1、出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)1任務(wù)1軌道交通電力網(wǎng)絡(luò)任務(wù)目標(biāo)了解供車(chē)輛用電的軌道交通電力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，電壓等級(jí)的區(qū)分與作用。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)2任務(wù)重點(diǎn)在這個(gè)任務(wù)中，主要掌握從城市電網(wǎng)中得到后，如何形成自己的交流供電環(huán)網(wǎng)和站場(chǎng)供電網(wǎng)絡(luò)。知識(shí)準(zhǔn)備三相交流電、變壓器技術(shù)、整流電路技術(shù)、電力識(shí)圖。知識(shí)描述(1)軌道交通電力網(wǎng)絡(luò)概述在國(guó)家電網(wǎng)中，電能輸出到用戶(hù)時(shí)，一般以10kv為輸出電壓等級(jí)，但對(duì)于國(guó)家一級(jí)重要負(fù)荷，如交通中的鐵路供電和城市軌道交通供電，多以110kv雙回路供電方式進(jìn)行供電，以確保供電的可靠性。出版社 理工分社城市軌道交通

2、車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)3 從圖2.1中表明，在虛線(xiàn)1上為國(guó)家電網(wǎng)，以下才是軌道交通系統(tǒng)中的電網(wǎng)。由圖2.1可知，35kv用于軌道交通牽引用電。10kv用于站場(chǎng)設(shè)備和生活用電。在城市軌道交通系統(tǒng)中，由于一條線(xiàn)路最遠(yuǎn)距離一般不超過(guò)100km，如在線(xiàn)路中點(diǎn)選擇引入國(guó)家電網(wǎng)供電，則軌道交通電網(wǎng)的輸送距離最長(zhǎng)不超過(guò)50km。因此，國(guó)家電網(wǎng)對(duì)一條線(xiàn)路的供電采取雙回路一個(gè)接入點(diǎn)的方式進(jìn)行供電，這與鐵路長(zhǎng)線(xiàn)距離、多點(diǎn)供電方式有所不同。為確保供電安全，軌道交通電力網(wǎng)絡(luò)多采用中壓雙回路環(huán)網(wǎng)供電方式。中壓是以35kv電壓等級(jí)形成的環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)的基本構(gòu)成如圖2. 2所示。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)

3、行與維修退出頁(yè)4圖2.1電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)示意圖出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)5圖2.2環(huán)路的基本構(gòu)成出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)62)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架所提供的中壓電能通過(guò)兩個(gè)相互獨(dú)立的中壓網(wǎng)絡(luò)路徑分別分配給牽引供電系統(tǒng)和動(dòng)力照明系統(tǒng)。1)混合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架主所提供的中壓電能通過(guò)中壓網(wǎng)絡(luò)直接分配給牽引供電系統(tǒng)和動(dòng)力照明系統(tǒng)。如今國(guó)內(nèi)城市交通供電網(wǎng)絡(luò)中，大多數(shù)以混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主，圖1.2就是一個(gè)中壓混合網(wǎng)絡(luò)。(2)中壓網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)7(3)中壓網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)的選擇一般而言，35

4、(33)kv、20kv和10kv這3種電壓等級(jí)為中壓范疇。33kv和20kv為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓，國(guó)內(nèi)多采用35kv和10kv。(4)直流牽引變電所直流牽引變電所的主要功能為，將其交流進(jìn)線(xiàn)電壓通過(guò)變壓器降壓，然后經(jīng)整流器將交流電變成直流電供電動(dòng)車(chē)輛的牽引電動(dòng)機(jī)用。其輸出電壓為dc1500v。正電壓接入接觸網(wǎng)中，負(fù)電壓接入鋼軌中，如圖2.3所示。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)8圖2.3地鐵牽引供電系統(tǒng)示意圖出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)9圖2.4第三軌作為供電接觸網(wǎng)有些系統(tǒng)采用“第三軌”作為供電接觸網(wǎng)，如圖2.4所示。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛

5、電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)10思考與練習(xí)1.軌道交通電力系統(tǒng)中，中壓環(huán)網(wǎng)指的什么?2.用于機(jī)車(chē)供電的接觸網(wǎng)電壓等級(jí)為多少?經(jīng)牽引變電所整流后，正極和負(fù)極各接在什么地方?出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)11任務(wù)2車(chē)輛直流高壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)任務(wù)目標(biāo)1.掌握車(chē)輛高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.掌握列車(chē)車(chē)輛編組。3.掌握牽引的基本理論。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)124.掌握高壓設(shè)備操作的基本程序。任務(wù)重點(diǎn)1.在車(chē)輛dc1500v和750v電壓中，主要掌握與高壓網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的設(shè)備主要有：受電弓、高壓開(kāi)關(guān)(ph箱)、牽引逆變器、輔助逆變器、濾波器等。本任務(wù)是掌握車(chē)輛中dc150

