北京地铁新线新技术的应用讲义.ppt

北京地铁新线新技术的应用北京地铁新线新技术的应用 1 内内 容容 ???????北京地铁建设概况 地铁车辆技术 线路技术 供电技术 信号系统 指挥中心、AFC清算管理系统 总结 2 北京地铁建设概况北京地铁建设概况 ??北京地铁四号线、五号线、十号线(含奥运支线)项目已正式获得国家发改委的立项批复 目前，本市轨道交通总计运营里程已达114公里，在建地铁五号线、地铁四号线和地铁十号线，在建里程88.46公里拟建首都机场线27公里 3 5号线的车辆新技术号线的车辆新技术 ?5号线车辆系统生产厂家 车体： 长春客车工厂 电传动系统和空调：日本 日立公司 制动： 德国克诺尔公司 ?重点介绍电气牵引和电气制动的新技术 4 车辆新技术车辆新技术——主电动机（主电动机（ 1 1）） 最大特点：无速度传感器 国内地铁首次采用该项技术！ 优点： 1）电机的小型轻量化 2）提高系统可靠性 3）保养容易、降低保养费用 不用安装、拆卸传感器、 不用 确认传感器动作 5号线和13号线的主电动机 5 车辆新技术车辆新技术——主电动机（主电动机（ 2 2）） 速度传感器速度传感器 电机电机 电机电机 牵牵 引引 后后 速速度的推算度的推算 滑行滑行 Iqp ,Iq Idp 有速度传感器的情况有速度传感器的情况 《 速度推算方式速度推算方式 》 ￿逆变器频率逆变器频率 磁通量磁通量 转子电流转子电流 电机电机 转子转子 没有速度传感器的情况没有速度传感器的情况 Fs Vc Fr 30 40 行车试验结果行车试验结果 50 时间时间 [s] 根据逆变器频率和实际根据逆变器频率和实际转子频率的差值不同扭转子频率的差值不同扭( (扭矩电流扭矩电流 ) ) 矩电流不同矩电流不同 V c 在扭矩电流控制下能够在扭矩电流控制下能够同时实现速度推算和高同时实现速度推算和高实际扭矩频率实际扭矩频率 速扭矩应答速扭矩应答 6 车辆新技术车辆新技术——主电动机（主电动机（ 3 3）） ?减轻维护负担 ??尘埃对策 （压入式风扇，将无滤网的冷却风压入产生正压来排除尘埃的构造） 使用日立的新油脂RIMAKUSU HS2 注入油箱盖，实现无加油运行 ?高可靠性 - 由于使用铝转子防止逆变器高频共振 ?低噪音化 ? 压入风扇周围隔音化构造 （专利编号：P3211826 ） 7 车辆技术车辆技术——逆变器逆变器 ?从13号线开始采用IGBT元件 -通过高开关频率降低电磁噪音 -模块结构可以实现小型轻量化 ? -IGBT的故障防止，提高可靠性 逻辑部逻辑部 光纤反馈 光纤光纤 指令信号指令信号 门驱动门驱动 IGBT￿IGBT￿ 保护装置保护装置 （联锁）（联锁） 8 车辆技术车辆技术——逆变器控制逆变器控制 ?从13号线开始采用矢量控制 -快速的控制反应 -提高低速区的扭矩控制 电流 指令 励磁电流FF 控制与 差频自动修正方式 自动弱磁场控制 矢量控制 *1 ＩＮＶ ＩＭ Ecf V 门极 信号 I dp I qp 电流控制 （ＡＣＲ） I q1 电压矢量 演算 d Finv I q 差频 演算 *2 Fs 频率 演算 脉宽 调制 （ＰＷＭ） 扭矩电流FB 补偿 常量波动修正 iu , iv , i w 电流矢量 探测 *1： 前馈 *2： 反馈 9 车辆新技术车辆新技术——全电气制动全电气制动 （（5号线）号线） 速度速度 电气空气混合方式电气空气混合方式 扭矩电流指令扭矩电流指令 混合混合 混合混合 车辆速度车辆速度 速度速度 全电气制动停止控制全电气制动停止控制 电制动电制动 空气制动空气制动 维持一定的减速力量维持一定的减速力量 只在电气制动下才只在电气制动下才 真正停止真正停止 电制动电制动 空气制动空气制动 检测停止信号检测停止信号 下降变化率的控制使下降变化率的控制使 扭矩冲击缓和扭矩冲击缓和 混合混合 没有混合没有混合 行车试验结果行车试验结果 行车试验结果行车试验结果 电气空气混合方式和全电气制动停止控制方式的比较电气空气混合方式和全电气制动停止控制方式的比较 电气空气混合方式和全电气制动停止控制方式的比较电气空气混合方式和全电气制动停止控制方式的比较 ?提高乘坐舒适度 ?减低机械制动装置的磨耗 ?降低制动器产生的噪音 10 车辆技术车辆技术——5 5号线的列车监控装置（号线的列车监控装置（ TMSTMS装置）装置）?提高数据传输速度 -干线： 从13号线的19.2Kbps 提高到 5号线的 2.4Mbps -设备： 从13号线的9.6Kbps 提高到 5号线的 38.4Mbps ?实现了监控信息量以及设备信息记录的相应改善 ！ 追加了自我诊断画面 11 车辆新技术车辆新技术——车体及内装车体及内装 ?首次采用不锈钢车体 ??5号线192辆动车组，全部采用不锈钢车体 车辆轻量化，不用涂漆 ?内装 车辆制造厂聘请德国著名的专业设计公司对车辆的外观造型、内部 装饰进行设计，使得外部新颖别致、内部美观大方，体现了现代运 输工具的流行与时尚 12 车辆技术车辆技术——服务的改善服务的改善 ?空调通风系统 ? 首次国产全列车空调地铁车，填补了 B型地铁车空调系统的空白 ?每车设2台25000Kcal/h空调机组，机组采用日立公司提供的薄型结构，采用环保型制冷剂 R407C ?安装幅流风机，提高客室和司机室的微风速 ?具有客室应急通风功能 ?司机室设风量及风向可调的送风单元 13 车辆新技术车辆新技术——安全运行安全运行 ??车门 ?采用电动内藏侧拉门，增加了门系统安全可靠性 车辆前端采用能量吸收结构 全列配置带有可变形压溃管的国际知名品牌的车钩缓冲装置 能量吸收结构新型车钩缓冲装置 ???乘客紧急疏散 头车前端设置紧急疏散门，车辆连接处设置大的贯通道 14 线路技术线路技术——移动焊接和减振移动焊接和减振 ?钢轨洞内移动焊接技术 优点为焊接质量高、节约工期、不用设置较大的焊轨基地。

