淺談有軌電車充電裝置檢修

沈權

摘要：我們希望本文能為現代電車的外觀，防故障裝置，輸出過電壓故障，輔助裝置，自動控制和超級電容器故障方面的自動充電提供有效的技術支持。

關鍵詞：現代有軌電車;充電裝置;檢修維護

引言

現代電車是一種大容量，低車輛的環保型車輛，集先進的電力牽引，車輛制動，通信信號和空調系統于一體，交通流量低，環保且節約資源。由于超級電容器的能量密度低，電車必須在最大乘客離開時間后或車輛返回現場后很短時間內迅速為多列有軌電車充電。目前，車輛的超級電容器的手動更換通常是手動進行的，在維護中心和調度中心需要幾個人，需要長期的調整工作，并且人工成本較高。另一方面，車輛超級電容器補償/充電操作可能要求車輛在維修車間和車庫多次移動，特別是由于夜間車輛維護期間對駕駛員的操作技能提出了很高的要求。對于不同的車輛，必須連續補充/充電幾次，并且工作強度很大。隨著電車運行管理要求的不斷提高，本文提出了一種新的智能控制環收費系統解決方案，該解決方案可以提高無人駕駛，安全性，可靠性和效率，以解決有軌電車的短期高速行駛問題。需要汽車補給/充電。

1充電裝置系統的結構和原理

以一個形成有軌電車運營網絡覆蓋化規劃的城市而言，通常會在有軌電車的兩至三條線路的交叉位置設置車輛段。因此當一個停車場的軌道數目大于8條或以上時，為了確保運營的安全性，達到充電不間斷的目的，需要在場段安裝兩座以上的大電流充電裝置，通過多個接觸器、雙極隔離開關的組合，形成一個充電電源互為備用，又每一軌道相互獨立的充電網。同時為了遠程安全操作，需要同時集成后臺設備在線監控、遠程軌道與車輛在線視頻監控。

如下圖1所示，有軌電車場/段循環充電智能控制系統設備主要由如下幾個部分組成：

1）整流變壓器;

含1臺或2臺容量為1250Kva的干式整流變壓器，用于把從饋線柜過來的10kv電源，轉換成雙抽頭輸出的三相690伏交流電源;

2）PWM整流斬波快充柜;

含兩臺最大電流可達到1800A，最高電壓達到900伏的PWM整流斬波快充柜，本文為了降低諧波，保證功率因數，選用可控IGBT AC/DC模塊整流，把三相690伏的交流電源整流成大于1500伏的直流電，然后通過DC/DC模塊，對充電電流、電壓進行控制，對車載超級電容進行充電;

3）互為備用隔離開關柜;

含3個雙極隔離直流開關，采用互鎖邏輯“兩通一斷”，實現平時兩個PWM整流斬波快充充相互獨立工作，在緊急時候又能相互備用的功能;

4）智能循環充電控制柜;

內含PLC、觸摸屏、操作面板、控制單元，以及依軌道數量的多少而配置對應數量的直流接解器、直流隔離開關。首先在每一個正極采用快速切換的直流接觸器，實現快速把從PWM整流斬波快充柜過來的電能在每一個軌道中快速切換，但每一個軌道的充電電流又互相隔離的功能。

5）遠程設備在線監控;

內含數據交換服務器與工控機，實時獲取電力監控數據，并在遠程監控屏幕實時顯視，通過數據分析，來確保車輛安全、設備安全。

6）遠程軌道與車輛在線視頻監控

內含與車道對應數量的長焦距監控攝像頭，通過畫面警戒線的“紅線預警”，可與設備在線監控進行數據匹配，對車道車輛行駛安全狀態的評估與預警。

2充電單元的檢查與維護

根據廣州有軌電車充電單元的一般故障分析，三亞有軌電車進行了預防性維護。

2.1充電單元的檢查

外觀檢查和小修日常工作的員工應根據充電單元檢查日志對充電站和每個站的充電導軌進行巡邏檢查。每月進行一次充電軌測量和RF設備組件功率測量檢查。根據維護手冊，每六個月稍微修理一次充電裝置。

2.2檢查和維護充電設備的故障

保護定期檢查充電設備的短路保護，過流保護，過壓保護，故障輸出等保護功能是否正常，并通過顯示屏或上位機軟件對充電設備的電壓，電流，溫度，外部進行充電。檢查邏輯等在狀態正常的同時，與工作狀態相關的必要數據通過以太網發送到主控制室。

