現(xiàn)代有軌電車新型地面供電方式分析

李榮吉

（中車大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧 大連 116000）

由于地鐵、輕軌這種交通工具需要投入很大的資金，在一些小型的地方還不能很好的普及。所以，高效的廉價(jià)的新型有軌電車進(jìn)入到人們的生活中。這種新型的交通運(yùn)輸方式在很多中小型的城市被廣泛的接受。供電系統(tǒng)是新型的有軌電車運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，從實(shí)際的運(yùn)行角度出發(fā)，這種新型的有軌電車還存在著一些問(wèn)題需要解決，怎樣更合理的選擇供應(yīng)電能的方法來(lái)滿足當(dāng)前的電車運(yùn)行的要求，是當(dāng)前需要解決的重要問(wèn)題。

1 新型有軌電車的特點(diǎn)

（1）整體景觀要求高。受到景觀的影響，對(duì)于有軌電車的設(shè)計(jì)要求非常的高，更加注重它的整體造型，色彩的配比，以及有軌電車的整個(gè)外形。并且還要注重這個(gè)城市的文化，也要與這個(gè)城市的歷史背景相結(jié)合。還要考慮到供電系統(tǒng)對(duì)于城市景觀的影響，以及在設(shè)施的建設(shè)過(guò)程中保障人們的安全和地面交通的暢通，并且不會(huì)對(duì)這個(gè)城市的景觀造成破壞。

（2）新型的有軌電車線路站之間的距離非常的小，平均兩個(gè)站之間的距離不超過(guò)1000m。

（3）這種設(shè)備非常的小，并且質(zhì)量非常的輕，在運(yùn)行的過(guò)程中，它的運(yùn)行速度是非常快的。

（4）這種有軌電車與地鐵存在著很大的不同，它不具有專門的路權(quán)。路權(quán)將會(huì)直接影響到電車運(yùn)行的效率和安全，也決定了電車運(yùn)行的方式。這種系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用的是A類路權(quán)，但是對(duì)于這種電車來(lái)說(shuō)，它的形式有很多的種類。之前運(yùn)行的電車通常采用的是B類或者C類的路權(quán)，這種形式在很大的程度上節(jié)約了運(yùn)行的成本。為了適應(yīng)當(dāng)前城市的發(fā)展，這也在很大的程度上提高了電車的運(yùn)行速度，保證了它在運(yùn)行過(guò)程中的安全，一些有軌電車也會(huì)采用A類的路權(quán)。目前來(lái)看我國(guó)的一些大城市，有軌電車的運(yùn)行過(guò)程都屬于C類路權(quán)，而沈陽(yáng)、蘇州等一些城市屬于B類的路權(quán)，并且路口會(huì)非常的多，也會(huì)存在與機(jī)動(dòng)車混行的情況。

2 現(xiàn)代有軌電車供電方式

2.1 Tram Wave地面供電

這種供電系統(tǒng)是由內(nèi)部鑲嵌的模塊組成，它的構(gòu)成包括了整個(gè)供電系統(tǒng)，并且這個(gè)系統(tǒng)的接觸線放置在相鄰兩個(gè)軌道之間的導(dǎo)槽內(nèi)，這樣對(duì)車輛正常行駛以及人們出行沒(méi)有影響。在模塊組件表面安裝了多個(gè)具有絕緣性質(zhì)的隔板，其間也具有一定的距離。所有的模塊共同組成了一個(gè)地面供電系統(tǒng)的接觸線。在車輛的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)電車處于區(qū)域上方開始點(diǎn)時(shí)，當(dāng)這個(gè)路段有電車，并且電車處于運(yùn)行的狀態(tài)，內(nèi)部的供電部分才開始運(yùn)行，進(jìn)行電流的傳送，這個(gè)時(shí)候有軌電車相接觸的幾個(gè)區(qū)域處于激活的狀態(tài)，這幾個(gè)區(qū)域是處于通電的情況，其他的區(qū)域是沒(méi)有電的，這也保證了供電的安全性，也能夠滿足有軌電車在運(yùn)行時(shí)所需要的電能。采用這種地面供電方式有軌電車可以利用車載蓄能設(shè)備實(shí)現(xiàn)回收制動(dòng)電能，并且這種供電方式可以保證電能的持續(xù)供應(yīng)，不需要安裝其他的系統(tǒng)，這種供電方式就可以正常的運(yùn)行，并且能夠直接與有軌電車進(jìn)行連接，并且可以和架空網(wǎng)供電方式形成一個(gè)混合的供電方式。