?10～20dB减振技术研究应用 ??弹性支撑梯形轨枕技术，由梯形轨枕、弹性支墩、混凝土底座构成其优点为减振降噪效果好、重量轻、易维修、施工简便等，符合本档次的减振要求 新型蛋型减振器，可解决高架桥的振动和噪声问题，其动静比达到1.15，减振达到15dB符合本档次的减振要求 15 线线路技路技术术—隔振支座隔振支座 国内外首次应用钢弹簧隔振桥梁支座技术 16 线路技术线路技术——无缝线路铺设无缝线路铺设 ???在地铁13号线采用一次铺设无缝线路技术 解决了夜间维修困难，运营初期轮轨振动与噪声振动大等问题 节省了初期投资 17 供电技术－再生电能吸收装置 电容储能式变电所用再生电能吸收装置，有效的防止了再生失效，节约了电能，且含有稳定牵引网电压作用 18 ?10kV系统采用双环网接线方式 ?变电所10kV侧采用单母线分段接线，两段母线间设置母联开关；每座开闭所从城市电网引入两回相独立电源，两回电源分别接在该变电所的两个分段母线上；其它变电所从相邻变电所分别引入两回10kV电源 ?特点 ?变电所出口设置越区隔离开关柜，在一牵引变电所解列时，可优先采用牵引网电压质量较好的大双边供电； ?系统可靠性高，除接触轨外，供电系统在任何两个一次单体设备故障下（n－2），仍可保证向地铁的正常供电。

19 供供电电技技术术－－供供电电系系统统接接线线 ?供电技术－供电技术－采用钢铝复合采用钢铝复合 接触轨接触轨 牵引网采用导电性能好、重量轻、安装方便、便于运营维护的钢铝复合轨；优点是重量轻，单位电阻较小，牵引网的压损和电能损耗均明显降低 ??减少了变电所数量； 减少了整个供电系统的运营维护工作量，节约了运营成本 新型接触轨防护系统研究应用 研制新型复合材料绝缘体及配套防护系统，?确定了三种型式的组合安装系统，并进行了试验段的试验 ? 20 供电技术－供电技术－750V 系统系统 ?杂散电流防护杂散电流防护 杂散电流监测系统采用集中式综合测试系统，测试及数据处理装置与变电所综合自动化系统接口，并将处理和统计后的数据经通信通道传至监控中心，并可转发至相关运营维护部门 21 指挥中心、指挥中心、AFCAFC清算管理中心网络化应用清算管理中心网络化应用 ? 指挥中心的功能指挥中心的功能 ????? AFCAFC清算管理中心的功能清算管理中心的功能 ???? 集中信息 协调各线 应急指挥 统一接口 数据管理 清算对帐 票务中心 运营管理 北京地铁将很快结束人工售票、检票的历史！ 22 北京市轨道交通指挥控制体系结构图 指挥中心层三层管理控制中心层轨轨道交通指道交通指挥挥中心中心(TCC)1线路控制中心线路控制中心(OCC)…………n线路控制中心线路控制中心(OCC)车站控制层…………车车站站综综控室控室（（SICC））……………………车车站站综综控室控室（（SICC)…………三级控制自动化设备层…………子系子系统统控制控制设备设备……………………子系子系统统控制控制设备设备…………监监控控对对象象监监控控对对象象监监控控对对象象监监控控对对象象23 自动售检票系统总体框架示意图 24 总结总结 ??以上我们简单介绍了将在北京市地铁新线中各种新技术的应用，通过采用这些新技术，使得北京地铁新线在各个方面都体现了前所未有的改变，当然，其中还存在着一些问题，这就需要我们地铁工作者再接再厉，我相信在 08年奥运会到来之际，北京地铁会以一个崭新的姿态为世界人民服务。

25 谢谢 谢谢！！ 26 人有了知识，就会具 备各种分析能力， 明辨是非的能力 所以我们要勤恳读书，广泛 阅读， 古人说“书中自有黄金屋 ”通过阅读科技书籍，我 们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我 们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我 们能增长见识， 扩大自己的知识面 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。