軌道交通車輛及供電方 式(楊德春)

1、 二二一二年四月一二年四月軌道交通車輛及供電方式軌道交通車輛及供電方式RTRT軌道交通軌道交通雜志雜志2012高鐵峰會高鐵峰會目錄一、城市軌道交通車輛二、城市軌道交通供電系統(tǒng)三、再生制動和供電節(jié)能一、城市軌道交通車輛當前，世界城市軌道交通系統(tǒng)中應用的車輛種類、品種、型式多種多樣，呈現出百花齊放、競相爭艷的繁榮景象。目前在我國，城市軌道交通系統(tǒng)中應用的車輛有以下幾種：海拔高度 1200 m環(huán)境溫度 0 OC +40 OC最大相對濕度 100 %風速 20m/s 列車限速運行 24.4m/s 列車停運軌距 1435 mm軌道類型 正線 60 kg/m車輛段 50 kg/m最小豎曲線半徑120 km

2、/h 區(qū)間及車站線路 8000 m / 4000 m80 km/h 區(qū)間及車站線路 5000 m / 3000 m 輔助線 2000 m 最小平面曲線 正線 400 m輔助線 200 m 最大坡度 正線 35 車站 2 輔助線 40 軌道最大超高 140 mm 軌底坡 平直線 1/40站臺高度 1080mm站臺邊緣與直線軌道中心距 1500 mm供電方式 架空接觸網供電電壓 DC 1500 V電壓波動范圍 DC 1000 1800 V持續(xù)五分鐘最大電壓 DC 1950 V接觸網型式和高度車輛段高架地段隧道內接觸網型式柔性懸掛柔性懸掛剛性懸掛接觸網高度5000mm5300 mm4600 mm40

3、40 mm初、近、遠期均采用6輛編組編組形式：-A+B+C=C+B+A-（-自動車鉤，+半永久牽引桿，=半自動車鉤）座位沿兩側側墻縱向布置，載客量如下：注：1、AW2為座席人員+6人/m2立席人員的人數；2、AW3為座席人員+9人/m2立席人員的人數。A車（人）B車（人）C車（人）6輛編組（人）坐席（AW1）404444256定員（AW2）2252492491446超員（AW3）3173523522042車輛重量和載重量如表注：乘客每人按60kg計算； 軸重 ：14 t載客重量（t）/輛車輛重量（t）6輛編組重量（t）A車B車C車A車B車C車AW000037.534.536.5217AW12.

4、763.03.040.2637.539.5234.52AW213.0214.4614.4650.5248.9650.96300.88AW318.1220.2220.2255.6254.7256.72334.12車輛結構速度 135 km/h列車最高運行速度 120 km/h起動加速度（050 km/h） （AW2，平直線） 0.9m/s2平均加速度（0120 km/h) （AW2，平直線） 0.5 m/s2常用制動平均減速度(120 km/h0)(AW0-AW3，平直線)1.0 m/s2緊急制動減加速度(120 km/h0)( AW0- AW3，平直線)1.3 m/s2最大沖擊率 0.75m/

5、s列車速度達到120km/h時，仍然有產生0.05m/s2加速度 的能力。一列空載（AW0）列車牽引一列滿載（AW2）（無動力）故障列車，能在35 的坡道上起動。列車失去四分之一動力時，在AW2負載情況下，列車可以往返一個全程；列車失去二分之一動力時，在AW2負載情況下，列車可在35 的坡道上起動，并能使列車運行到最近車站。列車長度 6 輛編組 119880 mm （車鉤連結面之間）車輛長度 19980 mm （車鉤連結面之間）車體寬度 2800 mm車輛高度(軌面至車頂高，新輪)不含排氣口和空調 3725 mm含排氣口和空調 3795 mm受電弓降弓高度 3810 mm受電弓工作高度 175

6、-1600 mm軌面到地板面高度（AW0，空氣簧充氣，新輪） 1130 mm客室車門每側車門對數 4 對/邊寬度 1400 mm寬度 1400 mm客室車門中心距 4560 mm 司機室側門與相鄰客室車門中心距 1830 mm相鄰車客室車門中心距 6300 mm通道寬度 1300 mm車鉤中心線高度 720 mm轉向架中心距 12600 mm 轉向架軸距 2300 mm 車下設備最低點距軌面最小距離(車輪全磨耗) 60 mm車輪直徑(采用整體輾鋼車輪)新輪 840 mm 半磨耗 805 mm 磨耗 770 mm 輪對內側距(空載) 1353mm2mm1）車體2）轉向架3）空氣制動系統(tǒng)4）電(力

