双流制轨道交通列车供电方式选型技术分析

发表时间:2021/9/7   来源:《中国电业》2021年第49卷第6期   作者:姚平 王永伟
[导读] 随着我国城市化水平发展加快,
        姚平 王永伟
        重庆中车长客轨道车辆有限公司  重庆市  401133
        摘要:随着我国城市化水平发展加快,对于轨道交通列车的设计要求也就越高。不仅要实现城市内部的便捷,还要与外部相关联,不断地向外延伸扩展,打开市场扩大规模。通过将双流制引入到轨道交通中,研发出能够连接内外的轨道动车,并对其供电方式选型展开分析,在满足需求的同时提高城市的建设。
        关键词:双流制;轨道交通列车;供电方式选型
        引言:双流制应用到轨道交通列车中,给出行带来了极大的便利。同时要改变传统的供电模式才能有效的促进轨道交通的发展。双流制铁路主要采用不同的供电制,从而贯穿于轨道交通的运营中。本文通过分析双流制轨道铁路的发展现状,研究不同的供电方式,推测其发展前景。给顾客提供不同于传统模式的铁路运营,实现紧密转化的便捷感,较少换乘,实现高质量的供电贯穿。
        一、双流制轨道交通列车供电在我国的发展现状
        随着经济的发展,对于铁路的要求也就越高,铁路在我国的数量在逐年增长,铁路贯通全国的需求也就越迫切。由于我国双流制轨道交通相较于外国来说发展晚,双流制通过形成不同的牵引供电方式还有待提高。实现现有的火车与轨道交通之间无缝连接的一体化服务,给乘客提供更为便捷的出行方式。目前研发的双流制轨道交通列车和新型的供电方式都受到了广泛的关注。促进城市的发展。有辅助系统的供电模式,其中又分为集中型以及分散型两种供电模式,还有双流制接触网的供电模式,就是通过在一条运营线上,通过交直流的电位差,在两端安装绝缘材料的供电方式,最后就是双流制下停车与不停车切换状态下的供电模式的论述,但是我国的也形成了一体化的发展模式,在内部连接城市轨道,向外连接全国的轨道,通过自身短器切换,双流制接触网不段切换等牵引供电实现全线贯通运营。同时将这种方式应用于全国各省。
        二、双流制轨道交通列车的供电方式分析
        2.1轨道列车辅助系统交流供电方式
        辅助系统是通过给列车提供交流负载电源,具有两种交流供电模式,即分散供电和集中供电。集中供电中交叉供电是在每台列车上安装两台辅助系统设备,一台承担一半的供电。单元式供电是利用单元自身的列车线提供电源,并利用一定的扩展功能实现供电。分散式供电由混合分散和全分散两种方式,一种是利用交叉供电,另一种是通过一台供电设备提供所有的电量。
        例如:在列车上设置根据需求的辅助系统逆变器,在列车上使用一定电压的列车线,分别对车内需要供电的设备供电。在对供电设备监控中发现辅过程助系统设备的故障,从而能够及时改变负载的需求电量。对于集中式供电,需要两台辅助设备,设置具有一定电压的列车线,两台设备各自承担一半的供电,如果列车上给风扇空调供电的设备出现问题,则另一台设备自动将负载减半。对于分散式供电,则需要一台供电设备,利用单元自身的列车线提供适当的供电,当设备出现故障时,通过发挥辅助的功能自动将负载减半进行供电。
        2.2双流制接触网供电方式
        双流制接触网是指在在一条运营线上使用了交流以及直流两种供电模式的接触网。

对于交直流接触网的设计原理是:采用直接供给以及回流相互配合的方式,并且是单链悬挂是有单根承力索与单线接触网组成,同时对于接触网的需求需要根据实际目标速度制定,做到导线的张力与导线的材质相匹配,若在必要时还需增加辅助的网线。增强供电达到实际的需求。对于交直流中电压的相互转换,接触网也要进行转换。但是无论是直流接触网还是交流接触网都要采用轨道作为过渡。同时在轨道的两侧设置绝缘的材质,交流与直流形成的电位差,能够有效的实现轨道与铁路的相互转化。
        例如:双流制主要是在一条运营的线路上进行着,同时是交流与直流相互使用的接触网,可以将小电压转化成大电压,小频率转化成大频率的线路,通过电气分离的原理,与接触网相接触,可以实现自主供电。
        2.3双流制下停车切换供电与不停车切换供电方式
        双流制接触网配合交通列车在停车状态下的切换供电模式,是容易比较实现的,通过在停车的区域设置交直流都能使用的区段,将区段划分成几个分区,其中一个分区作为独立放置接触网的供电区,两端采取绝缘进行隔离,轨道则作为交直流回旋的通路。在停车状态下,只需对供电模式同意认可之后,进行相应的开关操作,完成交直流供电方式的切换。接触网配合列车在高速行驶的状态下实现切换供电。这时单触网已经无法满足要求,需要在过渡区即轨道设置较长的接触网并且安装一系列感应装置配合,在不需要地面开关的同时完成供电的切换。可以参考国外的供电模式即筑波线器接触网,是指在交流与直流的过渡铁轨之间设置比较小的跨度,列车的相关器件与铁轨之间形成电气分离,在设置一段不带电的接触网储存电量,保证了可持续的供电,从而避免了接触网上的硬点,减少了拉弧现象的发生。
        例如:通过应用在轨道交通固定供电电压的接触网,采用回流线的方式,可以通过选择铜合金的承力索和接触线,通过添加辅助线,尽量达到标准。在交流过渡段,接触网与直流电的接触面积增大,在其余部分采取绝缘的方式,设置好几段分区并设置交直流的过渡段。由于回流通路会产生电位差,但是钢轨和过渡段相通,当车辆进入到过渡段后分开,避免了钢轨的损伤。同时双流制的正常工作与供电,监控系统等密切配合,在供电制度转换过程中,需要加速,切换,供电等系列操作。对于停车切换供电方式:通过交直流的接触网,按照高压的要求,选定特定的参数,在停车状态先实现开关操作,实现交直流供电制度切换,同时,可以利用国外的技术,减小跨距,设置器材与电分离的装置,改善接触网点,并在分区设置过渡区,安装接触网,实现供电的需求。
        结束语:我国对于双流制的供电方式研究的比较晚,只是取得了阶段式的进步。但是双流制的供电模式带来的便利更为显著。本文通过对双流制轨道交通,以及不同供电方式的了解,分别简述了几种不同的供电模式,发现了双流制下轨道交通的供电模式更有突出的优势,以科技为本的观念深入人心,不但给出行带来了方便,还可以提高体验,将乘客直接送到目的地,双流制在轨道交通方面也将成为发展的趋势。
        参考文献:
        [1]苏和.双流制接触网在轨道交通的应用研究[J].电气化铁道,2020,31(S1):33-35+52.
   
         [2]苏和.双流制接触网在轨道交通的应用研究[J].电气化铁道,2020,31(S1):33-35+52.
[3]郝宁,靳来勇,张建华.新背景下成都市双流区规划轨道交通网络评价分析[J].河南科技,2020(05):102-105.

本文为重庆市科技局技术创新与应用示范专项产业类重点研发项目《双流制轨道交通车辆研究及应用示范》(cstc2018jszx-cyzdX0060)的研究成果。
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