城市軌道交通通新型供電系統監控試驗平臺研究

0 引 言
為了減少制動能量在列車制動電阻上的耗散，抑制地鐵隧道內溫度的升高和減少車載設備，國外一般在牽引變電所的直流母線上設置再生制動能量吸收裝置。設置再生制動能量吸收裝置的供電系統區別于傳統的二極管不控整流供電系統，又被稱為城市軌道交通新型供電系統。
新型牽引供電系統的結構由若干整流器單元多重化并聯組成。采用這種結構方式，可以提高系統的供電質量，同時供電裝置擴容容易，并可以提供一定的冗余性。另外其直流側的制動能量可以回饋到交流電網，交流側功率因數可調，并且直流側的輸出特性完全可控。
為了保障供電系統調試及運行的正常，要求對供電系統動態過程中的各電氣參量、溫度值及開關量等進行測量、傳輸、顯示、存儲及故障診斷，方便用戶觀察數據、分析數據。而目前測量電參數主要依靠示波器、電壓表、電流表以及萬用表等儀表裝置，這些儀表會影響PWM整流器的正常運行、威脅技術人員人身安全、使調試過程復雜化等，急需開發一種新的技術來代替傳統的測量儀器。此外，為方便設計人員調試修改供電系統底層程序，需要設計控制系統，實現與主控板的數據通訊。
為了解決以上問題，本文研究了新型供電系統的監控要求，以PWM整流器子系統為監控對象，設計了包含監測子系統和控制子系統的監控試驗平臺。

1 監控系統方案
根據系統的設計要求、考慮到設計人員和使用人員的應用層次不同，本文設計的新型能饋式牽引供電系統的監控系統主要分為兩個部分，即監測子系統和控制子系統，如圖1所示。

由圖1可知，本監測控制系統的主要由監測子系統和控制子系統構成，其中監測子系統又包括下位機系統和上位機系統，控制子系統主要通過設計控制器實現。新型能饋式牽引供電系統監控結構圖如圖2所示。