地铁交流牵引供电系统探讨
地铁车辆电气牵引系统探讨
地铁车辆电气牵引系统探讨摘要：近几年来地铁运营发展速度迅速，有效缓解了城市交通压力。
地铁车辆电气的牵引系统作为关系到车辆的行驶安全及性能的重要组成部分，对其进行研究具有重要意义。
本文主要对于深圳地铁车辆的电气牵引的特点、组件及牵引主电路等进行探讨。
关键词：地铁车辆；电气；牵引系统一、牵引系统概述深圳地铁1号线车辆采用四动两拖六编组形式（4M2T）：=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=，其中Tc为有司机室的拖车、Mp为有受电弓的动车、M为无受电弓的动车；=为全自动车钩、+为半自动车钩、-为半永久牵连杆。
列车由两个单元车组组成，每个单元车组由一辆拖车和两辆动车组成。
控制方式为车控（1C4M）即每辆Mp/M车上设有1台牵引逆变器VVVF，驱动4个异步牵引电动机工作。
列车采用架空接触网方式受电，额定电压DC1500V。
牵引系统采用VVVF交流传动技术，具有防滑、防空转功能。
每辆Tc车上设有1台辅助逆变器SIV，每个辅助逆变器的输出分两路，一路输出为380V、50HZ三相交流电，用于辅助交流设备的供电，另一路为110V直流，用于直流控制设备的供电及蓄电池充电。
图1 电气牵引系统框图图2 牵引传动系统二、电气牵引系统的功能牵引系统是地铁车辆的动力源，主要由VVVF逆变器和三相交流牵引电机组成。
深圳地铁5号线部分车辆采用南车株洲时代的VVVF逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统；采用高性能的交流传动直接转矩控制策略，具有反应迅速、可靠的空转/滑行保护并优先使用电制动。
列车在AW2载荷工况下，在丧失1/4动力情况下，列车可以正常往返一个全程；在AW3载荷工况下，可适当降低列车运行速度。
列车在AW3载荷工况下，在丧失1/2动力情况下，能在正线35‰的坡道上起动，运行到下一站，清客后空车能运行至车辆段（AW0表示地铁车辆空载；AW1表示地铁车辆座客载荷；AW2表示地铁车辆定员载荷6人/㎡；AW3表示地铁车辆超员载荷9人/㎡）。
探讨对城轨牵引供电系统的分析
探讨对城轨牵引供电系统的分析摘要：本文经笔者举例对我国现代城轨单、双母线系统主接线进行了比较、论证，总结出单母线系统主接线运行方式简单、安全可靠，节省投资，值得在国内城市轨道交通建设中推广应用。
关键词：城轨；牵引供电系统；单、双母线系统目前，国内城市轨道交通牵引供电系统的主接线大多采用如下形式：每座牵引变电所设2台整流机组，均接于同一段母线上，每套整流机组分别通过断路器与35 kv母线连接；直流1500v母线为单母线接线，直流断路器的备用方式可有2种，其优缺点各不相同；每座牵引变电所内馈出四回直流电源分别接至牵引网上下行，上下行左右供电臂之间均设电动隔离开关；直流进线开关选用直流断路器或者电动隔离开关；直流负极开关选用手动隔离开关；直流馈线开关选用直流断路器。
以上主接线形式虽然满足城市轨道交通供电系统运行的基本要求，但某些方面还有待优化。
本文结合地铁建设的可操作性，在确保供电系统安全和供电质量的基础上进行进一步分析和研究，提出优化的可行性方案。
1．城轨牵引供电系统概括地讲，牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成，其主要功能是将交流中压电经降压、整流变成直流1500v或直流750v，为电动列车提供牵引供电。
电能从牵引变电所输出，经馈电线、接触网到电动车组，再经走行轨或负馈电线（如单轨车辆等）、回流线返回牵引变电所构成牵引供电回路。