模擬充電設備的各種故障模式，根據需要檢查并維護充電設備的故障預防功能，測試充電設備的各種故障模式，并根據指定要求保護正常運行中的故障保護功能功能。

2.3輔助設備的維護

通過維護檢查充電輔助裝置上冷卻風扇的旋轉方向，以確保所有風扇均在正常旋轉，并且風扇在干擾其他組件。確保所有空調正常運行。將AC220V電源添加到照明電路控制電源開關，打開和關閉門，檢查照明燈的開關狀態，打開門并關閉指示燈[1]。將恒溫器的溫度設置在環境溫度范圍內，調整恒溫器的正常工作溫度范圍，并檢查每個繼電器輸出觸點是否正確。將額定工作電壓添加到加熱板上，并檢查其是否工作正常。檢查UPS主機和電池之間的連接。特別是，必須在電池的正負極之間建立連接以防止短路。電路檢查完成后，將AC220V電源連接到UPS的主輸入側，檢查UPS是否正在充電并正常工作，使用萬用表，電源測試和電池檢查功能來測量圖紙和UPS輸出觸點的適用性。檢查并驗證故障的準確性。測量輸出電壓的穩定性和準確性。

2.4充電裝置的自動控制

性能檢查和維護檢查充電裝置的充電功能在車輛運行的所有階段均正常。充電設備停止充電。

車輛穿越：在充電過程中，將模擬輸出信號，并且充電設備必須停止充電。緊急停車標志：模擬給定的車輛進站停車標志，充電設備將開始工作，這時按下緊急停車按鈕，充電設備應停止充電并發出警報。射頻卡故障：未提供車輛位置信號連續監測儲能電容器電壓（5S）后，充電設備開始工作，儲能電容器被充電至額定電壓值，充電設備進行充電停止。

2.5超級電容器

三亞有軌電車的超級電容器為每列電車配備4套超級電容器盒，其中2套為超級電容器盒I和2個超級電容器盒。I型超級電容器的參數為256F，最大充電電流為340A（20s），II型超級電容器的參數為389F，最大充電電流為510A（20s）。為了在充電過程中對電容器安全充電，必須確保在電池充電過程中有4套電容器正常工作，如果出現異常情況，應及時減小充電電流，以確保電容器安全運行。超級電容器的故障維護主要基于超級電容器的電壓-時間曲線，當1700A的電流對一個電容器組和四個電容器組進行充電時，電壓上升率有所不同，并且這四個組在一定的時間范圍內。通過計算電壓上升率來判斷。超級電容器是否正常運行通過建立一個仿真模型以恒定電流為電容器充電，電車將進入車站并首先在1700A下進行測試。進行電流下降實驗，以查看超級電容器是否有故障。進入車站的車輛的充電裝置開始恒流充電。充電過程分為兩個部分，一個部分是電流上升，另一部分是1700A恒定電流充電。電流上升階段規定電流在1秒內的給定時間內從0A上升到1700A，并在以恒定電流充電以判斷電容器系統狀態之前在1700A保持5秒鐘，分別為0.5s，1.5s和2.5s。在指定時間的5秒內收集支路電壓，該值用作判斷電壓范圍的標準。如果板載超級電容器的初始電壓為616V并且電壓升高大于610V，則四個電容器組均正常，否則存在異常電容器組，并且電流設置降低至750AQ（將兩相分頻，可以收集實際電流值）當實際電流值達到1700A時，將開始1700A的恒定電流充電。

3結論

本文介紹了儲能現代有軌電車地面充電設備的系統配置，功能，系統保護和其他方面。根據現場應用條件和需求開發智能匹配，自動檢測和系統保護。該充電裝置有效地解決了充電可靠性低，對過去的電網和電網的引弧影響大的問題，并且更加可靠，智能并且更適合電網和終端車輛。發展。

參考文獻

[1]徐暉，邵宜祥，蘇秀娥，等.大功率交錯并聯在有軌電車充電裝置中的應用[J].電力電子技術，2018（03）：15.

[2]戎琳，田煒，孫祖勇，等.超級電容有軌電車充電裝置系統研究[J].電力電子技術，2017（10）：76-78.