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再生制动逆变安装在城市轨道交通的使用

2014-04-11 15:58:02

  再生制动逆变安装在城市轨道交通的使用
  The Application of Regenerative Braking Inverter Devices in Urban Rail Transit

  山东新风光电子科技发展有限公司  张岩 李金平 周玉兰
  Zhang Yan  Li Jinping  Zhou Yulan

  摘  要:再生制动逆变安装按照各个传感器检测旌旗灯号,综合判定直流电网上能否有列车处于再生电制动形态,一旦确认列车处于再生制动形态并需求吸取能量时,可将过剩的再生制动能量回馈至好流配电网。本文引见了该安装的体系构造和事情道理,该安装在重庆某线路的运转结果阐发。现场运转证实该安装具有明显的推行代价。
  关键词:再生制动  逆变安装  牵引降压混淆所
  Abstract: The detection signal of the regenerative braking of the inverter device according to the respective sensors, the comprehensive judgment DC online braking state of the train is in the regenerative electric. Once confirmed when the train is in a regenerative braking state, and the need to absorb energy, the excess regenerative braking energy feedback to the AC power distribution networks. This article describes the system structure and working principle of the device, the device is a line in Chongqing run effect analysis. The field operation that the device has significant promotional value.
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  1概述
  今朝城市轨道交通直流牵引供电系统接纳二极管整流器,电能只能从交换电网向直流牵引网单向流动。当车辆制动时,过剩的再生制动能量使直流电网电压降低。传统的解决方法是设置电阻制动安装,但这将形成电能的极大华侈并带来温升等其它成绩。因为轨道交通车辆起制动频仍,制动能量相称可观,若能加以公道操纵必能发生优良的经济效益。
  从最早的在牵引变电所设置再生能量电阻耗损安装的应用到近几年电容储能、飞轮储能手艺、再生电能逆变回馈装备开展,再生制动能量吸取手艺在不竭研制和连续改良,在国内外轨道交通线路上获得使用。针对今朝利用的四种吸取安装计划,表1给出了四种吸取安装的特性:

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  再生制动逆变安装(以下简称逆变安装)即为逆变回馈型,其回馈能量将用于400V 负载或反送至35kV 电网。逆变安装(逆变+电阻)按照各个传感器检测旌旗灯号,综合判定直流电网上能否有列车处于再生电制动形态,一旦确认列车处于再生制动形态并需求吸取能量时,系统启动吸取历程。在控制系统中设置二级判定基准值,当电网电压升至到第一级判定电压时,体系起首投入逆变安装,逆变安装把机车刹车制动时发生的能量转换成AC380V 电压,主动跟随AC380V 母线电压,并向负载供电,将再生能量消耗在用电装备上;一旦逆变吸取耗损不了该能量,将惹起电网电压进一步上升,当电网电压升到第二级判定电压时,电阻斩波器立刻投入事情,电阻吸取安装将再生制动能量消耗,不变电压不再上升,确保机车充实有用操纵电制动。在直流牵引供电系统中,再生制动能量吸取安装做为一个子系统工程,其感化关乎体系的安全。
  2 逆变安装的主回路体系
  2.1 重庆某线路牵引供电系统概略

  重庆某线路牵引供电系统次要分为直流牵引网和交换配电网两部门。主变电所将三相35KV高压交换送至各牵引所,经整流变压器、整流器变成合适轨道车辆使用的1500V直流母线,馈电线再将直流电送到打仗网上,打仗网是沿车辆走行轨架设的特别供电线路,轨道车辆经由过程其受流器与打仗网的间接打仗而得到电能。
  牵引变电所普通设两台牵引整流机组。今朝接纳两台整流机组并联运转组成等效24脉波整流方法。其容量按远期运量设想,按照国标GB/T 10411-2005《城市轨道交通直流牵引供电系统》划定,牵引整流机组的负载才能应满意:100%额定输出持续;150%额定输出2h;300%额定输出lmin。许可电压颠簸范畴为1000V~1800V。走行轨组成牵引供电回路的一部分。回流线将轨道回流引向牵引变电所。
  交换配电网次要是供给站内的照明、透风、排水、电梯等基础设施。
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  逆变安装的主回路拓扑分四部门,直流接触器部件、逆变单位、输出电抗器、交换接触器部件如图2所示;

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  2.3 功率单位拓扑
  逆变安装的单位内部接纳三电平构造电路,单位主电路如图3所示。

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  3 逆变安装道理及功用
  3.1事情道理

  逆变安装在收到“启动”给定旌旗灯号后,颠末掌握回路行动直流接触器、交换接触器,并送出启动终了确认旌旗灯号。总控安装检测到启动终了确认旌旗灯号后,按照此时母线电压的上下给出高电平“开机”旌旗灯号,停止能量回馈;低电平使逆变装备霎时关断,处于能量回馈等候形态。逆变装备事情历程中,时辰领受并实时复兴装备内接触器、各个单位的事情形态旌旗灯号。图4为安装的掌握道理框图。

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  (1)逆变安装次要是按照母线电压变革实现主动并网、逆变吸取及逆变电流调理等功用。
  (2)逆变安装设置过压、过流、超温、短路庇护功用,当某一逆变单位毛病时,整机仍能够降额运转,不影响整机一般事情,同时把整机的事情形态传给上位机,等待其掌握指令。
  (3)自动化数据收罗功用,微机控制系统由PLC控制系统和16位DSP体系组成。及时收罗直流、交换电网数据,按照直流母线电压的变革主动调理逆变单位的输出电流巨细,逆变为与电网电压同频、同相的交流电送回电网。
  (4) 微机控制系统接纳尺度的数据通信口接入变电所综合自动化体系。物理接口接纳RS485接口,波特率19.2kbps,通信协议接纳今朝国际上通用的MODBUS-RTU,具有优良的通用性和开放性。
  4 运转效益阐发
  按照业主电度表计量的数据,重庆某线路逆变安装节电结果较着。详细数据如表2;

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  按照运转数据阐发,一个地铁站点安装的逆变安装日均回馈电能约1000余度,参考产业用电价钱1元/度,一天节流运转本钱1000余元,年节约本钱36万余元。同时,对地道内部的透风、散热需求低落,若无逆变安装此部门能量又要思索被消耗掉,运转本钱也要响应增长。故装备运转经济效益明显。
  5 结束语
  轨道交通有着运量大、速度快、安全可靠、准点温馨的技术优势正逐渐成为次要都会的交通工具,城市轨道交通本身所具有的社会属性和经济属性,使之成为城市交通运输发展战略的重点,同时也被视为城市交通系统的主干力气。同时国度开端重视产物国产化,在国度装备国产化政策的指导下,一批轨道交通设备的消费企业和科研院所逐渐强大,促进了产物国产化历程,弥补了海内制造业的空缺。

 

 

 

 

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