牵引变电所是牵引供电系统的核心，其主接线由2部分组成：中压交流侧和牵引直流侧，各部分接线方式的确定与城轨交通供电系统、牵引变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
因此，必须正确处理各方面的关系，全面分析相关影响因素，通过技术经济比较，优化主接线。
2．牵引直流主接线形式根据城轨交通牵引负荷的特点和国内外运营经验，牵引变电所主接线的直流部分一般采用单母线接线的形式，其中直流断路器的备用方式分为2种。
地铁牵引供电系统分析
地铁牵引供电系统分析摘要：地铁牵引供电由牵引变电所和牵引网两大部分组成，两者具有相互协调特征。
牵引供电和地面供电或配电系统的运行方式是有差异的，因此在设计时应尽可能地发挥系统交通，保障地铁的安全正常运行。
以下就地铁牵引供电系统及常见故障进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：地铁；牵引供电；电力系统前言直流牵引供电系统的特点是“多电源”和保护的“多死区”，“多电源”是指牵引网发生短路时，双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电，实际上是整条线的牵引变电所都是通过牵引网向短路点供电。
牵引供电系统根据需要可以有以下几种运行方式：①牵引变电所正常为双机组并列运行，以构成等效 24 脉波整流。
②一台机组退出运行时也可以有条件地单机组运行。
③系统中允许几座牵引变电所解列退出运行，条件是解列的变电所必须是至少相隔两座牵引变电所。
④牵引网正常实现双边供电，当一座牵引变电所故障解列退出运行，应实现大双边供电。
⑤只有在末端牵引变电所故障解列时才采用单边供电，如列车在牵引网末端启动时电压降超过运行值，可通过横向电动隔离开关将上下行接触网并联，以减小回路电阻，降低电压损失。
⑥本所整流机组都挂在 35kV 一段母线上，相邻牵引变电所的整流机组会挂在另一段 35kV 母线上，这提高了供电的可靠性。
一、牵引供电系统按双边供电设计双边供电是指任何一个馈电区同时从两侧牵引变电所取得两路电源。
地铁的牵引供电系统，在正线的设计和运营中，均应采用双边供电方式，因为双边供电具有明显的有点。
双边供电是设计必须满足的条件，也是正常运营的首选方式，单边供电不是设计的限制条件。
即使在一座牵引变电所故障解列时，也应采取技术措施实行大双边供电，同时应自动完成双边联跳条件的转换，这样可以减少牵引变电所数量，既节省建设投资，又减少运营费用，同时减小列车起动时的电压损失，降低功率损耗，有利于列车运行，并且不影响运送旅客的能力，这对运营是非常有利的。
双边供电示意图 1 所示，走行轨对地电位分布如图 2 所示。
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨摘要近年来，我国的地铁事业得到了较大程度的发展，在我国的很多个城市中得到了建设。
在本文中，将就地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳原理及功能优化进行一定的分析与探讨。
关键词：地铁牵引供电；DC1500V系统；双边联跳原理；功能优化1 引言地铁是我国重要的一项交通基础设施，而随着我国地铁事业近年来的发展，在系统设计方面也具有了更为完善的特征。
目前，我国城市轨道所使用的供电系统主要为双边供电方式，对于这种供电方式来说，其能够较好的对直流馈线断路器的电流保护进行实现。
而在该种模式实际供电的过程中，也存在着一定的问题，当馈线保护装置出现故障时，往往会出现较短的电路电流，在这种情况下，往往需要对断路器实现脱扣保护动作才能够对该种故障问题进行解决。
此外，该种方式在越区供电的情况下，也往往会由于其末端短路电流过小而不能够对断路器电流保护进行良好的实现。