6、0v構(gòu)成的電網(wǎng)。2.高壓設(shè)備操作原則。知識(shí)準(zhǔn)備cad電氣識(shí)圖。知識(shí)描述(1)列車(chē)的組成在城市軌道交通中，列車(chē)多以4動(dòng)2拖組成一列。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)13圖2.5列車(chē)的組成出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)14裝置(m1，2)。這種編組方式為四動(dòng)二拖組合形式。(2)牽引電氣系統(tǒng)圖1)dc750v電氣系統(tǒng)dc750v車(chē)輛電氣系統(tǒng)圖，是車(chē)輛動(dòng)力電氣設(shè)備的主要技術(shù)圖，它詳述了750v電氣設(shè)備之間的連接關(guān)系。2)dc1500v電氣系統(tǒng)(3)高壓操作工作過(guò)程在圖2.7中，主隔離開(kāi)關(guān)、高速斷路、受電弓是車(chē)輛加電操作的主要部件。其操作先后順序?yàn)椋壕幗M

7、代號(hào)(左起)tc1，m0，m1，m2，m3，tc2，從編組中，可以看到這是一組對(duì)稱(chēng)編組形式。a車(chē)有司機(jī)室、充電機(jī)、蓄電池組(tc1，2)。主要用于列車(chē)控制，在車(chē)體中，不設(shè)動(dòng)力拖動(dòng)裝置。b車(chē)有受電弓、ph箱(主開(kāi)關(guān)箱、車(chē)間電源箱)、線(xiàn)路電感器、制動(dòng)電阻箱(再生制動(dòng)用)、索引電機(jī)、接地裝置、防震保護(hù)等(m0，3)。c車(chē)：pa箱(含牽引逆變器和輔助逆變器)、線(xiàn)路電感器、制動(dòng)電阻箱(再生制動(dòng)用)、索引電機(jī)、接地出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)15出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)16出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)17加電：先進(jìn)行隔

8、離開(kāi)關(guān)3操作，把開(kāi)關(guān)手柄搬到第1擋，而后進(jìn)行升弓操作。當(dāng)升弓完成后，再進(jìn)行高速斷路器合閘操作。斷電：先進(jìn)行高速斷路器斷電操作，而后進(jìn)行降弓操作，再將隔離開(kāi)關(guān)手柄搬到第3擋(斷電接地操作)。隔離開(kāi)關(guān)有3種開(kāi)關(guān)狀態(tài)：在1擋時(shí)(同步聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)1.1和1.2)為正常加電狀態(tài)。在2擋時(shí)為空擋。在3擋時(shí)為接地保護(hù)狀態(tài)。接地操作時(shí)，禁止受電弓受電。正常工作時(shí)，主隔離開(kāi)關(guān)處于1擋位置，主動(dòng)力電源回路和輔助電源回路加上dc 1500v。列車(chē)入庫(kù)停車(chē)時(shí)，主隔離開(kāi)關(guān)處于3擋位置。高速斷路器處于斷開(kāi)狀態(tài)。為了保證接觸網(wǎng)輸入的直流質(zhì)量，在新的系統(tǒng)中加入了電抗器，以過(guò)濾掉各種交流雜波。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)

9、備運(yùn)行與維修退出頁(yè)18(4)車(chē)輛牽引理論簡(jiǎn)述地鐵車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受各種外力的作用，影響它的運(yùn)行結(jié)果。通常把所有作用在車(chē)輛上外力的合力用g表示，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理：當(dāng)g0時(shí)，車(chē)輛加速運(yùn)行；當(dāng)g=0時(shí)，車(chē)輛靜止或勻速運(yùn)行(惰行)；當(dāng)g2550mm(15505)mm2580mm100n出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)58靜態(tài)力可調(diào)節(jié)范圍：運(yùn)行速度：重量(包括支持絕緣子)：額定工作氣壓：最小供風(fēng)氣壓：最大供風(fēng)氣壓：升弓時(shí)間：降弓時(shí)間：滑板數(shù)量：滑板中心距：滑板長(zhǎng)度：氣路接口(絕緣軟管、壓力開(kāi)關(guān)組裝)：70140n90km/h140kg550kpa500kpa900kpa8s8s2

10、塊(3003)mm(8001)mmrc3/8出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)59d.底架：用于無(wú)電部分與有電部分的隔離和整個(gè)受電弓的支撐作用，如圖2.24所示。圖2.24底架出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)60(2)高速直流斷路器高速直流斷路器，主要用于接觸網(wǎng)引流后的一個(gè)主要開(kāi)關(guān)部件。它是整個(gè)車(chē)輛供電的主要開(kāi)關(guān)。高速直流斷路器設(shè)置于車(chē)輛高壓器箱中，如圖2.25所示。其實(shí)物圖如圖2.26所示。圖2.25高速直流斷路器出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)611)概述ur6型高速直流斷路器是單極、雙向裝置，具有電磁吹弧，直接瞬時(shí)過(guò)電

