轨道交通供电系统的故障诊断与维修
目录
引言 1
一、供电系统 2
（一）供电系统的组成 2
（二）供电系统的作用 2
（三）供电模式 4
二、供电系统故障种类 5
（一）直流开关跳闸 5
（三）电气二次设备故障 6
三、故障的应对措施 8
（一）开关跳闸保护 8
（二）直流电缆的保护 8
（三）二次设备检修 8
（四）蓄电池检修 9
（五）应急疏散策略 10
总结 12
谢辞 13
参考文献 14
引言
轨道交通供电系统是全部必要用电的负载设备供给电能的系统，但不包括牵引动力系统，它主要用于牵引电机风机，冷却塔风机，主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器冷却风机，主变压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门，车厢照明及各种服务性电气设备。轨道交通的电气设备包含各种风机、空调系统、车厢照明及各类服务性电气设备。各类辅助电力设备都广泛采取单相交流电机，这可以使得供电非常简单。本人是在苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司实习，主要从事于轨道交通供电系统的故障检查与维修，所以本文就是主要阐述了轨道交通系统的故障原因与故障分析。之所以写这个课题，是因为在公司里面，主要接触的就是供电系统的检查与维修。轨道交通供电系统的故障检查与故障排除是部门的主要负责的项目，我也对该项目有更加深入的了解。目的是在于巩固大学所学的知识，提高实践运用能力，能够熟练的检查轨道交通供电系统中可能存在的故障，并且对故障进行分析和排除。论文的指导思想是通过对轨道交通系统的供电系统进行检修的同时，及时发现供电系统中存在的一些故障，并且采取一些相对应的措施来解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
决这个问题。
一、供电系统
（一）供电系统的组成
我国和其他大都西方国家一样，国家谋划打点电气生产，是以无论是工矿电力牵引和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给，还是干线电气化铁路都是由国家经营管理的电网提供。城市轨道交通供电系统：1.高压供电系统（主变电所）2.内部供电系统：1）牵引供电系统 2）动力照明供电系统。辅助供电系统的构造按照负载须要的电源范围来决定，一般由充电机、蓄电池、辅助变流器等构成。城市轨道交通供电系统为动车组除牵引动力系统外全部的用电设备供应电力。①辅助变流器多采用IGBT元件，其优点是轻便小巧；②负载品种多，须要供应的电源规格多，布线繁琐；③供电母线在全列车贯通。辅助供电系统多采取干线供电方法，为动车组除牵引动力系统外的全部用电设备供电。本文介绍的供电系统如图1—1所示
图1-1供电系统的组成
（二）供电系统的作用
辅助供电系统为空气压缩机、乘客信息系统、冷却透风机、空气调节系统、油泵/水泵电机、节制、广播、采暖、照明、列车无线等设备供给电源。上述负载要求辅助供电系统具有包含三相AC220V母线、DC110V母线、AC110V母线等输出。
中压（AC380/220V）
重要负载采取两条互换电源输入，互为备份，在一条交流电源出现故障时主动转换到其他一条交流电源供电，保证重要负载不会因为有一路输入电源故障就遏制运行。
重要负载有：空气压缩机、司机室通风装置、空调压缩机、空调冷凝与蒸发器风机、牵引逆变器风机、制动电阻风机和高压箱风机。
一般负载：一般负载采用一路交流电源输入，在该路交换电源故障时，该类负载停止运行。主要有辅逆风机、司机室足部加热器，方便插座。本文描述的中压供电系统如图1-2所示。
图1-2 中压供电图
低压（DC110V)
通常由三条正母线和一条负母线组成，充电机对两条正母线和蓄电池供电。三条正母线分别为一条贯穿全车的列车正常供电母线和一条贯穿全车的列车紧急供电母线，一条贯穿全车的永久供电母线，只要蓄电池有电，永久列车线就得电，主要为列车联挂控制和列车唤醒控制提供电源，并用于低压检测继电器、蓄电池电压表。正常情况，列车唤醒时，供电接触器TSK闭合，正常供电母线和紧急供电母线同时为列车直流负载供电；在45分钟紧急供电时，通过司机室的紧急操作开关断开接触器，正常供电母线不得电，那么就要靠蓄电池利用紧急供电母线为全车所有紧急负载和永久性负载供电。本文介绍的低压供电图如1-3所示
