再生制动能量吸收设备在天津地铁中应用

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1、再生制动能量吸收设备在天津地铁中应用　　摘要：本文介绍了天津地铁车辆制动的基本情况，针对目前城市轨道交通中广泛应用的再生制动技术，天津地铁采用了安装在变电所中的新型再生制动能量集中吸收设备；介绍了再生制动吸收设备的主电路设计、设计的重点，阐述了该装置工作的基本原理，并对其在变电所中的投运方式进行了探讨；该设备简化了城轨车辆设计，减轻了车辆的环境污染，降低了城轨建设成本，是一项值得在国内城市轨道交通领域推广的新技术。关键词：天津地铁再生制动再生制动能量吸收设备城市轨道交通中图分类号：U231+.1文献标识码：A1.天津地铁牵引制动概述天津地铁一号线

2、工程车辆采用铝合金车体的城轨列车B型车,牵引采用IGBT器件的VVVF逆变器控制的鼠笼式三相异步牵引电动机驱动的交流传动系统，主要参数:7一小时额定值:180kW-550V-240A；车辆的制动方式为:再生制动+电阻制动+空气制动。运行中以电制动（电制动包括再生制动和电阻制动，两者能连续交替使用）为主,空气制动为辅,列车制动时能充分利用粘着，充分利用电制动；再生电力吸收不足时，再生制动能平稳地转到电阻制动；紧急制动时，制动力由空气制动提供；再生制动产生的能量被在线其它车辆吸收或牵引降压混合变电所内的吸收装置所消耗。天津地铁1号线全线共设16座牵引

3、降压混合变电所，直流牵引供电系统额定电压为750V，牵引变电所空载电压为825V，列车允许电压波动范围为500~900V，列车再生制动时，将使直流牵引供电系统电压提高到1000V。再生制动能量吸收装置设置在16座牵引降压混合变电所中，对车辆制动的再生能量进行集中吸收。2.车辆再生制动技术目前城市轨道交通车辆（地铁、轻轨、有轨电车）应用得较为广泛的调速技术主要有直流斩波调压、再生-电阻制动系统，交流变频变压调速（即VVVF系统）、再生电制动系统。北京地铁已采用了上述两种调速系统的电动客车，天津、上海、广州地铁采用VVVF交流调速系统，重庆、武汉、深

4、圳城轨车辆也均采用VVVF交流调速、再生电制动系统。采用再生回馈电制动方式是现代地铁、轻轨车节能及减少污染的最佳途径。无论是直流斩波调压车、还是VVVF交流调速车均采用再生回馈电制动方式。2.1工作原理7通常当车辆处于再生电制动时，若电网具备吸收能力，即此时另有其它车辆正处于牵引状况，列车能稳定的再生制动。而当单列车运行时，此时电网不具备吸收能力，列车只能采用空气或其它机械制动。因此，解决此状况的方法是在供电站附近设置再生制动吸收设备。牵引电站再生制动吸收设备是城轨交通供电控制系统的重要组成部分，对抑制地铁洞内温升、减少车载设备、减小车辆维修量带

5、来了较大的便利。原地铁、轻轨车辆电制动采用再生制动或再生—电阻制动模式，对于车流密度不大的线路，再生电制动功能得不到充分发挥，造成气制动投入频繁，使得洞内或沿线闸瓦灰尘较多，严重污染环境，且造成地铁隧道内温度不断升高。为了减少电阻制动逸散在洞内的温度，工程中不得不加大洞内排、通风量或增大空调功率，造成工程建设费用及运营费用昂贵。再生制动吸收就是在牵引电站设置集中吸收设备，使车辆再生能量消耗在地面空间。2.2再生制动吸收设备工作原理当处于再生制动状况的列车回馈出去的电流不能完全被其它车辆和本车的用电设备所吸收时，吸收装置立即投入工作，吸收掉多余的回

6、馈电流，使车辆再生电流持续稳定，最大限度的发挥电制动功能。7国外吸收装置主要采取恒压吸收和逆变吸收两种方式，恒压吸收装置采用斩波器和吸收电阻配合，根据再生制动时线网电压的变化状态调节斩波器导通比，从而改变吸收功率，将线网电压恒定在某一设定值范围内。逆变吸收装置则是利用电力电子器件构成逆变器，将直流电逆变成工频交流电馈送交流电网。由于该交流电谐波分量较大，所以必须设置谐波抑制器和功率补偿器。装置控制部分一般采用单片机系统或用一台工控机实现控制和显示。装置均以柜式箱体布置，视吸收功率的大小由若干个控制柜组成。3.再生制动能量吸收设备在天津地铁中的具体

7、应用天津地铁一号线选用的国内北京地铁车辆厂和湘潭恒信公司生产的再生制动能量吸收设备，该设备设在沿线的16个牵引所中，它根据检测到的电压电流量判断线网上是否有列车处于再生电制动状态。一旦确认列车处于再生制动状态并需要吸收能量时，装置立即投入工作，稳定电网不再上升，确保列车充分有效利用电制动，属于恒压吸收的方式。下面就其主电电路构成和工作原理做一个简要说明。主电路主要由电动隔离开关（QS）、线路接触器（KM1）、滤波装置（L、C）、吸收电阻（RZ1～RZ4）、IGBT斩波器（VT1～VT4）、续流二极管（VD1～VD4）等元器件组成。IGBT斩波器（

8、VT）与吸收电阻(RZ)组成一个吸收电路，本设备具有四个独立的吸收电阻支路，每一支路由一个IGBT斩波器控制，构成四相不重恒压吸收控制系