11、釋放，自然空氣冷卻和電氣操作系統(tǒng)。ur6型高速直流斷路器的主要特性和保護(hù)如下：出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)62圖2.26實(shí)物圖出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)63絕緣水平2000v(直流)；額定電壓1000v和2000v(直流)；限制切斷弧電壓；直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放；機(jī)械和電氣強(qiáng)度高；觸頭損耗小；高效消弧；抗振動(dòng)和機(jī)械沖擊；耐熱性能；結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)；維修少；符合iec77標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)熱電流額定值1000a(直流)；出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)642)結(jié)構(gòu)ur6型高速直流斷路器的結(jié)構(gòu)如圖2.27所示。出版

12、社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)65圖2.27ur6型高速直流斷路器的結(jié)構(gòu)出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)666.102：動(dòng)觸頭6.103：連接牌(接線(xiàn)處，含觸點(diǎn))6.104：連接牌6.111：棘輪6.200：過(guò)流釋放裝置6.300：滅弧罩座6.303：磁線(xiàn)圈6.307：叉6.320：觸頭壓力彈簧6.321：斷開(kāi)彈簧6.400：輔助觸頭6.600：滅弧罩(由阻燃材料構(gòu)成)6.602：消弧板6.603：金屬隔板出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)673)工作原理閉合(電操作斷開(kāi))。線(xiàn)圈(6.303)的閉合電流的作用下驅(qū)動(dòng)動(dòng)鐵芯(6.

13、330)后通過(guò)彈簧(6.320)作用在叉(6.307)和棘輪(6.111)帶動(dòng)動(dòng)觸頭(6.102)。觸頭閉合之后，通過(guò)降低的保持電流(e型)或永久磁鐵(m型)將鐵芯(6.330)保持在接通(on)位置。首次操作電源，由蓄電池提供(dc110v)。切斷命令的斷開(kāi)(電操作斷開(kāi))。就電保持形式來(lái)說(shuō)，電路由切斷保持電流來(lái)分?jǐn)嗟模娲疟３中问绞菍?duì)永久磁鐵的消磁來(lái)分?jǐn)唷Ｅc閉合的程序相反。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)68滅弧室。滅弧室的金屬隔板(6.600)將進(jìn)入的電弧分隔成許多斷弧。輔助觸頭。ur6型高速直流斷路器裝有6對(duì)雙轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的觸頭，如圖2.28所示。觸頭開(kāi)關(guān)容量：220

14、v(交流)時(shí)為10a，110v(直流)時(shí)為1a。直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放。如果電流在主電路中達(dá)到過(guò)電流釋放裝置(6.200)的預(yù)整定值，叉(6.307)就會(huì)被迫向下運(yùn)動(dòng)，棘輪(6.111)釋放，主觸頭(6.102)斷開(kāi)。滅弧。觸頭斷開(kāi)導(dǎo)致的電弧由于主電路的磁場(chǎng)作用將電弧吹入出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)69圖2.28ur6型高速直流斷路器工作原理圖出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)70流側(cè)的電壓。濾波電抗器是空心的，電感值為常數(shù)。限制直流側(cè)濾波單元的電壓、電流波動(dòng)，濾除高次諧波。本線(xiàn)路電抗器采用空心結(jié)構(gòu)，電感值不隨通過(guò)電抗器電流的大小而改變。沒(méi)有閉合的

15、磁回路，存在較大的漏磁。為了減少電磁對(duì)環(huán)境、人的健康損害以及防止對(duì)通信信號(hào)的電磁干擾，在電抗器的上方位置安裝漏磁屏蔽板，并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)安裝在車(chē)底。濾波電抗器實(shí)物圖如圖2.29所示。濾波電抗器的基本參數(shù)：結(jié)構(gòu)方式：空心式；工作方式：持續(xù)工作制；額定電流：dc750a；最大電流：dc1850a；額定電感：3mh10%；額定電壓：dc750v(500vdc1000v)；冷卻方式：走行風(fēng)冷；(3)濾波電抗器濾波電抗器是主電路的一部分，用來(lái)限制直流側(cè)電流突變，平衡直出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)71圖2.29濾波電抗器絕緣等級(jí)：h級(jí)；平均溫升：125k(線(xiàn)圈部位，采用電阻方法)；

