阿根廷罗卡线电动车组过分相的实现方法

徐 强, 焦京海, 于延尊

(南车青岛四方股份有限公司， 山东青岛 266077)

铁路供电技术

阿根廷罗卡线电动车组过分相的实现方法

徐 强, 焦京海, 于延尊

(南车青岛四方股份有限公司， 山东青岛 266077)

针对阿根廷罗卡线没有过分相信号和装置，设计一种新的过分相的控制系统。介绍了系统的组成、控制逻辑和软件设计流程。

电动车组； 过分相； 方案设计； 实现方法

阿根廷罗卡线地面供电系统完全等同于国内客运专线供电系统，采用自耦变压器供电方式(AT供电方式)，主变压器将三相AC 132 kV、50 Hz转换为2路M和T两相分别供给接触网电能，通过AT自耦变压器转换为AC 27.5 kV、50 Hz，向车辆供电。

AT设置间距离为10 km，如图1所示。

图1 AT供电系统框图

阿根廷罗卡线接触网结构：

通常采用钢筋混凝土圆柱作为接触网支柱。车站内使用廊式结构接触网。在车站之间，接触网安装采用腕臂式，配有交联结构(廊式)悬挂活动吊架。

支柱顶端安装有AT系统的馈电线和保护线；并悬挂有绝缘子串。每隔5 km保护线通过阻抗束与铁轨相连，主要用于接触网防雷保护和在绝缘子失效时引流泄漏电流。廊式结构的支撑跨距各不相同，直线段正常跨距为60 m，在曲线段达到30 m。

为了恒定保持接触网的机械张力，使用滑轮类或者弹簧类的张力调节装置。中性段(分隔不同相位)长度8 m。线路没有过分相信号和装置，不同相序电源之间，采用长8 m的绝缘材料进行过渡，车辆通过时，切除牵引、电制动工作，无电划过过渡区，该工作由司机观察路边提示牌，通过操作司空器，将主控器打到“0”位实现。 上述过分相的控制方法，过分相时辅助供电系统断电，空调、照明、风机、变流器水泵、变压器油泵等用电设备不能工作，设备频繁启动，设备磨损加快，减少使用寿命，同时由于设备频繁启动也增加了噪声，降低了乘客的舒适度。

为此，本文提出了一种新的过分相的控制方法，适应阿根廷罗卡线没有过分相信号和装置这个现状，并能实现过分相时辅助供电系统不断电。

1 新型过分相控制方案

新型过分相控制设计方案主要针对线路上没有设置过分相信号和装置，根据司机的过分相控制信号，通过列车网络控制系统和牵引变流器控制系统的联合控制来控制列车主断路器的分、合，同时实现过分相时辅助供电系统不断电。

1.1 系统组成

新型过分相控制系统由3部分组成：

(1) 系统输入信号，司机输入的过分相控制信号

司机操纵台设置两个过分相控制按钮，包括过分相预告按钮、分相结束按钮。

在分相区，司机根据路边的过分相标识操作过分相预告按钮、分相结束按钮，给列车网络控制和牵引变流器控制系统输入开关量信号。

(2) 列车网络控制和牵引变流器控制系统-逻辑控制部分

列车网络控制包括数字量输入模块、中央控制单元、数字量输出模块。

牵引变流器控制系统包括数字量输入模块、中央控制单元、数字量输出模块、分相区不断电电制动特性存储模块(恒功特性，电制动功率等于列车辅助系统功率)；

(3) 过分相控制系统的执行部分-列车主断路器开、关动作。

列车主断路器动作包括主断路器开和主断路器合动作。

列车网络控制系统根据司机的过分相信号和牵引变流器相应信号，通过输出模块控制主断路器开继电器和主断路器合继电器，从而控制列车主断路器的开、合。

新型过分相控制系统组成见图2。

图2 新型过分相控制系统组成框架

1.2 功能描述

(1) 来自司机的信号

过分相预告信号(脉冲信号)

过分相结束信号(脉冲信号)

上述信号同时输送到网络控制系统、牵引变流器。

(2) 进入分相区间系统的运行情况

①牵引变流器动作

收到过分相预告信号时，变流器控制器停止发送四象限整流器功率管脉冲，四象限整流器停止工作；然后发出变流器输入回路接触器断开信号，接触器断开，使变流器与牵引变压器隔离；逆变器轻微再生制动(根据速度控制再生制动力，能量足够辅助系统用)，辅助变流器、充电机继续工作；

四象限整流器断开信号通过MVB给网络控制系统

②网络控制系统的动作

收到预告信号时，同时收到牵引变流器四象限整流器断开信号1 s后，输出VCB切断指令(VCB OFF)，维持1 s的脉冲。

(3) 通过分相区间后系统的运行情况

①网络控制系统的动作

收到结束信号时，输出VCB复位指令(VCB ON)，维持1 s的脉冲，同时通过MVB给牵引变流器

②牵引变流器动作

收到结束信号时，同时收到网络控制系统的VCB复位指令信号5 s后，恢复牵引运行或再生或惰行(恢复原运行模式)

2 实现方法

提出的新型过分相控制系统利用列车网络控制系统及牵引变流器系统通过编程控制软件来实现，列车网络控制系统及牵引变流器系统之间的信号传输通过MVB车辆控制总线来实现。

2.1 网络控制系统软件设计

网络控制系统过分相软件设计流程见图3

图3 网络控制系统过分相软件设计流程

2.2 牵引系统软件设计

牵引系统过分相软件设计流程见图4

2.3 软件程序

根据软件设计思路，基于PLC语言进行软件程序的编写，PLC语言接近机械语言，执行速度快，该软件已在160 km/h城际列车及出口的城轨车辆中得到应用。

3 结束语

设计的阿根廷罗卡线过分相的控制系统，包括硬件设计、软件设计，主要依靠列车网络控制系统和牵引变流器系统，根据司机的过分相指令，实现列车主断路器的分、合；同时牵引变流器控制其主接触器的分、断，并实现辅助系统过分相时不断电，辅助用电设备无需频繁启动，延长其使用寿命，同时也降低了由于设备频繁启动造成的噪声，车辆空调、照明一直保持工作，提高了乘客的舒适度。系统简单，无需增加额外的专门过分相控制器，硬件触点少，减少硬件触点故障带来的影响，实用、可靠性高。

过分相控制系统，设计简单、操作方便，硬件设备少，只采用2个过分相控制按钮，通过列车网络控制系统、牵引变流器实现过分相时自动切断列车主断路器，同时牵引系统轻微电制动，达到辅助供电系统不断电的目的。

该系统已在阿根廷罗卡线经过试验验证，系统运行良好。

该设计思路和设计方式对城市轨道车辆和大铁路车辆，在线路上没有设置过分相信号和装置的情况下过分相控制具有的参考价值及指导意义。

[1] 徐 强，陈明峰，苏北龙.阿根廷罗卡线电动车组电气重联方案设计[J].机车电传动，2015，(2)：14-16,60.

[2] 200 km/h城际动车自动过分相装置控制原理.

Implementation Method of the Argentina Roca Line EMUs Passing Neutral Zone

XUQiang,JIAOJinghai,YUYanzun

(CSR Qingdao Sifang Limited by Share Ltd., Qingdao 262001 Shandong, China)

Because there is no signal and device of the Argentina Roca line when passing neutral zone, in this paper, a new control system of passing neutral zone is designed. This paper presents the composition, control logic and the software design technological process of the system.

EMU; passing neutral zone; design; implementation method

1008-7842 (2015) 06-0054-02

女，高级工程师(

2015-07-10)

U225.2

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.06.14