城市轨道交通供电系统毕业论文
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城市轨道交通供电系统毕业论文范文
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城市轨道交通供电系统毕业论文选题
浅谈门禁系统在城市轨道交通中的应用试析自动闭塞情况下列车时间间隔
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城市轨道交通供电系统毕业论文题目
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城市轨道交通牵引供电系统论文
牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电方式。牵引供电系统是指铁路从地方引入220（110）KV电源，通过牵引变电所降压到5KV送至电力机车的整个供电系统。 例如城市电车，地铁等，我们主要研究的内容是电气化铁道牵引供电系统。在我们这里简称牵引供电系统。 牵引供电方式： 直接供电方式(TR) 直接供电方式较为简单，是将牵引变电所输出的电能直接供给电力机车的一种供电方式，主要设备有牵引变压器、断路器、隔离开关、所用变、电压互感器、电流互感器、母线、接地系统、交流盘、直流盘、硅整流盘、控制盘、保护盘等设备。 直供方式的优点：结构简单、投资省 缺点：由于牵引供电系统为单相负荷，该供电方式的牵引回流为钢轨，是不平衡的供电方式，对通信线路产生感应影响大。 回路电阻大，供电距离短（十几公里） 。 BT（吸流变压器）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。 AT（自耦变压器）供电方式 采用AT供电方式时，牵引变电所主变输出电压为55kV，经AT（自耦变压器，变比2:1）向接触网供电，一端接接触网，另一端接正馈线（简称AF线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高），其中点抽头则与钢轨相连。AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样，起到防干扰功能，但效果较前者为好。此外，在AF线下方还架有一条保护（PW）线，当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用，同时亦兼有防干扰及防雷效果。 显然，AT供电方式接触网结构也比较复杂，田野侧挂有两组附加导线，AF线电压与接触网电压相等，PW线也有一定电位（约几百伏），增加故障几率。当接触网发生故障，尤其是断杆事故时，更是麻烦，抢修恢复困难，对运输干扰极大。但由于牵引变电所馈出电压高，所间距可增加一倍，并可适当提高末端网压，在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。 直供+回流（DN）供电方式（TRNF） 带回流线的直接供电方式取消BT供电方式中的吸流变压器，保留了回流线，利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所，因而部分抵消接触网对临近通信线路的干扰，其防干扰效果不如BT供电方式，通常在对通信线防干扰要求不高的区段采用。这种供电方式设备简单，因此供电设备的可靠性得到了提高；由于取消了吸流变压器，只保留了回流线，因此牵引网阻抗比直供方式低一些，供电性能好一些，造价也不太高，所以这种供电方式在我国电气化铁路上得到了广泛应用。 这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式，NF线每隔一定距离与钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有PW线特性。由于没有吸流变压器，改善了网压，接触网结构简单可靠。近年来得到广泛应用。 同轴电力电缆供电方式 同轴电力电缆供电方式是在牵引网中沿铁路埋设同轴电力电缆，其内部导体作为馈电线与接触网并联，外部导体作为回流线与钢轨并联的供电方式。 这种供电方式由于投资大，一般不采用。
