiǎn)情況的發(fā)生。由于車輛下線電纜排布方式的不同線路和車輛母線上經(jīng)常會(huì)存在雜散電感，為了防止這種情況對(duì)線纜造成破壞一般要求車輛在經(jīng)過(guò)斷電區(qū)時(shí)速度要控制在二十千米每小時(shí)以下，如果在此時(shí)電路已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，就要立即采取措施防止電流破壞和斷路器跳斷的情況出現(xiàn)，要避免大面積牽引網(wǎng)停電的嚴(yán)重事故發(fā)生。

3兩側(cè)有壓差的斷電區(qū)通過(guò)策略分析

如果地鐵車輛在通過(guò)有壓差的區(qū)域時(shí)產(chǎn)生電流就很有可能引起一些故障，為了防止這種情況的發(fā)生，可以在兩車中間設(shè)置一臺(tái)高速斷路器，也叫高壓母線斷路器。司機(jī)在駕駛地鐵時(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)即將進(jìn)入斷電區(qū)域時(shí)就可以通過(guò)按鈕向系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)高壓母線斷路器分?jǐn)嘀噶?，這時(shí)列車的高壓母線就會(huì)逐步分為兩段，并且因?yàn)榘虢M車兩端的受流靴距離要小于斷電區(qū)的長(zhǎng)度，在分?jǐn)嘀髢啥文妇€就不會(huì)短接與兩個(gè)供電臂，這時(shí)列車兩段的受電靴分屬于不同的供電臂，這樣處理就讓兩段母線的電氣連接被高速斷路器切斷，避免了過(guò)電流的產(chǎn)生，減少了危險(xiǎn)的發(fā)生幾率。除了上述方案為了更好地保證系統(tǒng)運(yùn)行安全還可以設(shè)置一臺(tái)熔斷器與高速斷路器進(jìn)行串聯(lián)，這樣就可以充分讓車輛在運(yùn)行時(shí)隔離部分短路故障情況，做到無(wú)故障的半組列車始終正常工作。

4總結(jié)

綜上而言，地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性在很大程度上取決于地鐵牽引供電系統(tǒng)單邊供電系統(tǒng)斷電區(qū)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，因此在平時(shí)的工作中要做到不斷對(duì)該技術(shù)進(jìn)行完善，要在平時(shí)對(duì)于該系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的檢修與維護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)故障后要及時(shí)根據(jù)故障情況查找原因并以此來(lái)加強(qiáng)和完善保護(hù)系統(tǒng)。要盡最大限度保證車輛分可用性。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司）