16、絕緣水平：ac2800v，50hz，60s。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)72(4)過(guò)壓吸收電阻箱車(chē)輛在運(yùn)行的過(guò)程中有時(shí)會(huì)遇到輪對(duì)空轉(zhuǎn)等瞬態(tài)過(guò)程，從而引起直流電壓的上升，為了防止直流電壓上升超過(guò)允許范圍以及電空制動(dòng)的平滑轉(zhuǎn)換，需要用通過(guò)過(guò)壓吸收電阻支路的開(kāi)通來(lái)降低相應(yīng)的過(guò)電壓或維持電制動(dòng)在一定的時(shí)間內(nèi)才完全降低至切除。該過(guò)壓吸收電阻裝置包含兩個(gè)支路的電阻rb01和rb02，并安裝于一個(gè)構(gòu)架上，每個(gè)支路的電阻由4個(gè)電阻單元串聯(lián)組成。電阻單元與地之間為雙重絕緣。該過(guò)壓吸收電阻的第一重絕緣為電阻帶和絕緣螺桿之間的絕緣，第二重絕緣為絕緣螺桿和過(guò)壓吸收電阻構(gòu)架之間的絕緣。出版社

17、 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)73工作電壓：額定工作電壓：dc900v最大電壓：dc1000v電阻帶材質(zhì)：鎳鉻合金帶。電阻帶最高工作溫度：500。負(fù)荷條件：負(fù)荷條件從810kw開(kāi)始下降持續(xù)2s到0，工作制斷續(xù)制(2son周期60s)(見(jiàn)圖2.30)。額定平均功率：213.5kw。電氣絕緣：電阻帶與地之間采用雙重絕緣。冷卻方式：走行空氣自然風(fēng)冷。過(guò)壓吸收電阻箱的基本參數(shù)：電阻值：額定電阻值(20)：rb01，rb02=0.81(-5%+5%)額定工況下最大阻值：rb01，rb021.0出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)74圖2.30(5)母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)箱母

18、線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)箱(見(jiàn)圖2.31)，包括的器件主要有：熔斷器bf、閘刀開(kāi)關(guān)bs。dc750v電源從受流器引入，經(jīng)母線(xiàn)熔斷器箱，經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)bs、熔斷器bf然后送到后續(xù)電路。bf熔斷器選用法國(guó)法雷公司的產(chǎn)品，型號(hào)：n206690a，采用兩個(gè)n206690a并聯(lián)，bf為牽引逆變器供電，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，如過(guò)電流、線(xiàn)路短路時(shí)，熔斷器熔斷，為后續(xù)斷路提供保護(hù)。該開(kāi)關(guān)必在無(wú)負(fù)荷的情況下進(jìn)行操作。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)75母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)箱器件參數(shù)：額定電壓：dc1 000v額定電壓：dc1 000v額定電流：2900a額定電流：1 200a熔斷器bf閘刀開(kāi)關(guān)bs出版社 理工分社

19、城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)76思考與練習(xí)1.描述升弓加電和降弓斷電過(guò)程。2.為什么高壓dc1500v加電時(shí)，高速斷路器要最后操作，而斷電時(shí)要先進(jìn)行操作。3.過(guò)壓吸收電阻箱的作用是什么?出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)77任務(wù)4常見(jiàn)故障處理任務(wù)目標(biāo)在該任務(wù)中，主要掌握受電弓、高速斷器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器等高壓設(shè)備常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及處理方法。任務(wù)重點(diǎn)1.受流器故障處理。2.受電弓故障處理。3.直流斷路器故障處理。知識(shí)準(zhǔn)備機(jī)械制圖、電子識(shí)圖、萬(wàn)用表的使用。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)78知識(shí)描述(1)常見(jiàn)受流器故障處理受流器常見(jiàn)故障主要

20、有：碳滑板破裂，當(dāng)受電弓斷裂漏風(fēng)，受電弓上氣壓開(kāi)關(guān)送出信號(hào)，則打開(kāi)快排閥。一般由add自動(dòng)降弓系統(tǒng)控制快排閥打開(kāi)。處理方法：更換碳滑板。破裂的碳滑板如圖2.32所示。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)79圖2.32破裂的碳滑板 碳滑板摩擦過(guò)大，故障早期現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)短時(shí)脫電現(xiàn)象。解決這一問(wèn)題為更換碳滑板。碳滑板磨損剩余高度一般為34mm，如圖2.33所示。出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)80圖2.33磨損的碳滑板出版社 理工分社城市軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備運(yùn)行與維修退出頁(yè)81(2)受電弓故障處理受電弓故障處理如下：受電弓傳動(dòng)汽缸系統(tǒng)故障。快排閥失效(迅速降弓，不能升弓)，需更換快排閥。電磁氣閥，電磁線(xiàn)圈壞(緩慢降弓，不能升弓)。需更換電磁線(xiàn)圈。受電弓壓不夠，易打火花故障。調(diào)節(jié)升