轨道世界 RailWorld开放｜共享｜价值导读 ID：RailWorld成都市轨道交通市域快线关键技术研究及应用成都拟优化轨道线网图，由55条线路组成，包括城市轨道36条，市域铁路19条，总长约2382km。其中1~33号线、D1~D6号线为城市轨道S1~S19线为市域铁路。优化后，城市轨道交通线网实现了对全市所有行政区的覆盖，基本实现产业功能区全覆盖。成都市轨道交通市域快线关键技术研究及应用随着城市化进程的不断加快，目前国内大部分城市都遇到了城市发展空间不足的问题，因此积极拓展城市空间，特别是发展新区、市郊组团及卫星城，成为新一轮城市建设和发展的重点。为加速和带动新区及外围组团的发展，连接城市外围机场、高铁站等交通枢纽，各地陆续规划建设了连接中心城区和外围组团的城市轨道交通市域快线（以下简称“市域快线”），此类快线具备线路长度长（≥ 50 km）、车站数量少（站间距大）、运行速度高（≥ 100 km/h）三大特点。成都市轨道交通18号线就是此类项目的典型代表。01成都市域快线的规划及理念1 规划概况成都市轨道交通线网共规划有46条线路，总规模04 km。在线网规划之初，规划研究单位根据沿线的城市规划特征，系统分析了每条规划线路的线站位方案和功能定位，首次在规划阶段将线网明确区分为普线线网（最高运行速度为80km/h）和市域快线线网（最高运行速度≥ 100 km/h）2 个层级（图1），其中市域快线线网规模共计1129 km。2 规划理念成都市域快线的规划理念相对以往的线网规划有明显不同：从功能看，主要解决外围组团和中心城区，以及组团之间的快速联系；从布局看，旨在实现中心城区的快速穿越，以及中心城区与外围组团间的切向快速转移；从技术标准看，侧重快速性（规划车站间距大、速度目标值高）、舒适性（车厢内坐席率高、站立密度低）以及运营的灵活性（多种交路、多种运营模式、互联互通）。02成都市轨道交通 18 号线概况随着成都天府国际机场（以下简称“天府机场”）选址的确定，成都市在轨道交通线网规划中增加了连接中心城区、天府新区、东部新区及天府机场的18号线一、二期工程，线路起于成都火车南站，止于天府机场，全长4 km，设车站12座，将于2020年底全线通车，后续三期工程还将向北经中心城区延伸至火车北站，向南延伸至临江站（图 2）。全线设车辆综合基地1处，停车场1处，主变电所5座，采用速度目标值为140 km/h 的8辆编组市域A 型车，以及AC25kV 架空悬挂接触网供电制式。18号线是一条典型的“机场+ 市域”复合功能线路，其具有两大功能定位：①作为机场线，满足机场客流的出行需求（火车南站— 天府机场40 min 可达）；②满足沿线通勤客流的出行需求，缓解成都市南北中轴线尤其是既有轨道交通1号线的巨大客流压力。03关键技术研究及应用在18号线项目的前期研究和设计阶段，研究人员确定了该线路在中心城区是复合功能线，外围是快线、专线的设计理念；初步设定其最高运行速度应在120 km/h 以上，并具有灵活的运营方式；在制式选择方面，采取了有别于常规地铁的研究思路。在此基础上，研究人员从速度目标值、运营模式、车辆选型、供电制式、隧道净空断面尺寸、轨道系统及弱电系统等多个方面进行分析论证，对成都市域快线的主要技术标准和关键技术参数进行了探索性的创新研究，下面将对其进行介绍。1 列车速度目标值在18 号线项目规划阶段，鉴于其机场线的特点，规划部门提出了中心城区至天府机场全程旅行时间需控制在40 min 以内的时间要求。根据18 号线的规划线站位方案及平均站间距等特点，再综合考虑上述时间要求，选择的列车最高运行速度应该为120 ～ 160 km/h。进一步的速度牵引计算结果表明，120 km/h 的速度难以满足40 min 的时间要求，而对于160 km/h 的速度，全线仅2 个区间可达到，且此速度下的旅行时间相对140 km/h 仅缩短了1 min。因此，综合考虑车辆选型及购置费、运营效率、能耗、土建工程成本等方面的因素，研究人员最终选用了适合本线特点的最高运行速度为140 km/h 的市域A型车，这是目前国内市域A型车能够达到的最高速度。2 运营模式18号线是机场线。对于带有机场服务功能的城市轨道交通线路，目前国内已有的运营模式见表1。鉴于18 号线“机场+ 市域”的复合功能定位，采用不同车型的快慢车混跑运营模式（模式5）是最合适的选择，因此在项目可行性研究和初步设计阶段，考虑采用慢车车辆座椅纵列式布置、快车车辆座椅横列式布置的方式，并在快车停靠车站单独设置快车停靠站台，在站厅层设置单独付费区，拟达到使快慢车客流分流的目的，并预留了票价差异化的条件。