浅谈有轨电车充电装置检修

沈权

摘要：我们希望本文能为现代电车的外观，防故障装置，输出过电压故障，辅助装置，自动控制和超级电容器故障方面的自动充电提供有效的技术支持。

关键词：现代有轨电车;充电装置;检修维护

引言

现代电车是一种大容量，低车辆的环保型车辆，集先进的电力牵引，车辆制动，通信信号和空调系统于一体，交通流量低，环保且节约资源。由于超级电容器的能量密度低，电车必须在最大乘客离开时间后或车辆返回现场后很短时间内迅速为多列有轨电车充电。目前，车辆的超级电容器的手动更换通常是手动进行的，在维护中心和調度中心需要几个人，需要长期的调整工作，并且人工成本较高。另一方面，车辆超级电容器补偿/充电操作可能要求车辆在维修车间和车库多次移动，特别是由于夜间车辆维护期间对驾驶员的操作技能提出了很高的要求。对于不同的车辆，必须连续补充/充电几次，并且工作强度很大。随着电车运行管理要求的不断提高，本文提出了一种新的智能控制环收费系统解决方案，该解决方案可以提高无人驾驶，安全性，可靠性和效率，以解决有轨电车的短期高速行驶问题。需要汽车补给/充电。

1充电装置系统的结构和原理

以一个形成有轨电车运营网络覆盖化规划的城市而言，通常会在有轨电车的两至三条线路的交叉位置设置车辆段。因此当一个停车场的轨道数目大于8条或以上时，为了确保运营的安全性，达到充电不间断的目的，需要在场段安装两座以上的大电流充电装置，通过多个接触器、双极隔离开关的组合，形成一个充电电源互为备用，又每一轨道相互独立的充电网。同时为了远程安全操作，需要同时集成后台设备在线监控、远程轨道与车辆在线视频监控。

如下图1所示，有轨电车场/段循环充电智能控制系统设备主要由如下几个部分组成：

1）整流变压器;

含1台或2台容量为1250Kva的干式整流变压器，用于把从馈线柜过来的10kv电源，转换成双抽头输出的三相690伏交流电源;

2）PWM整流斩波快充柜;

含两台最大电流可达到1800A，最高电压达到900伏的PWM整流斩波快充柜，本文为了降低谐波，保证功率因数，选用可控IGBT AC/DC模块整流，把三相690伏的交流电源整流成大于1500伏的直流电，然后通过DC/DC模块，对充电电流、电压进行控制，对车载超级电容进行充电;

3）互为备用隔离开关柜;

含3个双极隔离直流开关，采用互锁逻辑“两通一断”，实现平时两个PWM整流斩波快充充相互独立工作，在紧急时候又能相互备用的功能;

4）智能循环充电控制柜;

内含PLC、触摸屏、操作面板、控制单元，以及依轨道数量的多少而配置对应数量的直流接解器、直流隔离开关。首先在每一个正极采用快速切换的直流接触器，实现快速把从PWM整流斩波快充柜过来的电能在每一个轨道中快速切换，但每一个轨道的充电电流又互相隔离的功能。

5）远程设备在线监控;

内含数据交换服务器与工控机，实时获取电力监控数据，并在远程监控屏幕实时显视，通过数据分析，来确保车辆安全、设备安全。

6）远程轨道与车辆在线视频监控

内含与车道对应数量的长焦距监控摄像头，通过画面警戒线的“红线预警”，可与设备在线监控进行数据匹配，对车道车辆行驶安全状态的评估与预警。

2充电单元的检查与维护

根据广州有轨电车充电单元的一般故障分析，三亚有轨电车进行了预防性维护。

2.1充电单元的检查

外观检查和小修日常工作的员工应根据充电单元检查日志对充电站和每个站的充电导轨进行巡逻检查。每月进行一次充电轨测量和RF设备组件功率测量检查。根据维护手册，每六个月稍微修理一次充电装置。

2.2检查和维护充电设备的故障

保护定期检查充电设备的短路保护，过流保护，过压保护，故障输出等保护功能是否正常，并通过显示屏或上位机软件对充电设备的电压，电流，温度，外部进行充电。检查逻辑等在状态正常的同时，与工作状态相关的必要数据通过以太网发送到主控制室。

