地铁列车辅助供电系统介绍

【摘要】随着我国城市化进程的不断加快，交通问题是阻碍城市化发展的重要难题，地铁因其不占陆地资源而被城市普遍应用。目前我国大部分地铁车辆都是以电力作为能源，而地铁列车的辅助供电系统更是重要组成部分，辅助供电系统不仅承担着对地铁列车的运行，同时为列车其他设备的用电提供支撑。本文对地铁列车的辅助供电系统进行介绍。

【关键词】地铁列车；辅助供电；供电系统

一、地铁列车辅助供电系统概要

目前从我国地铁列车的供电系统来看，我国大部分地铁列车辅助供电系统都是以输入电路、逆变器、输出电路、控制模块以及电池组成。

（一）输入电路

辅助供电输入电路主要包括电路熔断器、输入虑波器等构成，其中荣电器负责当地铁列车后极电路产生过载或者出现短路的情况下及时断电的一种装置。虑波器其主要作用在于控制以及过滤前极电路产生的共模高频干扰信号。

（二）逆变器

逆变器中包括一个具有转变电压的受控三项电桥，通过该电桥将电压转地铁列车接触网电压转变成为列车工作需要的三项交流380V，并且运用并联的方式进行电流输出，逆变器通常情况下一固定的频率进行工作。受控三项电桥安装在一个具有散热功能的散热器上，散热器中装有开关、二极管以及驱动板等相应设备。主控制器产生的驱动信号接入到驱动板，从而通过控制设备进行逆变器380V输出。二极管用来关断瞬间输出变压器自感电动势反加到直流环节造成电源污染。

（三）输出电路

在地铁列车的辅助输出电路中，辅助输出电路包括辅助输出变压器、正弦滤波器以及熔断器等相应设备组成。其供电的过程是，列车接触网电压经过输出变压器后，将接触网电压转变成为列车使用电压，将输出电压经由正弦滤波器后，在经由输出接触器以及熔电器进行供电。通常情况下，地铁列车通常都是将滤波器固定在变频器与电机之间，。当系统检测到逆变器的输出电压同列车所用的380V电压在同一频率之后，那么输出电路中的接触器将会闭合。而熔断器主要负责电压过高以及过流等保护工作。

（四）控制模块

地铁列车的辅助供电系统的控制模块主要包含主控制器、模块控制器以及输入输出节点等设备注重。控制模块在辅助供电系统中负责对供电系统进行全方位控制，同时也负责上级控制通讯以及对不同变流器进行电压以及电流的控制与调节。当控制模块检测到地铁列车发生辅助供电系统故障时，那么控制模块将下达关闭辅助逆变器的命令。

主模块控制器通常情况下配备两个微处理器。其中一个微处理器负责对辅助逆变器进行控制以及对逆变器的运行状态进行诊断，包括传感器信号评估以及顺序控制等功能功能。另外一个微处理器主要任务是进行特殊独立检测，例如对辅助供电系统的干扰电流进行监控。

（五）蓄电池

在地铁列车的电池中，一般都是将蓄电池安置在车头部位，其关键作用就是当列车出现供电事故时，向逆变器提供必要的启动能量。另外，蓄电池也需要对地铁列车的其他用电设备进行供电，例如列车照明设备等。当地铁列车处于正常行进过程中，它都是以浮充电的形式而存在。只有当列车供电设备出现故障以及辅助电源出现无法供电情形时，蓄电池才会进行相应的供电活动，同时蓄电池也是一种应急电源，当出现紧急情况时，蓄电池要保证控制用电的供应。

二、地铁列车辅助供电方式

（一）集中供电

所谓的集中供电一般情况下指的是在地铁列车中安置一定量的辅助逆变器，并且它们比分为所设定车厢进行辅助供电，并且供电方式有两种选择，一种是并联供电方式，另外一种是扩展供电方式。如果地铁列车采用扩展供电的方式，两台逆变器正常向各自负责车厢进行供电。当采用并列供电方式时，供电下路是并列的，两台逆变器同时向整列地铁进行供电。

通常情况下，我国地铁在逆变器容量的设置中，将容量设置在200―240KVA范围内，当其中一台出现无法供电状况时，那么就需要通过关闭设备的方式，将该故障逆变器与电路断开，并且将另一台正常运转逆变器进行供电，从而保障列车车厢的正常运转。如果运用并联供电，那么显而易见，一台逆变器达不到地铁列车的运行需求，这时就需要通过切断列车其他设备的用电进行电力集中，例如切除耗电相对较大的空调设备，从而保证一台辅助逆变器工作状态下地铁列车的正常运行。

（二）分散供电

所谓的分散供电指的是在地铁列车的每一节车厢内都安置一台辅助逆变器，并且通过辅助供电系统的三项输出接触器，为列车母线提供380V的交流电压。通常情况下，分散供电的辅助逆变器功率设计在73KA左右，从而使地铁列车交流供电容量的增加，满足列车的负载要求。这样即使地铁列车中的一个辅助逆变器出现故障，那么总体供电容量依然满足列车的正常运行。即使地铁列车在运行中有三台辅助逆变器发生故障，那么也仅仅需要切除列车几列车厢的空调供电后依然保证列车无限速的正常运行。当有四台辅助逆变器发生故障时，那么就需要切除整列列车的空调供电，保障列车的正常运行，大大降低了辅助供电系统因故障而导致的列车停运。

参考文献

[1]康亚庆.地铁车辆辅助系统两种供电网络的分析[J].现在城市轨道交通，2009（4）

[2]熊成林，冯晓云.不同结构的列车辅助供电系统分析与比较[J].机车电传动，2008（2）

作者简介

夏兵：男，1987.2，汉族，江苏苏州，助理工程师，本科，电气工程及其自动化专业。