但在初步设计后期，出于保持服务水平一致性的考虑，研究人员最终选择了统一车型、适当提高舒适度标准的快慢车混跑运营模式（模式4），并在国内首次构建了完整的快慢车运营模式理论体系。3 车辆选型根据市域快线的工程适用范围、线路长度、站点布局和旅行时间要求，业内将市域快线列车的速度目标值统一为120 ～ 160 km/h。但在车辆的选择和研制开发方面却形成了以下2种思路：①直接使用铁路CRH动车组或将其稍加改造后（D型车）使用；②使用经过提速改造的地铁A、B 型车辆。由中华人民共和国国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2019年发布的国家标准《城市轨道交通市域快线120 km/h ～160 km/h 车辆通用技术条件》（GB/T 37532-2019）中明确规定，市域快线车辆分为市域A 型车、市域B 型车和市域D 型车3种类型。在18号线前期研究阶段，研究人员考察分析了当时在建的温州市轨道交通S1线（目前已投入运营）所使用的市域D型车，经过深入的研究和谨慎的对比得出以下结论。（1）市域D型车车体断面大，会增加土建工程规模；车门少，可能造成停站时间延长；检修体制与地铁车辆区别较大。（2）市域A型车由于经地铁A型车改造而来，因此相关检修经验丰富，许多配件可通用，更符合城市轨道交通资源共享的需求；此外，其车辆外部尺寸、车门数量、轴重、动力性能（尤其是高速段的平均加速度）等更能适应市域快线的需要。综合上述分析，18 号线采用市域A 型车，这是国内首次研制并投入使用的、速度为140 km/h 的市域A型车。在18号线空载试运行期间，该型车的运行状况良好。4 供电制式目前，国内城市轨道交通项目一般采用DC1500V（个别线路为DC750V）供电制式，铁路项目均采用AC25kV 供电制式。在18号线设计初期，研究人员根据项目自身的特点，对交、直流供电制式进行了深入的分析比较，考虑到DC1500V供电制式的供电半径较小，若要在站间距较大的市域线上使用，必须在区间中部增设大量牵引变电站，从而使工程投资和后期运营维护工作量大幅增加，因此选择了AC25kV柔性架空接触网供电制式。18号线AC25kV供电制式所采用的牵引供电系统与铁路一致，而对于电力系统（即中低压系统），则根据城市轨道交通的特点，在牵引变电站中单独设置2组AC110kV/35kV电力变压器，电缆线路为AC35kV双环网，并在车站设置AC35kV/4kV降压所用于电力系统供电。由此可见，18号线的供电制式既不同于常规城市轨道交通，又有别于铁路，是根据自身特点量身定做的一套市域快线供电方案，见表2。5 隧道（车站）净空断面尺寸确定区间隧道净空断面尺寸时需要考虑的因素包括隧道压力波、人体舒适度需求、隧道内设备安装需求、车辆尺寸及气密性等。18号线选用4车门的市域A 型车，动态气密性指数为客室3 s、司机室6 s（注：向车厢充气后气压泄至充气压力38%的时间为静态气密性指数，动态气密性指数在此基础上折减），在此前提下，从以下3方面确定圆形隧道断面尺寸，进而根据有效断面面积基本保持一致的原则，确定车站和其他型式隧道的断面尺寸。（1） 空气动力学仿真计算：对列车在140 km/h速度下产生的隧道压力波进行仿真计算，推算出满足人体舒适度所需的轨面以上内净空面积，再结合车辆断面尺寸，得出圆形隧道断面直径不应小于0m。（2）道床厚度、接触网导线高度及安装空间需求：在接触网导线高度为0m的前提下， 根据道床的最大高度及AC25kV 柔性架空接触网的安装空间和绝缘要求进行计算，得出所需的圆形隧道断面直径不应小于2m。（3） 国家标准《标准轨距铁路建筑限界》（GB 2-1983）要求：该标准规定，最高运行速度为160 km/h的铁路单线隧道（无车辆气密性要求）轨面以上的内净空面积为06 m2，由此可推算出圆形隧道断面直径应为5m。由于18 号线车辆具有一定的气密性，在2 m直径基础上考虑一定的限界富余，采用与最高运行速度为160km/h 的铁路单线隧道相同的内净空面积，以满足运营期间乘客的舒适度需求，因此18号线圆形隧道断面直径确定为5m（图3）。在地下车站范围，接触网安装位置为轨面以上2 m，若按照传统做法布置轨顶风道，轨面至中板高度将达到2m，必然使工程投资进一步增加。因此，研究人员在进行深入研究后，将轨顶风道侧移至站台上方，将站台层高度降低为5 m（图 4），从而达到减少工程投资的目的。