2.2 APS地面供電系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)在兩個(gè)軌道之間埋有供電的軌道，這也要保證供用電能的軌道的表面和軌道是平行的，由多個(gè)具有絕緣材料組成的，并且每個(gè)段的長(zhǎng)度小于或者等于電車的長(zhǎng)度。導(dǎo)電部位的下方也放置了感應(yīng)的電路，當(dāng)電車通過(guò)這一路段時(shí)，開關(guān)會(huì)接到提供的信號(hào)，開始對(duì)電車進(jìn)行供應(yīng)電能，等到電車通過(guò)以后，這個(gè)軌道不再提供電。在有軌的電車上也安裝了能夠儲(chǔ)存電能的電池，能夠儲(chǔ)存一部分電能，如果這個(gè)供應(yīng)的系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能夠保證電車的正常行駛，絕緣的地方也能夠保證車輛的正常行駛，避免了電車停在一些危險(xiǎn)的地方。但是這個(gè)供應(yīng)電量的系統(tǒng)在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，對(duì)于沒(méi)有電的地方的摩擦和損壞是非常大的，并且絕緣段和導(dǎo)電軌之間也會(huì)出現(xiàn)差異，在一些復(fù)雜的天氣下，這個(gè)整體系統(tǒng)就難以正常的運(yùn)行。

2.3 非接觸供電

Prim ove電磁感應(yīng)系統(tǒng)是一種非常重要的、沒(méi)有接觸的供電形式，它使用了電的傳輸這一原理，在兩個(gè)軌道之間埋設(shè)有直流供電的電纜，并且根據(jù)電車運(yùn)行過(guò)程中的各種要求，在每個(gè)區(qū)隊(duì)都設(shè)置了一臺(tái)逆變裝置，這個(gè)系統(tǒng)有直流的電流通過(guò)，它是由兩個(gè)完全不帶電的，并且相互不影響的電纜組成的，并且與軌道之間設(shè)置的逆變器進(jìn)行連接，通過(guò)電纜進(jìn)行供電。逆變器的主要作用是使運(yùn)行軌中的直流的電轉(zhuǎn)化為交流電，在軌道中間設(shè)置幾個(gè)電纜組成的地面電路，這個(gè)電路設(shè)置在它的底部，這樣做能夠確保供電的效果。線圈根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，將交流電轉(zhuǎn)變成直流電，供應(yīng)給電車的電池，相關(guān)的牽引電機(jī)和一些輔助的設(shè)備。這種電磁感應(yīng)供電系統(tǒng)的運(yùn)行的速度它主要受到電路和各種線圈之間存在空隙大小而受到影響的，在電車的運(yùn)行過(guò)程中，間隙的大小會(huì)不斷的發(fā)生變化。這種電磁感應(yīng)供電系統(tǒng)，它是依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，這種方式不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備的磨損情況，并且外界環(huán)境對(duì)其影響非常的小，為了避免電纜出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，用水泥鋪設(shè)電纜時(shí)，要加強(qiáng)它的深度。

3 局部架空線和儲(chǔ)能裝置供電方式

3.1 超級(jí)電容

這種供電的形式指的是電車的超級(jí)電容能夠?qū)τ陔娫垂?yīng)電量，在電車進(jìn)站時(shí)，超級(jí)電容在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很大的能量，利用這種能量產(chǎn)生電能進(jìn)行供電。電車在停的過(guò)程中，可以使用空中的接觸網(wǎng)完成非常迅速的獲得電量，有軌的電車在站臺(tái)停之前不需要設(shè)置高空電線網(wǎng)。通過(guò)事實(shí)可以得知，超級(jí)電容可以設(shè)置在有軌電車的上面，能夠?yàn)殡娷嚤Ａ粢欢ǖ哪芰浚⑶夷軌蛟诜浅６痰臅r(shí)間內(nèi)將電充滿，但是它的形狀和重量是非常大的，這需要占用有軌電車很大的空間，這種方式也受到了一定的空間限制，如果有軌電車的空間受到一定的限制，那么就不適合這種供電的方法。