面对此种情况，双边联跳则是对其进行保护的一个较好方式，对此，就需要我们能够在对双边联跳运行原理进行良好把握的基础上对其进行更好的应用。
2 地铁联跳回路原理2.1 在实际操作中，馈线断路器除了电流保护脱扣以及紧急分闸直接通过断路器本体动作情况之外，其它对断路器进行的操作都需要通过保护装置的逻辑判断以及指令输出对分合闸功能进行实现。
对于大电流保护脱扣以及紧急分闸在向本体保护装置发出跳闸的信号之后，则能够将信号传送到监控系统之中。
一般来说，瞬时过流保护、上升率保护、脱扣保护以及框架泄露保护等操作都会在不闭合对侧断路器的情况下向邻站发送联跳信号，而电流型框架泄露保护则会在发送联跳信号的同时对对侧断路器实现闭锁。
2.2 对于不闭锁断路器联跳情况来说，其在对联跳信号进行传输的过程相对来说较为复杂，主跳站的馈线柜跳闸并向邻站发送“联跳输出”信号，该信号在主跳站自动重合成功（断路器合位）后复归；被跳站的馈线柜接收到“联跳输入”信号后，该馈线断路器立即跳闸，其保护装置监视此“联跳输入”信号的脉宽时间；若该时间小于Tx（Tx 见备注），则该柜的自动重合功能被激活，否则其自动重合功能被闭锁。
城市轨道交通供电系统新技术探讨
城市轨道交通供电系统新技术探讨城市轨道交通作为城市重要的公共交通工具，其供电系统的稳定性和效率对于整个交通系统的运行至关重要。
随着科技的不断发展，城市轨道交通供电系统的技术也在不断创新和探索，以适应城市交通的不断发展和变化，提高供电系统的效率和可靠性，同时降低能源消耗和环境影响。
本文将从新技术的角度探讨城市轨道交通供电系统的发展趋势和挑战，分析新技术对城市轨道交通供电系统的影响，并展望未来的发展方向。
一、城市轨道交通供电系统现状分析城市轨道交通供电系统是指通过电力来给地铁、轻轨等城市交通工具供给动力的系统，其主要包括接触网、供电装置、牵引变流器和牵引电机等部分。
目前，我国城市轨道交通供电系统基本上采用交流供电方式，接触网通常采用25kV交流电供电，牵引变流器将接触网的交流电转化为直流电，供给牵引电机。
这种供电系统具有功率大、传输能力强、效率高等优点，但也存在着能源消耗高、电气设备寿命较短、维护成本高等问题。
在城市轨道交通运营中，供电系统的稳定性和可靠性对于列车的正常运行具有重要影响。
传统的供电系统在面对城市交通线路复杂、运营密集的情况下，往往难以满足对供电质量和效率的高要求。
而随着城市轨道交通的快速发展，传统供电系统的局限性已经凸显出来，亟待新技术的引入和创新，以应对城市轨道交通供电系统的挑战。
1. 供电系统智能化技术随着信息技术的飞速发展，智能化技术已经成为城市轨道交通供电系统改造的重要方向。
智能化技术通过对供电系统的监测、控制和管理，实现对供电系统运行状态的实时监测和分析，并能够智能化地对故障进行诊断和处理。
比如利用传感器、物联网技术等实现对接触网、供电装置等设备的在线监测，及时发现故障隐患，避免故障对列车运行的影响。
智能化技术还可以实现对供电设备的远程控制和优化调节，改善供电系统的运行效率和稳定性。
为了降低城市轨道交通供电系统的能源消耗和环境影响，高效节能供电技术已成为供电系统改造的重要方向之一。
地铁牵引供电接触网系统电磁场空间分布研究
地铁牵引供电接触网系统电磁场空间分布研究一、引言随着城市化建设的不断加快，地铁交通作为城市公共交通的重要组成部分，其发展也日益受到重视。
而地铁的运行离不开牵引供电接触网系统，而这一系统在运行过程中必然会产生电磁场，对周围的空间环境产生一定影响。
对地铁牵引供电接触网系统电磁场的空间分布进行研究，对于保障地铁运行安全、城市环境保护和居民健康具有重要意义。
二、地铁牵引供电接触网系统电磁场产生机理地铁牵引供电接触网系统主要由接触网、牵引变电所、牵引设备以及轨道组成。
其中接触网是地铁牵引供电接触网系统中最重要的部分，它与牵引变电所和牵引设备相连，起到引入电能的作用。