图1-3 低压线路图
（三）供电模式
低压（DC110V）
每辆Tc车设一台充电机和一组蓄电池。充电机为全车直流负载供应DC110V输出电源。全车两台低压电源输出并网供电，当一台故障时，不影响列车的基本运行。
中压（AC380/220V）
每个辅助逆变模块将DC1500V逆变后，再经变压器各输出一路三相四线制AC380V/50HZ电源。列车共设置两条独立的贯穿全车的AC380V/50Hz中压母线。全车的中压交流负载由不同的辅助逆变器尽量平均供电。根据列车安全性能的要求，不同的负载采用不同优先级别供电控制，对应级别高低分为重要负载和一般负载。
正常模式：当母线高压有电，辅助设备特别是辅助逆变器和蓄电池充电器没有故障。
降级模式：当母线高压有电，辅助设备故障。
紧急模式：母线高压无电
在蓄电池欠压，出现不能唤醒列车时，由内置于辅助逆变器箱内的DC1500V/DC110V紧急变换器提供所需充电机控制单元的电源。在人工紧急升弓后， DC1500V/DC110V紧急变换器立刻启动，将通过辅助逆变器，进而输入的DC1500V电压变换为DC110V，为充电机及控制单元供电。通常工作三分钟可以使蓄电池电压上升到高于紧急变换器输出电压，此后辅逆控制单元由蓄电池供电，紧急启动变换器停止工作。若三分钟后蓄电池仍然欠压，则紧急启动装置可最多再启动两次，每次工作三分钟。若如此3个持续3分钟周期后蓄电池仍欠压，则需及时更换蓄电池。
二、供电系统故障种类
2.后台监控计算机：
后台监控系统通过对地铁各个自动化系统的信息集中来实现集成和互联系统功能，并利用信息集中的优势为使用者提供综合的服务。如果后台计算机与网络连接不正常，那么可以判断为网络问题；在MS-DOS下命令语句：ipconfig、ping可以解决网卡硬件问题、网卡驱动程序问题。如果正常运行windows操作系统，而电力系统运行出现了问题，那么就是电力监控系统软件出了问题。本文介绍的后台监控计算机如图2-4所示
引言 1
一、供电系统 2
（一）供电系统的组成 2
（二）供电系统的作用 2
（三）供电模式 4
二、供电系统故障种类 5
（一）直流开关跳闸 5
（三）电气二次设备故障 6
三、故障的应对措施 8
（一）开关跳闸保护 8
（二）直流电缆的保护 8
（三）二次设备检修 8
（四）蓄电池检修 9
（五）应急疏散策略 10
总结 12
谢辞 13
参考文献 14
引言
轨道交通供电系统是全部必要用电的负载设备供给电能的系统，但不包括牵引动力系统，它主要用于牵引电机风机，冷却塔风机，主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器冷却风机，主变压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门，车厢照明及各种服务性电气设备。轨道交通的电气设备包含各种风机、空调系统、车厢照明及各类服务性电气设备。各类辅助电力设备都广泛采取单相交流电机，这可以使得供电非常简单。本人是在苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司实习，主要从事于轨道交通供电系统的故障检查与维修，所以本文就是主要阐述了轨道交通系统的故障原因与故障分析。之所以写这个课题，是因为在公司里面，主要接触的就是供电系统的检查与维修。轨道交通供电系统的故障检查与故障排除是部门的主要负责的项目，我也对该项目有更加深入的了解。目的是在于巩固大学所学的知识，提高实践运用能力，能够熟练的检查轨道交通供电系统中可能存在的故障，并且对故障进行分析和排除。论文的指导思想是通过对轨道交通系统的供电系统进行检修的同时，及时发现供电系统中存在的一些故障，并且采取一些相对应的措施来解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
决这个问题。
一、供电系统
（一）供电系统的组成
