摘要: 以有兩種動力供電方式的工程車為例，從雙電源供電方式、安全策略以及控制電路互鎖模式等進行詳盡的闡述。

關鍵詞: 動力;安全策略;控制電路

0引言

地鐵工程維護車大部分時間是在地鐵隧道內運行、作業，為保證地鐵隧道內干凈、衛生，保障在隧道內檢修作業工作人員身體健康，近年來地鐵公司對工程維護車提出了低噪音、無煙氣污染、低碳環保等要求。中車株洲電力機車有限公司積極適應地鐵公司的需求，大膽創新，在國內率先研制出采用蓄電池和接觸網(第三軌)雙電源供電方式的蓄電池電力工程車，這種新型工程維護車推出后廣受國內外地鐵公司的歡迎和好評。本文對蓄電池電力工程車蓄電池和接觸網(第三軌)雙電源供電模式的主電路、實現雙電源供電方式切換的安全策略和控制電路進行介紹。

1工程車雙電源供電模式主電路介紹

工程車雙電源供電模式分別為接觸網/第三軌供電和牽引蓄電池供電，其中接觸網和第三軌供電電源為DC1500V，接觸網和第三軌供電的區別在于供電裝置的位置不同，接觸網在工程車上方供電，第三軌是與軌道平行的供電軌道，在工程車下方供電;牽引蓄電池的額定輸出電壓為800V。中車株洲電力機車有限公司設計的蓄電池電力工程車在運行過程中可根據實際使用情況由司機室內的司乘人員進行接觸網/第三軌供電和牽引蓄電池供電選擇，雙電源供電模式主電路原理如圖1所示。

1.1接觸網/第三軌供電模式

當選擇接觸網/第三軌供電時，DC1500V供電電源經受電弓/集電靴、防反二極管V01、三位置開關S11“接觸網/第三軌”位、熔斷器F11、雙極接觸器K01、差分電流傳感器B10、快速斷路器Q01到達牽引逆變器，通過牽引逆變器為工程車牽引電機提供電源。

1.2牽引蓄電池供電模式

當選擇牽引蓄電池供電時，DC800V供電電源經隔離開關S02、熔斷器F21和F22、電流傳感器B11、防反二極管V02、接觸器K02、快速斷路器Q01到達牽引逆變器，通過牽引逆變器為工程車牽引電機提供電源。以上接觸網/第三軌供電和牽引蓄電池供電兩種供電模式只能選擇一種供電模式為蓄電池電力工程車進行供電，即當三位置開關S11在“接觸網/第三軌”位、雙極接觸器K01閉合時，蓄電池電力工程車實現接觸網/第三軌供電模式，牽引蓄電池不會對負載供電;當隔離開關S02在“閉合”位、接觸器K02閉合時，蓄電池電力工程車實現蓄電池供電模式，接觸網/第三軌不會對負載供電。為確保蓄電池電力工程車雙電源的供電模式安全、可靠切換，在設計時已制定可靠的安全策略并通過控制電路的邏輯互鎖來實現。

2雙電源供電模式切換的安全策略

為確保蓄電池電力工程車可靠運行及保證司乘人員的人身安全，設計時詳細分析了接觸網/第三軌供電和牽引蓄電池供電雙電源切換可能出現的危險條件，制定了詳細的安全策略，雙電源切換的安全策略見表1。從表1可見，蓄電池電力工程車需確保工程車靜止、卸載、高速斷路器Q01處于斷開位的情況下，雙供電模式切換才有效。如果蓄電池電力工程車正在運行(任何模式)且高速斷路器Q01為閉合狀態，司機室內的司乘人員轉動設置在操作臺面板上的雙供電模式選擇開關S01無效，控制系統屏蔽該信號，工程車按原選擇模式運行。此時在司機室顯示屏上有提示信息，警告司乘人員模式選擇開關的位置發生變化并無效。如在多臺車重聯運行時，只有主控工程車占用端司機室操作供電模式轉換開關S01才有效。蓄電池電力工程車在確定以上所需供電切換的安全條件有效后，中央控制單元才按選擇的供電模式重新配置主電路，通過控制雙極接觸器K01或接觸器K02的通斷來實現接觸網/第三軌供電和牽引蓄電池供電的安全、可靠切換。

3雙電源供電模式切換的控制電路

設置在司機室操作臺面板上的雙供電模式選擇轉換開關S01由“接觸網/第三軌”位、“蓄電池”位和“0”位三個檔位組成，IO1、IO2、作為模塊A01的控制輸入信號，IO3和IO4作為模塊A02、A03的控制輸出信號如圖2、圖3所示，S01和IO口信號關系詳見表2。當雙電源供電模式選擇轉換開關S01選擇“接觸網/第三軌”位時，模塊A01的IO1和IO2收到“10”信號，模塊A02和A03的IO3和IO4輸出信號“10”，“IO3”為高電位雙極接觸器K01線圈得電，IO4為低電位接觸器K02線圈不得電，同時雙極接觸器K01常閉觸點斷開，實現兩種供電模式切換雙極接觸器K01和接觸器K02的電氣互鎖，由于雙極接觸器K01閉合實現接觸網/第三軌供電。

反之，當電源供電模式選擇轉換開關S01選擇“牽引蓄電池”位時，模塊A01的IO1和IO2收到“01”信號，模塊A02和A03的IO3和IO4輸出信號“01”，“IO4”為高電位接觸器K02線圈得電，IO3為低電位雙極接觸器K01線圈不得電，同時接觸器K02常閉觸點斷開，實現兩種供電模式切換雙極接觸器K01和接觸器K02的電氣互鎖，由于接觸器K02閉合實現牽引蓄電池供電。當供電模式選擇轉換開關S01選擇“0”位時，A01輸入和A02、A03輸出都為“00”，雙極接觸器K01和K02線圈均不得電，兩個供電回路為開路。當A01輸入信號為“11”時，代表供電模式選擇轉換開關故障，A02、A03輸出也將為“00”，K01和K02線圈均不得電，兩個供電回路為開路。

4結語

隨著市場對工程車需求的逐年遞增，這種雙源供電方式的工程車在地鐵行業十分受歡迎，其通過兩個接觸器的互鎖控制保證動力供給的唯一性保證了車輛的安全性、可靠性。

參考文獻:

[1]李琛玫，丁偉民，崔洪巖.蓄電池電力工程車高壓柜的設計分析及仿真計算[J].電力工程車與城規車輛，2014(2):43-1402.

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作者:周季香 白冰           單位:中車株洲電力機車有限公司