3.2 蓄電池

蓄電池是能夠儲(chǔ)存一些電能的裝置，和超級(jí)電容進(jìn)行比較，它具有的能量密度非常高，單體電壓也很高。與超級(jí)電容相比較，兩個(gè)完全相同裝置能夠輸送出非常大的能量，避免了電車在行駛的過(guò)程中受地方的限制，但是蓄電池需要補(bǔ)充電量的時(shí)間會(huì)非常的長(zhǎng)。例如，在南京第一個(gè)使用蓄電池的電車，結(jié)合蓄電池儲(chǔ)存電量的方式，有軌電車停靠在車站的旁邊時(shí)，采用架空方式接觸網(wǎng)進(jìn)行充電，在兩個(gè)站之間不設(shè)有接觸網(wǎng)，這就需要蓄電池來(lái)提供動(dòng)力。在站臺(tái)的區(qū)域安裝車站接觸網(wǎng)，當(dāng)電車進(jìn)站時(shí)，停電的一段時(shí)間，可以對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電量，并且利用蓄電池可以獨(dú)立的供應(yīng)電量這一特點(diǎn)，當(dāng)電車在下一個(gè)站點(diǎn)兒進(jìn)行停放時(shí)再進(jìn)行充電。

4 現(xiàn)在有軌電車供電方式的比較

我國(guó)社會(huì)不斷的發(fā)展，人們的生活水平也在不斷的提高，對(duì)于現(xiàn)代的電車的運(yùn)行要求也在逐漸的提高。架空的供電方式雖然整體來(lái)看非常經(jīng)濟(jì)，投資使用的成本也會(huì)相對(duì)較小，但是從電車的使用過(guò)程和整個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)看，有軌電車采用地面的供電的方式有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，地面的供電方式在很大的程度上減少了使用各種桿，減少了架設(shè)電線等產(chǎn)生的視覺(jué)方面的影響，并且這種供電方式不需要對(duì)沿線的樹木進(jìn)行破壞，也不需要破壞部分的建筑物。另外，架空線路會(huì)受到外界環(huán)境的影響，而地面供電方式可以避免外界復(fù)雜環(huán)境的影響，并且這種供電方式維護(hù)和運(yùn)行的成本比架空線路的供電方式低一些，更加的符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的情況，給人們提供更方便的出行方式。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代的有軌電車供電系統(tǒng)是整個(gè)城市軌道交通的重要組成部分。傳統(tǒng)接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)，它的成本非常的低，并且前期投入成本非常的少，但在后期的維護(hù)過(guò)程不是非常的簡(jiǎn)便，比較適合應(yīng)用在郊外或者地面低洼容易產(chǎn)生積水的地方。對(duì)于路況比較好的城市中心群應(yīng)采用Tramwave地面供電系統(tǒng)，這個(gè)供電系統(tǒng)在很大的程度上可以保護(hù)城市的景觀，并且具有很高的安全性和可靠性。現(xiàn)在有軌電車具有建設(shè)的時(shí)間非常短，需要使用的成本相對(duì)較低，換乘非常方便等特點(diǎn)。電動(dòng)系統(tǒng)為電車的正常運(yùn)行提供了良好的動(dòng)力，應(yīng)選擇一個(gè)適合的供應(yīng)電能的形式，根據(jù)當(dāng)前發(fā)展的實(shí)際情況，保證供應(yīng)的形式更適合實(shí)際的發(fā)展和電車的運(yùn)行，這有利于推動(dòng)有軌的電車的發(fā)展，也能夠不斷地滿足人們當(dāng)前發(fā)展的要求，讓人們的生活變得更加的便利，也會(huì)給人們的正常出行帶來(lái)很大的便利。