淺析中壓能饋型再生制動電能利用裝置在地鐵中的運用

劉宇

【摘? 要】隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科技水平的不斷提升，交通運輸行業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。當(dāng)前，隨著我國地下隧道等各項工程建設(shè)數(shù)量不斷上升，中壓能饋型再生制動電能利用裝置的重要性不言而喻。只有加強對該裝置的研究工作，不斷解決應(yīng)用過程中存在的問題，才能有效地發(fā)揮設(shè)備應(yīng)用效果，為提升我國地下工程施工安全性能奠定設(shè)備支持。

【Abstract】With the rapid development of China's socialist market economy and the continuous improvement of the level of science and technology， the transportation industry has been booming. At present， with the increasing number of underground tunnels and other engineering construction in China， the importance of regenerative braking energy utilization device with medium voltage energy feed is self-evident. Only by strengthening the research work of the device and constantly solving the problems existing in the application process， can the application effect of the equipment be effectively brought into play， and the equipment support can be laid for improving the safety performance of underground engineering construction in China.

【關(guān)鍵詞】中壓能饋型;再生制動電能;利用裝置;運用

【Keywords】medium voltage energy feed; regenerative braking energy; utilization device; application

【中圖分類號】U270.35? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）06-0187-02

1 引言

社會的迅速穩(wěn)定發(fā)展，推動人們生活質(zhì)量水平不斷提升。為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求以及經(jīng)濟發(fā)展的需要，加強對中壓能饋型再生制動電能利用裝置等設(shè)備裝備的研究工作，提升設(shè)備的自動化、智能化，對于滿足人們的需求、提升工程質(zhì)量等各方面起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)前該裝置的復(fù)雜性日益增加，我國該項設(shè)備應(yīng)用工作也得到了較大程度的發(fā)展，但與此同時仍然存在各種問題急需解決，論文針對該裝置在地鐵運用過程中的作用及設(shè)備組成進行初步講解。

2 該裝置在地鐵運用過程中的作用

2.1 中壓能饋設(shè)備系統(tǒng)運行方式

正常運行方式：正極進線開關(guān)及其電動隔離開關(guān)、饋線開關(guān)、上網(wǎng)電動隔離開關(guān)、負極電動隔離開關(guān)合閘，使正極接觸網(wǎng)和負極走行軌帶電。越區(qū)電動隔離開關(guān)分閘。相鄰兩變電所構(gòu)成雙邊供電。

運行方式一：同一牽引變電所內(nèi)的兩套牽引整流機組，一套退出運行，另一套繼續(xù)運行。運行方式二：當(dāng)一個牽引變電所退出運行，其供電區(qū)段由相鄰牽引變電所單邊供電。運行方式三：當(dāng)一個牽引變電所退出運行，其供電區(qū)段由相鄰牽引變電所大雙邊供電。

整流機組參數(shù)：每座牽引變電所設(shè)2套12脈波整流機組，每套整流機組由整流變壓器和整流器組成，整流變壓器一次側(cè)繞組分別移相+7.5和-7.5，2套整流機組并聯(lián)運行構(gòu)成24脈波整流[1]。

2.2 中壓能饋設(shè)備系統(tǒng)功能

中壓能饋所供產(chǎn)品中壓能饋裝置主要功能為回饋功能、整流功能、穩(wěn)壓功能，系統(tǒng)工作原理如圖1所示。裝置本身除具有基本的回饋功能、穩(wěn)壓功能外，還具備相應(yīng)的采集數(shù)據(jù)、傳輸?shù)容o助類功能。

