简述某地铁辅助供电系统

  本文分析了某地铁列车辅助供电系统电路结构。列车辅助系统的供电网络分为：辅助逆变器（DC/AC逆变器）、蓄电池充电器、蓄电池、高压母线、中压母线、低压母线、照明设备与其它必需的辅助设备(继电器、接触器、空气开关、控制器等)。并基于ALSTOM的设计，对该辅助控制系统的原理及功能，主要逆变模块绝缘栅双极型晶体管IGBT模块构成，进行了简单介绍。
    随着中国社会经济的发展、城市化进程的加快，随着城市轨道交通不断的发展壮大，城市轨道车辆的研制与开发也逐渐各方面所关注。某地铁列车是由南车集团南京浦镇车辆公司与法国阿尔斯通公司合作生产的地铁车辆，是地铁车辆家族中载客量最大的一种。也是目前世界先进的A型（M系列）宽体列车，目前正被南京、上海、新加坡等地多家地铁所采用。
以下就某地铁辅助供电系统进行简单分析介绍。
    系统总体信息
    某地铁列车整车分为两个车辆单元共有6辆车编组，其中每个单元由一辆带驾驶室的拖车与两辆动车组成。通常6节车编组排列为  A –B – C –C–B –A。某地铁列车辅助系统的供电网络分为：辅助逆变器（DC/AC逆变器）、蓄电池充电器、蓄电池、高压母线、中压母线、低压母线、照明设备与其它必需的辅助设备(继电器、接触器、空气开关、控制器等)。
    高压母线
    2.1.高压配电
    高压电源由架空接触网通过受电弓向整个列车高压设备供电。高压电源主要用于列车的牵引动力设备与静态逆变器。受流系统从接触网吸收电能用于向列车供电，在列车每个单元的B车各配有一个受电弓装置。两个受电弓可同时向辅助系统高压母线供电。整列车在两个B车牵引箱中各设了一个1500VDC的车间电源插头以代替受电弓向整列车的辅助系统供电。当任何一个车间电源接通时，均能够向整列车辅助系统供电。车间电源供电与受电弓供电之间设有联锁，采用二极管与牵引高压母线隔离。以保证在任何时候列车仅有一种方式电源供电。静态辅助逆变器通过高压列车线供电，将其转换为中压然后再转换成低压。
    中压母线
    3.1.中压配电
    辅助供电系统中的中压母线主要由列车上的辅助逆变器通过中压母线给列车上所有的交流负载供电。其中每一台静态逆变器提供一个独立的3相电网，分别供本单元的设备。在一个辅助逆变器发生故障的状况下，可通过TCMS输出信号控制设在C车的中压连接接触器（MVAPK）对整列6辆车辅助系统的负载设备提供一半负荷用电。这时正常的辅助逆变器对整列6辆车辅助系统设备供电，此时空调减载运行，每个车的空调一个保持通风，一个正常工作。
    低压母线
    4.1.低压配电
    DC110V低压电源主要用于车门、紧急照明、乘客紧急通风、通信、控制和数据处理，所有的负载根据需要分别由永久性低压电路和预备低压电路这两条母线供电。每一个静态逆变器箱体都有防止电流由预置低压线向持久电压线流动的二极管，并防止电流从蓄电池回流。预备低压电路通过断路器或保险丝为线路提供过电流保护。
    静态辅助逆变器
    5.1.辅助逆变器结构
    辅助变流器的主要功能块包括：输入电路三相逆变器，输出隔离变压器，逆变器输出交流滤波器，冷却系统与电池充电器。辅助逆变器箱安装于A车底架，它由防护等级为IP20（通风区域)和IP55（密闭区域 ）的不同隔间组成。
    5.2.辅助逆变器运行原理
    当DC1500V高压通过牵引箱进线进入辅助逆变器，电子控制单元使预充电接触器闭合。在输入电压达到900V后，主接触器闭合，而预充电接触器断开。直流线路电压通过输入L-C滤波器，然后由逆变器控制器采用三相逆变器由6只静止开关构成，它用于将DC电压转换成AC电压。逆变器系统采用“PWM”（“脉冲宽度调制”）方法进行整形。采取PWM（脉冲宽度调节）策略控制逆变器，使变流器十分简单逆变成近似正弦波的三相对称交流电源。