6 轨道系统目前，国内在城市轨道交通（＜ 120 km/h）和高铁（≥ 160 km/h）轨道系统方面具有较丰富的运营经验，但在速度为120 ～160 km/h 的市域快线轨道系统方面，没有可参考的先例。18号线设计人员结合城市轨道交通和高铁的技术特点，对市域快线轨道系统进行了以下改进和优化。（1）全线采用高强度、耐磨的合金钢组合辙叉。（2）将DZ Ⅲ型扣件改良为DZ Ⅲ-3 型扣件，并将城市轨道交通项目中常用的e 型弹条（φ 18 mm）优化为在高铁项目中大量使用的C4弹条（φ20 mm）。（3）优化减振方案，如在使用减振扣件的区段加大减振扣件刚度，在设置减振垫的区段采用框架型减振垫浮置板，在安装钢弹簧浮置板的区段增加道床板配重，以及加密隔振器等。（4）采用双块式轨枕整体道床结构，实现跨区间无缝线路。（5）引入轨道控制网（CP Ⅲ）和轨道精调技术。7 弱电系统1 信号系统为保证18号线全线旅行时间在40min 以内，18号线的列车自动驾驶（ATO）系统按照正线最高速度140km/h 设计，列车自动防护（ATP）系统的最高限制速度按不低于150 km/h设计，以实现真正意义上的最高速度140 km/h。2 通信系统18号线最高运行速度为140 km/h。目前，国内外尚无如此高速度下的城市轨道交通车地宽带无线通信系统应用案例。影响车地宽带无线通信系统选择的关键因素有丢包率、传输时延、切换性能、极限吞吐量及对高速的适应性等。选择适合本项目的车地宽带无线通信系统是实现车载乘客信息系统（PIS）、闭路电视监控系统（CCTV）数据无缝传输的基础。研究人员经过理论分析，并结合在轨道交通运行控制系统国家工程研究中心的实验室测试结果和成灌客运专线上的现场测试结果，在18号线上首次采用长期演进非授权频谱（LTE-U）技术作为车地宽带无线通信技术，测试时列车速度可达160km/h，是目前国内城市轨道交通车地无线通信的最高速度。04结 语成都市轨道交通18号线是成都市轨道交通线网中首条开建的市域快线，其140 km/h的最高运行速度、快慢车混跑的运营模式、交流供电、高速度下的车地宽带无线通信等关键技术是国内城市轨道交通建设史上的首次探索。设计研究人员在设计中采用了多种新方法、新理念，确定了合理的技术标准，解决了众多技术难题，对我国各城市市域快线的建设和发展起到示范和引领作用。参考文献周旭 成都市轨道交通市域快线关键技术研究及应用[J]现代城市轨道交通，2020（11）：1-作者简介周旭（1984—），男，高级工程师，中铁二院地铁院线规分院副院长现代城市轨道交通小编：执器扶鼎素材来源：《现代城市轨道交通》杂志 顶图及下面视频源自成都地铁成都18号线
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This paper studies the power supply system of urban rail Firstly， the development history and current situation of urban rail transit power supply system are discussed， and the necessary preparatory work for the design of urban rail transit power supply system is ， constructed the overall structure of the urban rail transit power supply system， established the general design principle， and the subsystem of urban rail transit power supply system design， the subsystem of the different design schemes are compared and Finally， MATLAB/Simulink was used to model and simulate the traction power supply system of the core subsystem， and the simulation results were