单轨车辆试验线牵引变电所设计特点分析

谢庆华

摘要：文章介绍了车辆厂建设城市单轨车辆试验线的牵引变电所的组成及设计特点，分析了试验线的试验规律及建设要求，研究了牵引变电所的供电系统。

关键词：轨道交通车辆厂;跨坐式单轨车辆;牵引变电所;;供电系统;设计

中图分类号：U224 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.045

文章编号：1673—4874（2020）11-0162—03

0引言

我国已进入了城市轨道交通运营的高速发展时期。“十三五”规划提出，我国2020年城市轨道交通规划线路里程达到10000km。目前，重庆已经建成和运营的两条单轨线路总计98.5km。安徽芜湖采用庞巴迪技术平台，是继重庆之后，中国第二个建设跨座式单轨的城市，将在2020年通车。另外，有许多城市正在规划建设城市轨道交通网，如广西柳州意向以庞巴迪的技术平台拟建设2条单轨线路。在建和意向建设单轨的城市越来越多使得单轨产业在国内兴起。目前，形成了主要以日立、庞巴迪和比亚迪为代表的三大技术平台的单轨体系。同时，生产城市轨道交通单轨车辆的工厂逐渐增多，规模扩大，技术成熟，产量大增，呈现蓬勃发展之势。长春客车厂是我国最早生产单轨车辆的厂家，青岛四方车辆厂完成了对已有其他车辆生产线的升级改造，实现了单轨车辆的生产。

1调试线及牵引变电所的组成及特点

车辆调试线由试验线路、牵引变电所两大部分构成。根据车辆的调试需要，调试线需同时配备静调线和动调线。车辆的辅助逆变器辅助回路的电气系统的调试在静调线完成，即对照明、广播、空调等的调试;而在车辆生产组装完成后对整车的调试则在动调线实现，需要进行热滑试验。车辆厂的静调线根据需要可设置在车间内，如静调厂房或整备厂房，轨道交通车辆钢轨在线上铺设，还有建设接触网受流系统。调试单轨车辆时，一般利用假台车将单轨车推入静调线调试，试验线数量由所需同时试验的车辆来定。

1.1动、静调线的组成及特点

静调线虽然是对车辆辅助回路的电气进行调试，但调试使用频繁，而由厂区工艺要求决定，仅能同时完成一两列车调试，容量小;而动调线仅在城市轨道交通车辆出厂前进行一两天的热滑试验，故使用频率较小。动调线根据车型牵引电机配置及最大编组情况决定列车调试容量，容量一般要求很大，所以，动、静调试线的建设特点是需要分开设置（如表1所示）。

车辆试验线路的轨道可选择自建铁路线或租用，有场地、资金条件的车辆厂一般自建轨道进行试验，而无条件的则可选择租用已有线路。架设数量匹配的接触网，接触导线高度为5300～5400m，引入750～3000V直流电源，完成对出厂车辆的电气性能的动态和静态测试。接触网一般选用双接触线双承力索全补偿简单链式悬挂，承力索采用硬铜绞线，采用DC3000V瓷质绝缘子，接触网线用银铜线，馈线用硬铜绞线。静、动调试线可设接触轨，动调试线可采用钢铝复合轨。

1.2动、静调线与牵引变电所

静调试和动调线都需要设置直流调试电源，而调试电源变电所的电源设计需满足在700～3000V直流电压范围内不同电压值下调试车辆的要求。同时保证动、静调试线单独调试时互不影响。在动、静调试线上，需满足单轨车辆对电源系统的匹配。

2牵引变电所供电系统

调试线牵引变电所的用电负荷其实质是城轨车辆试验运行所必需的牵引负荷。调试线牵引变电所设计可采用集中式供电，根据用电容量和线路，建设专用主变电所，进线的电压经降压后供给牵引变电所。牵引负荷电源可取于总变线路高压柜，由高压电缆引至牵引所内高压柜。车辆试验时，电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给试验车辆，然后经钢轨、回流线回流到牵引变电所（如图1所示）。

牵引变电所牵引电源供电方式高压负荷电源接入牵引所内以后，由高压受电柜馈出至整流变压器，整流器馈出DC750V和DC1500V的电压。地铁车辆试验用一般为直流750V，并采用第三轨750V受流方式;跨座式单轨车辆试验用DC1500v供电，静调试时可不设接触轨，而采用架空DC1500V接触网受流。多数车辆厂整流设备采用DC1500V电压等级，以增强试验可靠性。整流器将电源馈出后，经过整流柜后通过电动隔离开关直接供给车辆试验的牵引电源。

2.1主牵引变电所

主牵引变电所应同时规划设计直流和交流牵引变电部分。主要设计的安装设备有交流变压器（整流变压作用）、整流器柜、交流开关柜、馈线柜和回馈制动电流回流吸收装置。此外，还应设有提供电源、通信和安裝电缆的相关装置。系统管理采用设备管理层、网络通信层和其他层分层分布式管理。

2.2直流牵引变电所

直流牵引变电所主要设置于动调试验线，由于不同车辆厂根据场地条件和设计参数选择建立复式环形轨道试验或不同轨距试验线。但不论是哪种形式的轨道线，都只需建一座直流牵引变电所。直流牵引变电所规划有整流变压器，容量为AC2500kVA，DC3000V，可输出DC1500v供给动调试验线电网使用，这种结构可用于跨座式单轨车辆动调试验。另外，很多车辆厂动调线同时用于地铁车辆试验，此类情况，车辆厂都有另外的整流器设备，如DC750V、AC3500kVA可输出750V直流电，满足试验要求。

此外，有些车辆厂试验线电源系统将工业电网380V三相交流电源经过整流、滤波，转换成直流电压输出，通过调压器调节输出电压大小，为车辆辅助变流器提供不同的直流输入电源，能较好地实现静调线的试验，这种方式采用不可控整流的主电路形式，器件少，控制简单。

2.3交流牵引电源

在静调线整备厂房中，由于车辆厂试验存在需要用到交流牵引电源的情况，故有的车辆厂试验线建设时装有接地转换装置。当需要交流电源时，由静调线中的DC750V～DC3000V电源进行转换，此时接地装置闭合，轨道接地良好，这个时候调试线可用于动车组的试验。而当试验城市轨道交通车辆时，只需直流电源，此时接地装置需要断开，轨道处于对地绝缘状态。这种设置可同时满足交直流电源混用，满足车辆厂适用于不同车辆的试验。

3结语

本文主要介绍车辆厂建设城市单轨车辆试验线的调试电源变电所的设计特点，以及各种车辆运行前的综合试验要求，并根据现有建成的车辆调试试验线分析了试验线的试验规律及建设要求。在未来发展趋势中，DC1500V可能会取代Dc750V供电制式。