我国和其他大都西方国家一样，国家谋划打点电气生产，是以无论是工矿电力牵引和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给，还是干线电气化铁路都是由国家经营管理的电网提供。城市轨道交通供电系统：1.高压供电系统（主变电所）2.内部供电系统：1）牵引供电系统 2）动力照明供电系统。辅助供电系统的构造按照负载须要的电源范围来决定，一般由充电机、蓄电池、辅助变流器等构成。城市轨道交通供电系统为动车组除牵引动力系统外全部的用电设备供应电力。①辅助变流器多采用IGBT元件，其优点是轻便小巧；②负载品种多，须要供应的电源规格多，布线繁琐；③供电母线在全列车贯通。辅助供电系统多采取干线供电方法，为动车组除牵引动力系统外的全部用电设备供电。本文介绍的供电系统如图1—1所示
图1-1供电系统的组成
（二）供电系统的作用
辅助供电系统为空气压缩机、乘客信息系统、冷却透风机、空气调节系统、油泵/水泵电机、节制、广播、采暖、照明、列车无线等设备供给电源。上述负载要求辅助供电系统具有包含三相AC220V母线、DC110V母线、AC110V母线等输出。
中压（AC380/220V）
重要负载采取两条互换电源输入，互为备份，在一条交流电源出现故障时主动转换到其他一条交流电源供电，保证重要负载不会因为有一路输入电源故障就遏制运行。
重要负载有：空气压缩机、司机室通风装置、空调压缩机、空调冷凝与蒸发器风机、牵引逆变器风机、制动电阻风机和高压箱风机。
一般负载：一般负载采用一路交流电源输入，在该路交换电源故障时，该类负载停止运行。主要有辅逆风机、司机室足部加热器，方便插座。本文描述的中压供电系统如图1-2所示。
图1-2 中压供电图
低压（DC110V)
通常由三条正母线和一条负母线组成，充电机对两条正母线和蓄电池供电。三条正母线分别为一条贯穿全车的列车正常供电母线和一条贯穿全车的列车紧急供电母线，一条贯穿全车的永久供电母线，只要蓄电池有电，永久列车线就得电，主要为列车联挂控制和列车唤醒控制提供电源，并用于低压检测继电器、蓄电池电压表。正常情况，列车唤醒时，供电接触器TSK闭合，正常供电母线和紧急供电母线同时为列车直流负载供电；在45分钟紧急供电时，通过司机室的紧急操作开关断开接触器，正常供电母线不得电，那么就要靠蓄电池利用紧急供电母线为全车所有紧急负载和永久性负载供电。本文介绍的低压供电图如1-3所示
图1-3 低压线路图
（三）供电模式
低压（DC110V）
每辆Tc车设一台充电机和一组蓄电池。充电机为全车直流负载供应DC110V输出电源。全车两台低压电源输出并网供电，当一台故障时，不影响列车的基本运行。
中压（AC380/220V）
每个辅助逆变模块将DC1500V逆变后，再经变压器各输出一路三相四线制AC380V/50HZ电源。列车共设置两条独立的贯穿全车的AC380V/50Hz中压母线。全车的中压交流负载由不同的辅助逆变器尽量平均供电。根据列车安全性能的要求，不同的负载采用不同优先级别供电控制，对应级别高低分为重要负载和一般负载。
正常模式：当母线高压有电，辅助设备特别是辅助逆变器和蓄电池充电器没有故障。
降级模式：当母线高压有电，辅助设备故障。
紧急模式：母线高压无电
在蓄电池欠压，出现不能唤醒列车时，由内置于辅助逆变器箱内的DC1500V/DC110V紧急变换器提供所需充电机控制单元的电源。在人工紧急升弓后， DC1500V/DC110V紧急变换器立刻启动，将通过辅助逆变器，进而输入的DC1500V电压变换为DC110V，为充电机及控制单元供电。通常工作三分钟可以使蓄电池电压上升到高于紧急变换器输出电压，此后辅逆控制单元由蓄电池供电，紧急启动变换器停止工作。若三分钟后蓄电池仍然欠压，则紧急启动装置可最多再启动两次，每次工作三分钟。若如此3个持续3分钟周期后蓄电池仍欠压，则需及时更换蓄电池。
二、供电系统故障种类
2.后台监控计算机：
后台监控系统通过对地铁各个自动化系统的信息集中来实现集成和互联系统功能，并利用信息集中的优势为使用者提供综合的服务。如果后台计算机与网络连接不正常，那么可以判断为网络问题；在MS-DOS下命令语句：ipconfig、ping可以解决网卡硬件问题、网卡驱动程序问题。如果正常运行windows操作系统，而电力系统运行出现了问题，那么就是电力监控系统软件出了问题。本文介绍的后台监控计算机如图2-4所示
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