城市軌道交通通新型供電系統(tǒng)監(jiān)控試驗(yàn)平臺研究

0 引 言
為了減少制動能量在列車制動電阻上的耗散，抑制地鐵隧道內(nèi)溫度的升高和減少車載設(shè)備，國外一般在牽引變電所的直流母線上設(shè)置再生制動能量吸收裝置。設(shè)置再生制動能量吸收裝置的供電系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的二極管不控整流供電系統(tǒng)，又被稱為城市軌道交通新型供電系統(tǒng)。
新型牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由若干整流器單元多重化并聯(lián)組成。采用這種結(jié)構(gòu)方式，可以提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量，同時供電裝置擴(kuò)容容易，并可以提供一定的冗余性。另外其直流側(cè)的制動能量可以回饋到交流電網(wǎng)，交流側(cè)功率因數(shù)可調(diào)，并且直流側(cè)的輸出特性完全可控。
為了保障供電系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行的正常，要求對供電系統(tǒng)動態(tài)過程中的各電氣參量、溫度值及開關(guān)量等進(jìn)行測量、傳輸、顯示、存儲及故障診斷，方便用戶觀察數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。而目前測量電參數(shù)主要依靠示波器、電壓表、電流表以及萬用表等儀表裝置，這些儀表會影響PWM整流器的正常運(yùn)行、威脅技術(shù)人員人身安全、使調(diào)試過程復(fù)雜化等，急需開發(fā)一種新的技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器。此外，為方便設(shè)計人員調(diào)試修改供電系統(tǒng)底層程序，需要設(shè)計控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與主控板的數(shù)據(jù)通訊。
為了解決以上問題，本文研究了新型供電系統(tǒng)的監(jiān)控要求，以PWM整流器子系統(tǒng)為監(jiān)控對象，設(shè)計了包含監(jiān)測子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)的監(jiān)控試驗(yàn)平臺。

1 監(jiān)控系統(tǒng)方案
根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求、考慮到設(shè)計人員和使用人員的應(yīng)用層次不同，本文設(shè)計的新型能饋式牽引供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要分為兩個部分，即監(jiān)測子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)，如圖1所示。

由圖1可知，本監(jiān)測控制系統(tǒng)的主要由監(jiān)測子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)構(gòu)成，其中監(jiān)測子系統(tǒng)又包括下位機(jī)系統(tǒng)和上位機(jī)系統(tǒng)，控制子系統(tǒng)主要通過設(shè)計控制器實(shí)現(xiàn)。新型能饋式牽引供電系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。