欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

IN地铁时刻•番外番V03C:天津地铁1号线一期列车牵引及辅助系统的演变史

2023-09-07 19:23 作者:BIT0865  | 我要投稿

【内容来源】

[1] 李毅, 甲波. 天津地铁1号线地铁列车[J]. 机车电传动, 2006(3): 54-58.

[2] 李思睿. 天津地铁1号线LB接触器故障处理[J]. 山东工业技术, 2018(8): 137.

[3] 戴源廷, 余泽军, 贺丽伟, 肖彦君. 天津地铁1号线列车编组4辆扩编为6辆工程[J]. 铁道机车车辆, 2012, 32(3): 93-96.

[4] 李玉山, 李思睿, 薛江王江峰安泊晨祖绍鹏. 城市轨道交通车辆牵引系统自主化改造技术方案研究[J]. 现代城市轨道交通, 2022(10): 30-36.

天津1号线一期列车于2005年8月起陆续运往双林车辆段,于2006年6月12日起(1号线改造工程完工后)陆续投入运营。注意:

  • 1号线一期列车的制造商型号目前有争议。虽然广为流传的说法是 DKZ9,但是《天津地铁一号线车辆运营、维护和修理手册》记载“天津地铁车辆电气线路原理图图号为 DKZ12A-00-00-000DY”,up 倾向于认为 DKZ9 和 DKZ12 都有(与几节编组相关)。

  • 现时1号线使用的列车均采用三菱电机制异步牵引电机(一期列车既有车厢 MB-5114-A、扩编车厢 MB-5114-A2,东延线列车 MB-5114-A3),电机的额定功率 180 kW、额定输入电压 550 V、额定输入电流 240 A。以下的“三菱机器”和“纵横机器”均指牵引逆变器和辅助电源。

三菱机器时期

1号线一期列车制造当时,101~117为4节编组(2M2T,Tc-M-M-Tc),118~125为6节编组(3M3T,Tc-M-T-M-M-Tc),牵引逆变器和辅助电源均为自然风冷机器,由三菱电机原设计(少数为日本原产,多数为株洲时菱交通设备代工生产),为三菱电机在中国大陆的第三个交流传动系统应用案例(前两个分别为NJ1型柴油机车和DJF2型动车组)。

  • 牵引逆变器(MAP-164-75VD138)采用1C2M2群方式控制,每台牵引逆变器箱设有两组IGBT变流模块(分别布置在箱体两侧),每组模块独立驱动一台转向架上的两台牵引电机。

牵引逆变器箱正面盖板,其左上角为铭牌,右侧为其中一个变流模块(以上两张图来自 @西直门站二层站台)
  • 牵引系统采用矢量控制技术,以在车轮空转(牵引)或滑行(电制动)时实现快速、精确的实时控制,并可在输入过电流、控制电压过低、相间不平衡、通信故障、门极电压过低、输出过电流、滤波电容欠压等情况下进行故障保护。

  • 辅助电源(NC-EBT145A)同样采用IGBT变流模块,由辅助隔离开关、辅助熔断器、辅助逆变器及高速断路器等组成,整机总容量 145 kVA,可为车载设备提供 3AC 380V、AC 220V、DC 110V、DC 24V 四种电压。

现时1号线所有的4节编组列车均已扩编为6节编组,扩编后一期列车(未更新车)的牵引及辅助系统配置如下:

1号线一期列车扩编示意图

解释一下扩编车厢使用的 NC-EBT145AA。如果新加拖车车厢不设置辅助电源(SIV),只通过既有的两台SIV对整列车供电,则SIV的容量与整列车夏季最大负载大小基本相当,没有余量,无法应对车辆启动瞬间的瞬时过载。北京13号线的 DKZ5/6 扩编没有额外增加SIV,但其SIV(SVI-H113A)容量较大(180 kVA),天津要想效仿北京这么做,既有的SIV也要相应更换为大容量的新机器,从而导致成本增加、工期延长、改装十分繁琐,因此天津1号线的扩编采用原有“一台SIV给两节车厢供电”的方案不变。不过有了这一教训,后续天津2号线一期列车的 NC-EBT185A、3号线一期列车的 NC-EBT185B 把整机总容量提升到了 185 kVA。

扩编列车的SIV扩展供电示意图,任意SIV出现故障时,均可通过闭合RFK断路器进行扩展供电

纵横机器时期

1号线一期列车目前面临运营能耗大、控制精度差、牵引系统及配件停产断供等诸多问题,目前已启动牵引及辅助系统的国产化改造工程。首列改造完成的列车为123号车组,未来所有一期列车都会接受改造。

改造工程不更换牵引电机(但调整其电气接口),通过取消和替换有关机器,每列车可实现减重约 8000 kg、每年省电约 4897200 kWh。

改造后整车牵引及辅助系统部件减重表,单位为 kg

改造工程的亮点包括:

  • 原有列车虽然具备高压母线,但是它是互不相连的三根母线(每个 T-M 动力单元各一根);改造后列车使用一根整列贯通的高压母线,其通过母线熔断器箱(BF)和母线断路器箱(BHB)进行分段过流保护,提升母线故障时的车辆可用性。另外,改造后列车取消了独立的电抗器箱,将电抗器集成在新的牵引逆变器(TKQ509SA-2000)内,牵引逆变器的控制方式也改为1C4M1群方式。

  • 新的辅助电源(TKQ527SA-2000 或 TKQ528SA-2000,待确认)为高频隔离、并网供电机器,通过TCMS系统对内部的并网开关进行控制。三台辅助电源为整列车的负载同时供电,当出现母线短路故障时可实现分段供电,提高了列车供电系统的冗余性。

改造后列车的高压回路拓扑

至于东延线的两种列车,第一批19列(126~144)由三菱电机提供牵引电机、时代电气提供牵引逆变器和辅助电源,第二批16列(145~160)则采用永磁牵引及辅助系统(牵引电机由永济电机提供,牵引逆变器和辅助电源的制造商有争议),此二者后面再提。

IN地铁时刻•番外番V03C:天津地铁1号线一期列车牵引及辅助系统的演变史的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律