二 Ο 一二年四月

1. RT《轨道交通》杂志2012高铁峰会 ——“绿色•安全•可持续发展” 轨道交通车辆及供电方式 二Ο一二年四月 汇报人：杨德春 副总工 广州地铁设计研究院有限公司

2. 目录 一、城市轨道交通车辆 二、城市轨道交通供电系统 三、再生制动和供电节能

3. 一、城市轨道交通车辆

4. 1、概述 1） Ａ型车辆 当前，世界城市轨道交通系统中应用的车辆种类、品种、型式多种多样，呈现出百花齐放、竞相争艳的繁荣景象。目前在我国，城市轨道交通系统中应用的车辆有以下几种：

5. 1、概述 2） B型车辆

6. 1、概述 3）直线电机车辆

7. 1、概述 4） C 型车辆

8. 1、概述 5）单轨车辆

9. 1、概述 6）低地板轻轨车辆

10. 1、概述 7）自动导向车辆

11. 1、概述 7）自动导向车辆

12. 1、概述 8）磁悬浮车辆

13. 2、车辆总体技术参数 1）环境条件和工作条件 • 海拔高度≤ 1200 m • 环境温度0 OC ～+40 OC • 最大相对湿度100 % • 风速 • >20m/s 列车限速运行 • >24.4m/s 列车停运

14. 2、车辆总体技术参数 2）线路条件 • 轨距1435 mm • 轨道类型 • 正线60 kg/m • 车辆段50 kg/m • 最小竖曲线半径 • 120 km/h 区间及车站线路8000 m / 4000 m • 80 km/h 区间及车站线路5000 m / 3000 m • 辅助线2000 m • 最小平面曲线 • 正线 400 m • 辅助线 200 m

15. 2、车辆总体技术参数 2）线路条件 • 最大坡度 • 正线35 ‰ • 车站2 ‰ • 辅助线40 ‰ • 轨道最大超高140 mm • 轨底坡 平直线1/40 • 站台高度1080mm • 站台边缘与直线轨道中心距1500 mm

16. 2、车辆总体技术参数 3）供电系统 • 供电方式架空接触网 • 供电电压DC 1500 V • 电压波动范围DC 1000 ～1800 V • 持续五分钟最大电压DC 1950 V • 接触网型式和高度

17. 2、车辆总体技术参数 4）列车编组 • 初、近、远期均采用6辆编组 • 编组形式：-A+B+C=C+B+A-（-自动车钩，+半永久牵引杆，=半自动车钩）

18. 2、车辆总体技术参数 5）车辆载客量 • 座位沿两侧側墙纵向布置，载客量如下： • 注：1、AW2为座席人员+6人/m2立席人员的人数； • 2、AW3为座席人员+9人/m2立席人员的人数。

19. 2、车辆总体技术参数 6）车辆重量 • 车辆重量和载重量如表 • 注：乘客每人按60kg计算； • 轴重：14 t

20. 2、车辆总体技术参数 7）牵引和制动性能 • 车辆结构速度135 km/h • 列车最高运行速度120 km/h • 起动加速度（0→50 km/h） （AW2，平直线） ≥0.9m/s2 • 平均加速度（0→120 km/h) （AW2，平直线） ≥0.5 m/s2 • 常用制动平均减速度(120 km/h→0)(AW0-AW3，平直线)≥1.0 m/s2 • 紧急制动减加速度(120 km/h→0)( AW0- AW3，平直线)≥1.3 m/s2 • 最大冲击率0.75m/s • 列车速度达到120km/h时，仍然有产生0.05m/s2加速度 的能力。 • 一列空载（AW0）列车牵引一列满载（AW2）（无动力）故障列车，能在35 ‰的坡道上起动。

21. 2、车辆总体技术参数 8）列车故障运行能力 • 列车失去四分之一动力时，在AW2负载情况下，列车可以往返一个全程； • 列车失去二分之一动力时，在AW2负载情况下，列车可在35 ‰的坡道上起动，并能使列车运行到最近车站。

22. 2、车辆总体技术参数 9）主要尺寸 • 列车长度6 辆编组119880 mm （车钩连结面之间） • 车辆长度19980 mm （车钩连结面之间） • 车体宽度2800 mm • 车辆高度(轨面至车顶高，新轮) • 不含排气口和空调3725 mm • 含排气口和空调3795 mm • 受电弓降弓高度3810 mm • 受电弓工作高度175-1600 mm • 轨面到地板面高度（AW0，空气簧充气，新轮）1130 mm • 客室车门 • 每侧车门对数4 对/边 • 宽度1400 mm

23. 3、车辆总体技术参数 9）主要尺寸 • 宽度1400 mm • 客室车门中心距4560 mm • 司机室侧门与相邻客室车门中心距1830 mm • 相邻车客室车门中心距6300 mm • 通道宽度1300 mm • 车钩中心线高度720 mm • 转向架中心距12600 mm • 转向架轴距2300 mm • 车下设备最低点距轨面最小距离(车轮全磨耗)≥ 60 mm • 车轮直径(采用整体辗钢车轮) • 新轮ф840 mm • 半磨耗ф805 mm • 磨耗ф770 mm • 轮对内侧距(空载) 1353mm±2mm