2.3 系統(tǒng)工作過程

以圖1為例，當(dāng)列車從車輛段進入正線后，正線上各牽引站存在的中壓能饋回饋裝置會與整流機組一同工作，啟動對應(yīng)的牽引作用，對1500V的牽引網(wǎng)傳輸電能，提供對應(yīng)的牽引能力，列車接受對應(yīng)電能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的動能，而列車采用電制動時，此時在啟動或停車時，列車的動能相應(yīng)的會有變化，轉(zhuǎn)換為電能回饋至牽引電網(wǎng)。此時再生裝置可以檢測到網(wǎng)壓升高至回饋設(shè)定值，此時的回饋開始啟動，將這部分能量回饋至高壓側(cè)及動力照明側(cè)，當(dāng)回饋完畢，遵循能量守恒定理，網(wǎng)壓會降低至對應(yīng)設(shè)定值，能饋柜停止回饋功能并進入待機裝態(tài)，等待下一次的回饋[2]。

3 針對該裝置設(shè)備組成

3.1 測控保護系統(tǒng)

中壓能饋裝置能高效監(jiān)控變流變壓器、變流器柜和隔離開關(guān)柜的運行狀態(tài)，對變流裝置的正常運行、故障運行和異常運行狀態(tài)實時監(jiān)控，及時切除和隔離故障，并將監(jiān)控信息及時與上級監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊。當(dāng)與上級監(jiān)控系統(tǒng)的通訊故障時，成套變流裝置能夠獨立運行，不影響其正常功能的發(fā)揮。整套控制系統(tǒng)的原理如圖2所示[3]。

3.2 變流器

DCU相關(guān)的變流器的邏輯、特性控制都是由對應(yīng)的主控電路完成，如圖2所示，根據(jù)RS485與相對的上位機遙信，接受了對應(yīng)的上位機的相關(guān)命令，并各根據(jù)相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)，進行對應(yīng)的邏輯關(guān)系處理和對應(yīng)的控制。

3.3 逆變控制

在逆變控制中，相應(yīng)的輸入輸出電流和電壓根據(jù)對應(yīng)的線路控制，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓、電流信號，輸出相應(yīng)脈沖，主控板上的脈沖信號再通過通訊板上的光纖發(fā)送至脈沖分配板至IGBT模塊元件的相應(yīng)驅(qū)動模塊。

再生能饋裝置向35kV電網(wǎng)交流負載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能質(zhì)量（如在電壓、閃變、頻率、諧波和功率因數(shù)）滿足實用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)。

裝置內(nèi)部配備了交流電網(wǎng)欠壓/過壓保護、直流電網(wǎng)欠壓/過壓保護、功率模塊過流保護、功率模塊過熱保護、充電接觸器故障保護、風(fēng)機接觸器故障保護、低壓斷路器故障保護、散熱風(fēng)機故障保護、能饋支路框架保護、40.5kV開關(guān)柜異常分?jǐn)啾Ｗo、DC1500V開關(guān)柜異常分?jǐn)啾Ｗo、網(wǎng)絡(luò)通訊、變壓器繞組過溫保護、變壓器鐵芯過溫保護等完善的故障保護項。

4 結(jié)語

總而言之，該裝置作為當(dāng)前時代提升工程質(zhì)量水平，保障工程安全性的重要設(shè)備，加強對該設(shè)備的研究，推動中壓能饋型再生制動電能利用裝置的工作更加智能化、信息化，才能進一步地提升建設(shè)工程的質(zhì)量水平及安全性，推動我國裝置設(shè)備轉(zhuǎn)型升級的同時提高相關(guān)企業(yè)的競爭能力，增加企業(yè)經(jīng)濟收益，帶動我國地鐵工程行業(yè)的迅速發(fā)展。

【參考文獻】

【1】夏景輝，鄭寧，左廣杰.地鐵車輛逆變型再生制動能量回饋方案與裝置的研究[J].城市軌道交通研究，2013，16（06）：42-45.

【2】桑福環(huán)，張海龍，王林，等.地鐵能量回饋裝置的無功補償控制策略[J].城市軌道交通研究，2016，19（05）：117-120.

【3】魯玉桐，趙小皓，趙葉輝.再生制動能量吸收裝置在北京地鐵中的應(yīng)用[J].都市快軌交通，2014，27（04）：105-108+112.