7、)傳動系統(tǒng)5）輔助電源系統(tǒng)6）通風、空調和采暖系統(tǒng)7）照明系統(tǒng)8）列車控制和通信系統(tǒng)9）列車信息系統(tǒng)二、城市軌道交通供電系統(tǒng)電力牽引供電系統(tǒng)分為直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)。城市軌道交通絕大多數采用直流供電系統(tǒng)；城間和區(qū)域交通絕大多數采用交流供電系統(tǒng)。下表表示目前世界上一些國家采用供電電壓的統(tǒng)計。1）城市軌道交通系統(tǒng)供電電壓。城市軌道交通系統(tǒng)供電電壓絕大多數采用DC750V和 DC1500V。2）城市軌道交通系統(tǒng)供電方式。 城市軌道交通系統(tǒng)供電方式分為接觸網供電方式和接觸軌供電方式。按日本和英國的有關標準規(guī)定：DC1500V供電系統(tǒng)采用接觸網供電方式；DC750V供電系統(tǒng)采用接觸軌供電方式。 接

8、觸網供電系統(tǒng)圖 柔性接觸網 剛性接觸網安裝圖 接觸導線斷面圖接觸軌供電方式分為第三軌供電方式和第三、四軌供電方式。第三軌供電方式又分為上部授電和下部授電。 上部授電 下部授電第三、四軌側面授電三、再生制動和供電節(jié)能當前，我國各城市的軌道交通正在蓬勃發(fā)展，作為21世紀的軌道交通系統(tǒng)將是追求節(jié)能的綠色交通系統(tǒng)?，F代軌道交通系統(tǒng)幾乎都采用直流電力牽引，其運送旅客的車輛幾乎都采用交流電傳動技術。交流電傳動的優(yōu)點之一是列車制動時其的動能約75%可轉換成電能（再生率為52%左右）。這些電能，部分供列車的空調、照明、空壓機、牽引電機勵磁等負載，多余的部分電可返回電網供其他列車使用。但是由于1列車制動時無其他

9、列車在運行；2制動列車和起動列車在時間上不同步；3. 制動列車和起動列車相距較遠：4制動列車的功率曲線和起動列車的功率曲線相差很大。多余部分的電能不能完全被利用，此時，接觸網電壓會升高。為使接觸網電壓維持在允許的范圍內，同時又能最大限度地利用多余的電能，目前，已有以下幾種實用方法：1牽引變電所采用四象限變流器，將電能返回到交流電網；2在牽引變電所安裝逆變器，將電能返回到交流電網；3采用鋰蓄電池或超級電容器裝置儲存電能。在列車上安裝超級電容器后，列車再生制動時，多余的電能儲存在超級電容器中，列車起動加速時，儲存在超級電容器的電能，供列車起動加速使用。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能效果最大，但由于電容器體積

10、、重量的原因，只能用于DC750V供電的低地板輕軌車輛。此節(jié)能技術是列車再生制動時，將多余的電能儲存在牽引變電所的超級電容器中，如圖（A）所示；列車起動加速時，儲存在超級電容器的電能，供列車起動加速使用。如圖（B）所示。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能效果顯著，但目前只有用于DC750V供電系統(tǒng)的超級電容器。（A A）列車再生制動時多余的電能儲存在超級電容器中（A）列車再生制動時多余的電能儲存在超級電容器中（A）列車再生制動時多余的電能儲存在超級電容器中（A）列車再生制動時多余的電能儲存在超級電容器中B）列車起動加速時，儲存在超級電容器的電能供列車起動加速使用此節(jié)能技術是列車再生制動時，將多余的電能儲存在鋰電池中；列車起動加速時，儲存在鋰電池的電能，供列車起動加速使用。 鋰電池節(jié)能這是日立公司已在老線牽引變電所改造中使用的業(yè)績。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能效果顯著，但目前國內無大容量、高電壓的鋰電池，難以國產化。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能效果顯著，但目前國內無大容量、高電壓的鋰電池，難以國產化。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能效果顯著，但目前國內無大容量、高電壓的鋰電池，難以國產化。上世紀八十年代中,該技術已在新加坡和韓國釜山地鐵應用,目前