浅谈地铁再生制动能量吸收装置在兰州地铁1号线中的应用

浅谈地铁再生制动能量吸收装置在兰州地铁1号线中的应用

杨栋山

中国铁建电气化局集团南方工程有限公司湖北武汉430000

摘要：本文根据现场实际施工情况，介绍了再生制动装置在兰州轨道交通1号线牵引降压混合变电所中的应用，文中简要说明了再生制动装置的基本原理及基本应用。

关键词：地铁；再生制动装置；能量吸收；牵混所；

1.引言

随着城市轨道交通建设的迅猛发展，地铁电气自动化控制技术也取得到了长足的进步。由于地铁电力机车在制动时，会向上部接触网回馈能量，从而造成接触网电压升高，对供电系统设备的稳定运行产生了不利影响，因此就需要有一种特殊装置能够将机车回馈的能量消耗掉，来维持接触网电压的稳定。以前基本上采取在列车上安装大容量吸收电阻的方式来吸收这一部分能量，但是这样就会造成车站内及隧道内温度持续升高，同时导致车下设备总体安放困难。目前国内外普遍采用在地面或者风亭处设置再生制动能量吸收装置处理该部分能量，因为地面或者风亭处通风条件好，可以让制动电阻进行充分的散热。这样一来机车在制动时带来的一系列问题便不攻自破了，同时，合理配置此装置还可能减少车载设备和车辆维护作业量。

2.再生制动装置的类型对比与应用近况

当前，列车再生制动能量吸收装置主要包括电阻能耗型、储能型和逆变回馈型。

2.1电阻能耗型

图2：电容型制动装置吸收系统图

当前，在这个方面，我国的研究水平还比较低，所研发出来的储能装置其容量相对较小，进而该装置只能对少量的能量进行吸收和利用，而所产生的再生能量比较多，进而导致能量不能被充分地被吸收和利用。在我国国内，对第一种类型的该装置的研究水平较低，进而所生产的产品也不是非常完善，虽然国外已经具备非常成熟的该种类型产品，但是其价格非常昂贵。该装置在进行选择的时候所需要考虑的因素比较多，不仅需要考虑该装置的经济性，还需要对其运营维护是否简单方便进行考虑，另外，还需要对其安全性进行考虑，除此之外，该装置的使用寿命也是在进行选择的一个主要因素，也是值得探讨的问题，这种方式在兰州地铁中没有被运用。

2.3逆变回馈型

对逆变回馈型再生能量吸收装置进行分析和研究发现，该装置中所采取的为三相逆变器，该装置可以完成电压的转变，将一千五百伏的直流电压进行转变，转变为四百伏的交流电压，具体见图3。该装置其容量相对来说也比较小，所以在对其进行设计的时候，也需要安装制动装置。

图3：“低压逆变型+电阻型”制动能量吸收装置

电阻。这种电阻消耗型加逆变回馈型的组合方式在兰州地铁得到了充分利用，除停车场、车辆段外，全线所有的牵混所均采用了这种组合模式，在0.4KV端消耗不掉的能量，可以通过制动电阻装置再消耗一部分能量，最大可能的解决了问题。

3.逆变回馈型装置的运用分析

对当前我国各个城市的地铁运营情况进行数据分析，可以得知，制动电阻型装置并不是最佳的选择。对储能型装置的运行情况进行深入研究和分析可以得知，该装置在运行的过程中并不是那么稳定。将逆变回馈型装置作为例子来对其节能效果进行分析，除此之外，还需要对其运行状态进行分析。

3.1低压0.4KV逆变回馈装置

根据这些年的运行数据来对其进行研究，该装置的容量相对较低，影响其因素主要包括两个，第一个影响因素为IGBT元器件对于能够流过的电流的数值有一定要求，其不能够太大。第二个影响因素为该装置本身所采取的电压等级就不高，所以其并不能输出较大的功率。

4.今后的研究方向及向设计的建议

除了第一种类型，在国内没有被实际应用之外，其与的多种类型在我国均有一定的应用。针对这些装置在我国的具体运行情况进行深入分析和研究，然后针对当前存在的一些问题和不足向设计者或者机构提出一些合理的建议。

4.1接线方式分析

对该装置进行分析可以得知，其在接入系统的时候，所采取的接线方式和地铁供电系统所采取的接线方式相同。不仅如此，在对供电设备的数量进行选择的时候，需要使用很多的供电设备，这可以使该装置对电能进行充分吸收和使用，不仅如此，这还可以大大减少其向城市电网的反馈，进而实现节能减排。

4.2参数选择分析

该装置的相关电气参数需要和地铁供电选择相同的，不仅如此，其运行情况也要基本相同。

4.3装置容量分析

该装置的容量大小在选择的时候也需要和地铁够供电系统相同，在对其进行设计的时候，不仅需要对列车的相关参数进行考虑，还需要对其运行线路进行考虑，进而完成设计工作。除此之外，还需要对其通风散热问题等进行分析。

5.结语

随着时代的不断发展，我国的地铁也得到了一定的发展，其运营里程数也在不断变多。为了实现节能减排，需要根据实际的情况来对再生制动能量吸收装置进行设计和安装，进而对列车再生制动的能量进行充分地存储和使用，这也是今后发展的一个方向。