而牵引变电所是将交流电能变换成直流电能供给牵引设备，而牵引设备则将电能转化为机械能，驱动列车运行。
在地铁牵引供电接触网系统中，随着电流的流动，必然会产生电磁场。
这是由于电流在流动过程中会产生磁场，因此在牵引供电接触网系统中，电磁场的产生是不可避免的。
而接触网、牵引变电所和牵引设备都会成为电磁场的产生源，因此研究地铁牵引供电接触网系统电磁场的空间分布，就需要深入了解这些设备在运行过程中产生的电磁场的特性和分布规律。
地铁牵引供电接触网系统电磁场空间分布的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 线路结构：地铁线路的结构对电磁场的传播和分布有直接的影响。
例如地铁线路铺设在地下还是地上、线路的弯曲程度、线路的长度等都会影响电磁场的传播和分布。
3. 环境条件：周围环境的条件对电磁场的传播和分布也有一定的影响。
例如空气的湿度、温度、密度等因素都会对电磁场的传播和分布产生影响。
4. 牵引设备的工作状态：牵引变电所和牵引设备的工作状态也会对电磁场的产生和分布产生影响，例如工作功率、工作频率等都会对电磁场的产生和分布产生影响。
地铁牵引供电接触网系统电磁场空间分布的影响因素是多方面的，只有充分考虑这些因素，才能深入研究和了解地铁牵引供电接触网系统电磁场的空间分布规律。
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
地铁牵引供电系统原理与组成
地铁牵引供电系统原理与组成地铁，咱们日常出行中不可或缺的小伙伴，不知道你有没有想过，地铁是怎么跑起来的呢？这其中就有一个非常重要的环节，就是牵引供电系统。
嘿，听起来可能有点儿枯燥，但我跟你说，这其实是一个很有趣的故事！今天咱们就来聊聊地铁牵引供电系统的原理与组成，保证让你听得津津有味。
1. 地铁牵引供电系统概述首先，咱们得明白，牵引供电系统就是给地铁提供动力的“发电机”。
可以说，没有它，地铁就像没有电的手机，啥也干不了。
简单来说，它的主要任务就是把电能转化为机械能，让地铁快速穿梭在城市的地下。
1.1 牵引供电系统的组成这个系统其实由好几个部分组成，听起来复杂，但别担心，咱们一点一点来。
首先是“供电设备”，它负责把高压电源转化为适合地铁使用的低压电。
接着，就是“变电站”，它就像个变身的魔法师，把电压变得适合地铁跑。
然后是“接触网”，这是地铁与电力的“亲密接触”，确保电流能顺畅地送到列车上。
最后，还有“牵引电机”，这是列车的动力源泉，直接让地铁跑起来，飞速向前。
1.2 牵引供电系统的工作原理说到工作原理，其实就像是一场默契的舞蹈。
电流从变电站出发，沿着接触网一路奔向列车，像是给列车打了个“鸡血”。
列车上的牵引电机接收到电后，就开始工作，带动列车往前冲。
这过程就好比是你喝了咖啡，瞬间充满了能量，准备迎接新一天的挑战。
2. 牵引供电的电气特性接下来，我们再聊聊牵引供电的电气特性。
这个部分有点儿专业，但其实也没那么难。
总的来说，地铁的牵引供电主要是通过直流电和交流电两种形式来提供动力。
2.1 直流电与交流电的区别直流电就像是你的老朋友，稳定可靠，一直都是同一个方向。
它在地铁初期时被广泛使用，动力强劲，容易控制。
但随着技术的发展，交流电开始走入人们的视野，像个新晋的“网红”。
交流电的优点在于能够传输更远的距离，减少能量损耗，简直是为地铁的发展开辟了新天地。
2.2 功率因数的重要性此外，功率因数也是一个必须得提的概念。
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地铁交流牵引供电系统探讨
发表时间：2019-07-05T14:57:06.667Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：潘宏锋
