摘要：随着社会经济的迅速提升，城市化建设也在不断加剧，地铁作为人们出行的首选交通工具，建设规模也在不断扩大，在新时代背景下，地铁城市建设成为城市发展的重要基础。地铁主要依靠电力进行牵引运行的，所以，供电系统是地铁车辆运行系统中的中心系统，是维持车辆正常运行的主要动力。因此，加强地铁车辆辅助供电系统的结构至关重要。本文通过对地铁车辆辅助供电系统和辅助逆变器的供电要求进行了分析，阐述了交流供电系统的两种供电模式，以供参考。
关键词：地铁车辆 结构优化 方案 辅助供电系统
一、地铁辅助供电系统概述
在地铁车辆运行中辅助供电系统主要应用的是交流电，在实际工作中辅助供电系统能够将1500V（直流电）转变为380V(交流电），以此为地铁内部的蓄电池、空压机提供电流，为地铁车辆的运行提供DC110V、DC24V电源。辅助供电系统供电原理如下：先将电源打开，将1500V的直流电压输送到电网中，并将110V的交流电压输送到车辆控制系统中，保证车辆的正常运行。打开接触器之后，电流会借助变压器传入电网中，实现蓄电操作。若是辅助供电系统内辅助逆变器的电量达到90%以上，辅助逆变器就会开始作业，以此确保供电系统的稳定性。通常情况下，电网电压输出的电流是不稳定的，为了能够使其稳定要利用变压器来进行处理，这时的电压是380V。电流在电网中分为两个方向，一个方向作为电流中负载提供交流电，另一个方向是将110V电压输送给电路中直流负载中，同时为蓄电池充电。在地铁车辆的供电系统中，辅助供电系统属于重要部件，主要为空调、主机等设备提供电能，确保设备的稳定运行，为乘客提供优质出行体验。
二、地铁辅助逆变器供电要求
当前，在各个地铁的辅助供电系统内，通常使用的是恒压（恒频）输出系统（电流），且投入运行的每个车辆使用的逆变器均不相同，在变压器配置上需要结合实际情况综合考虑，科学配置变压器。辅助逆变器与很多电器都有直接的关联，对其具有特定的要求。在实际的运行工作中，辅助逆变器的供电设备为泵类，且输出的电流必须是全功率。在对其进行供电的时候，为了能够确保设备正常的运行，最开始的电流要符合要求。要关注到的是，在开启地铁车辆逆变器实施供电的时候，负荷要控制在额定功率40%的范围内。同时要保证被供电设备按照顺序逐个开启，而这个顺序必须具有详细的科学计划。
三、辅助逆变器类型的选择
（一）从逆变器电路原理角度进行分析。目前，在我国地铁车辆中，直流逆变器和先升降再稳定逆变器两种。现在经常用到的一种逆变方式是直接逆变，整体工作流程是比较简单，容易控制的，但受到电网电压制约较大。而第二种逆变方式可以有效的保证电源流出电流电压的稳定性，可以避免机器自身受到损坏，延长使用寿命。这种逆变器流出的电流要经过电感电容滤波网进行滤波，然后输送到隔离变压器中。在此，输出的路线都是呈现三角形方式完成。通过这些过程，最终得到110V和24V的电压。另外，地铁逆变器对于启动和关闭的频率要求非常严格，如果频率过大，会导致开关损坏，从而影响逆变器的运行效率。同时，在应用过程中，输出的电压波形谐波含量较高，直接影响着电压的稳定性。
（二）逆变器电路构架方面的分析。目前，地铁车辆的逆变器主要包括三种，分别为：单逆变器、串联、并联。串联和并联的逆变器一般为双逆变器，它需要较小的频率，不容易伤害相关设备，不需要配备规格较高的滤波器。不可否认的是在实际的应用中，逆变器的电路接线是有些复杂的，涉及不少的零件，增加了故障发生率。虽说单逆变器线路方式简单，需要的零件也比较少，故障发生率也比较低，在应用中对设备的损伤度也比较低，但是单逆变器开关的使用率过高，消耗的能量较大，整体工作效率不高。
四、地铁车辆辅助供电系统的两种供电模式
地铁车辆辅助供电系统都是属于交流供电系统，通常情况下，使用的都是400V交流供电网络，它主要分为交叉供电和扩展供电。
交叉供电模式需要两部分线路实现，和两个辅助逆变器相互连接，且线路的电压均要控制在400V的范围内。根据车辆的交流负载功率进行分组，借助两个辅助逆变器实现供电（辅助逆变器主要是负责冷风机、牵引逆变器等重要设备的供电），具体的结构如下图一所示。当其中的一个逆变器出现问题时，防止造成冗余的影响。
论文作者:顾晓晴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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