24. 3、车辆组成 • 1）车体 • 2）转向架 • 3）空气制动系统 • 4）电(力)传动系统 • 5）辅助电源系统 • 6）通风、空调和采暖系统 • 7）照明系统 • 8）列车控制和通信系统 • 9）列车信息系统

25. 二、城市轨道交通供电系统

26. 1、概述 • 电力牵引供电系统分为直流供电系统和交流供电系统。城市轨道交通绝大多数采用直流供电系统；城间和区域交通绝大多数采用交流供电系统。下表表示目前世界上一些国家采用供电电压的统计。

27. 1、概述 1）城市轨道交通系统供电电压。 城市轨道交通系统供电电压绝大多数采用DC750V和 DC1500V。 2）城市轨道交通系统供电方式。 城市轨道交通系统供电方式分为接触网供电方式和接触轨供电方式。按日本和英国的有关标准规定：DC1500V供电系统采用接触网供电方式；DC750V供电系统采用接触轨供电方式。

28. 2、接触网供电方式 接触网供电系统图

29. 2、接触网供电方式 柔性接触网

30. 2、接触网供电方式

31. 2、接触网供电方式 刚性接触网安装图

32. 2、接触网供电方式 接触导线断面图

33. 3、接触轨供电方式 • 接触轨供电方式分为第三轨供电方式和第三、四轨供电方式。第三轨供电方式又分为上部授电和下部授电。 上部授电

34. 3、接触轨供电方式 下部授电

35. 3、接触轨供电方式 第三、四轨側面授电

36. 三、再生制动和供电节能

37. 1．概述 • 当前，我国各城市的轨道交通正在蓬勃发展，作为21世纪的轨道交通系统将是追求节能的绿色交通系统。 • 现代轨道交通系统几乎都采用直流电力牵引，其运送旅客的车辆几乎都采用交流电传动技术。交流电传动的优点之一是列车制动时其的动能约75%可转换成电能（再生率为52%左右）。这些电能，部分供列车的空调、照明、空压机、牵引电机励磁等负载，多余的部分电可返回电网供其他列车使用。

38. 1．概述 但是由于 • 1．列车制动时无其他列车在运行； • 2．制动列车和起动列车在时间上不同步； • 3. 制动列车和起动列车相距较远： • 4．制动列车的功率曲线和起动列车的功率曲线相差很大。 多余部分的电能不能完全被利用，此时，接触网电压会升高。为使接触网电压维持在允许的范围内，同时又能最大限度地利用多余的电能，目前，已有以下几种实用方法：

39. 1．概述 • 1．牵引变电所采用四象限变流器，将电能返回到交流电网； • 2．在牵引变电所安装逆变器，将电能返回到交流电网； • 3．采用锂蓄电池或超级电容器装置储存电能。

40. 2．车载超级电容器节能技术 在列车上安装超级电容器后，列车再生制动时，多余的电能储存在超级电容器中，列车起动加速时，储存在超级电容器的电能，供列车起动加速使用。 这种方法的优点是节能效果最大，但由于电容器体积、重量的原因，只能用于DC750V供电的低地板轻轨车辆。

41. （A）列车再生制动时多余的电能储存在超级电容器中（A）列车再生制动时多余的电能储存在超级电容器中 （A）列车再生制动时多余的电能储存在超级电容器中 （A）列车再生制动时多余的电能储存在超级电容器中 3、牵引变电所超级电容器节能技术 • 此节能技术是列车再生制动时，将多余的电能储存在牵引变电所的超级电容器中，如图（A）所示；列车起动加速时，储存在超级电容器的电能，供列车起动加速使用。如图（B）所示。 • 这种方法的优点是节能效果显著，但目前只有用于DC750V供电系统的超级电容器。 （A）列车再生制动时多余的电能储存在超级电容器中 B）列车起动加速时，储存在超级电容器的电能供列车起动加速使用

42. 4．牵引变电所锂电池节能技术 • 此节能技术是列车再生制动时，将多余的电能储存在锂电池中；列车起动加速时，储存在锂电池的电能，供列车起动加速使用。 锂电池节能

43. 这种方法的优点是节能效果显著，但目前国内无大容量、高电压的锂电池，难以国产化。这种方法的优点是节能效果显著，但目前国内无大容量、高电压的锂电池，难以国产化。 这种方法的优点是节能效果显著，但目前国内无大容量、高电压的锂电池，难以国产化。 4．牵引变电所锂电池节能技术 这是日立公司已在老线牵引变电所改造中使用的业绩。 这种方法的优点是节能效果显著，但目前国内无大容量、高电压的锂电池，难以国产化。

44. 5．再生逆变器节能技术 • 上世纪八十年代中,该技术已在新加坡和韩国釜山地铁应用,目前,已十多个城市的地铁中应用。 • 此节能技术是列车再生制动时，将多余的电能通过逆变器反馈给交流电网，供其他负荷使用。

45. 再生逆变器节能 再生逆变器节能 再生逆变器节能 5．再生逆变器节能技术

46. 5．再生逆变器节能技术 • 目前，日本大多采用向6.6KV交流电网反馈，如图所示；欧洲和其他国家采用向33(或22)KV交流电网反馈。 • 6.6KV交流电网反馈系统 33（或22）KV交流电网反馈系统

47. 到此结束谢谢大家