[导读] 摘要：随着研究的不断深入，大负荷牵引情况下直流供电系统杂散电流等问题对城市建设的影响不断显现。
（南宁轨道交通集团有限责任公司广西南宁 530029）
摘要：随着研究的不断深入，大负荷牵引情况下直流供电系统杂散电流等问题对城市建设的影响不断显现。
同时，直流系统所亭多、投资大也不利于地铁的进一步运用。
本文对地铁直流供电系统现状进行了分析，并对建设交流供电系统的可能性提出了一些看法与建议。
关键词：地铁；交流；牵引供电
1地铁供电系统
1.1地铁供电系统的发展
自1903年英国利物浦地铁使用电力作为牵引动力以来，地铁供电技术的变化和革新就一直伴随着隧道的不断掘进而变化。
地铁牵引供电系统伴随着科技的进步，其供电方式也发生着不断的改变。
目前，新建成的地铁项目中绝大多数选用DC750V、DC1500V接触网或接触轨的供电系统。
1.2地铁牵引供电系统的基本结构
以新建成的南宁地铁1号线为例，其采用了DC1500V，简单悬挂接触网供电的模式。
全线设有2个中心变电站，14个牵引变电所，27个降压变电站。
地铁采用的变压器由两部分组成，即移相变压器和整流机组。
移相变压器负责将通过供电线路从中心变电站输送而来的35kV三相电降压。
降压后，直接进入整流机组，整流为直流的十二脉冲波形。
为改善整流装置的高次谐波对电网、通信等设备的影响，目前地铁牵引供电系统中广泛使用等效24脉波整流电路，每个脉波相差15°的相位角，如图1所示。
图1 移相变压器原理图与向量图
直流供电系统虽然具有网侧3/5/7次谐波小的优点，但因其特点而产生的杂散电流危害影响较大。
2地铁杂散电流
2.1杂散电流的成因
在理想情况下，走行轨的电阻RR应为0，走行轨对大地的泄漏电阻RT为无穷大。
此时，从接触网上取流IT与轨回流IR相等，所有的电
流都回流到变电所。
但因现实中，，因此，存在杂散电流：（1）
杂散电流的存在，对地下布满管线的城市的影响尤为巨大。
根据法拉第电解第一定律可知道，有[2]：（2）
根据（2）式，按照10min车辆追踪时间，每天96列列车经过，每列杂散电流100A，通过时间为1min，对于铸铁水管一年可腐蚀掉60.7kg。
而且由于管道一般为合金管或纯度不高的金属材质制成，因此，其中难免会形成不同杂质与金属之间的电池效应，从而加快管道的腐蚀速度。
虽然目前大量采用复合材料管线代替原有的金属材质管线，但建筑、桥梁基础中的钢筋、各种供电设备的接地、天然气管道、供暖管路等仍无法用复合材料制成。
因此，杂散电流的影响仍不可忽视。
2.2杂散电流常用的防治手段
杂散电流的防治可通过以下几种渠道实现：
（1）采用杂散电流收集网收集杂散电流。
通过将道床内的结构钢筋的电气通路导通，使其成为杂散电流收集的主要渠道[3]。
（2）涂抹绝缘材料。
在隧道内或管线外涂抹绝缘涂层达到防腐蚀的效果。
（3）预埋特殊阳极材料，使其代替管线被腐蚀。
（4）将走行轨进行绝缘处理，使，从而使杂散电流能绝大多数通过走行轨回流到变电所内。
但（1）方案中牺牲了道床的安全性，结构钢筋将长时间受到腐蚀，不利于地铁运行安全。
（2）、（3）作为被动方式，其日常运行中难以实时进行监控，存在隐性安全隐患。
（4）方案的一次性投资和后期维护成本都较高。
3地铁交流牵引供电技术初探
3.1交流供电的优势
采用交流供电的优势在于供电能力强，不存在杂散电流的影响。
同时，建设费用低，能满足大运量、快速起停的要求。
与直流供电相比，虽然交流电需建设电分相，因地铁采用的电压较低，可采用结构相对简单的分段绝缘器作为分相。
同时，目前地铁采用的变压器大多为D,Yn11型变压器，采用交流供电后，可采用V/V或V/X接线方式，大大提高功率因数，同时降低能耗。
在机车功率不变的情况下，按照电压降的方式计算线路供电长度有：。