模拟充电设备的各种故障模式，根据需要检查并维护充电设备的故障预防功能，测试充电设备的各种故障模式，并根据指定要求保护正常运行中的故障保护功能功能。

2.3辅助设备的维护

通过维护检查充电辅助装置上冷却风扇的旋转方向，以确保所有风扇均在正常旋转，并且风扇在干扰其他组件。确保所有空调正常运行。将AC220V电源添加到照明电路控制电源开关，打开和关闭门，检查照明灯的开关状态，打开门并关闭指示灯[1]。将恒温器的温度设置在环境温度范围内，调整恒温器的正常工作温度范围，并检查每个继电器输出触点是否正确。将额定工作电压添加到加热板上，并检查其是否工作正常。检查UPS主机和电池之间的连接。特别是，必须在电池的正负极之间建立连接以防止短路。电路检查完成后，将AC220V电源连接到UPS的主输入侧，检查UPS是否正在充电并正常工作，使用万用表，电源测试和电池检查功能来测量图纸和UPS输出触点的适用性。检查并验证故障的准确性。测量输出电压的稳定性和准确性。

2.4充电装置的自动控制

性能检查和维护检查充电装置的充电功能在车辆运行的所有阶段均正常。充电设备停止充电。

车辆穿越：在充电过程中，将模拟输出信号，并且充电设备必须停止充电。紧急停车标志：模拟给定的车辆进站停车标志，充电设备将开始工作，这时按下紧急停车按钮，充电设备应停止充电并发出警报。射频卡故障：未提供车辆位置信号连续监测储能电容器电压（5S）后，充电设备开始工作，储能电容器被充电至额定电压值，充电设备进行充电停止。

2.5超级电容器

三亚有轨电车的超级电容器为每列电车配备4套超级电容器盒，其中2套为超级电容器盒I和2个超级电容器盒。I型超级电容器的参数为256F，最大充电电流为340A（20s），II型超级电容器的参数为389F，最大充电电流为510A（20s）。为了在充电过程中对电容器安全充电，必须确保在电池充电过程中有4套电容器正常工作，如果出现异常情况，应及时减小充电电流，以确保电容器安全运行。超级电容器的故障维护主要基于超级电容器的电压-时间曲线，当1700A的电流对一个电容器组和四个电容器组进行充电时，电压上升率有所不同，并且这四个组在一定的时间范围内。通过计算电压上升率来判断。超级电容器是否正常运行通过建立一个仿真模型以恒定电流为电容器充电，电车将进入车站并首先在1700A下进行测试。进行电流下降实验，以查看超级电容器是否有故障。进入车站的车辆的充电装置开始恒流充电。充电过程分为两个部分，一个部分是电流上升，另一部分是1700A恒定电流充电。电流上升阶段规定电流在1秒内的给定时间内从0A上升到1700A，并在以恒定电流充电以判断电容器系统状态之前在1700A保持5秒钟，分别为0.5s，1.5s和2.5s。在指定时间的5秒内收集支路电压，该值用作判断电压范围的标准。如果板载超级电容器的初始电压为616V并且电压升高大于610V，则四个电容器组均正常，否则存在异常电容器组，并且电流设置降低至750AQ（将两相分频，可以收集实际电流值）当实际电流值达到1700A时，将开始1700A的恒定电流充电。

3结论

本文介绍了储能现代有轨电车地面充电设备的系统配置，功能，系统保护和其他方面。根据现场应用条件和需求开发智能匹配，自动检测和系统保护。该充电装置有效地解决了充电可靠性低，对过去的电网和电网的引弧影响大的问题，并且更加可靠，智能并且更适合电网和终端车辆。发展。

参考文献

[1]徐晖，邵宜祥，苏秀娥，等.大功率交错并联在有轨电车充电装置中的应用[J].电力电子技术，2018（03）：15.

[2]戎琳，田炜，孙祖勇，等.超级电容有轨电车充电装置系统研究[J].电力电子技术，2017（10）：76-78.