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高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么? 第1页

  

user avatar   wei-ke-te-hua 网友的相关建议: 
      

题主不知是什么专业,这个问题问得很好啊
我先按地铁列车原理来回答你得问题,因为高铁、地铁、普快火车基本原理差不多,只是有些地方不一样。〈后续我会回答〉

地铁列车一共有6节,其中有动车,拖车。动车是中间四节,拖车是头尾两节,其中有两节车是带有受电弓的,如下图

当列车运行时,它就会在气压的作用下升起来从接触网获得直流1500伏电压,其工作原理很简单:从空压机获得气体推动气囊拉起下臂杆,其实就是大学所学的四连杆机构

,升起来之后接触到高压接触网,如下图

,这里就要讲到你迷惑的第一点了,那接触网的电是哪里来的呢?答案是牵引变电所,如图

电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能,根据电力牵引对电流和电压的不同要求,转变为适用于电力牵引的电能,然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网,为电力机车供电,或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统,为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所,相邻变电所间的距离约为40~50公里。在长的电气化铁路中,为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200~250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外,还把高压电网送来的电能,通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。〈本段文字来自百度〉

受电弓得到直流1500伏的高电压后,怎么用呢,不是所有的电器都用这么高的电压啊 ,而且有的用的是交流电压,这时候就要用到牵引逆变器(VVVF)和辅助电源系统(SIV)

牵引逆变器的图片我没有,自己找下,辅助逆变器的也是一部分,大部分都是中车产的〈支持国产 〉,当然常牵庞巴迪也产这个。逆变器出来一部分给电机了,另外一部分在制动的时候被消耗了〈电阻制动〉。辅助电源系统就是把直流1500伏变为列车常用电压110伏,因为车上大部分控制器,继电器都用直流110伏。

那么列车在没有高压得时候,怎么去控制它呢,这时候就讲到迷惑的第二点了,蓄电池

在列车没有获得高压之前全靠它来提供电源直流110,在地铁列车两头的拖车底下,它的功能很重要,包括列车一开始的准备,钥匙激活,升弓,都靠它,它的电就是通过辅助电源系统(SIV)充进去的,没有高压的时候就靠他来维持。假如没有高压咋办呢,靠电池可以动车吗,答案是当然不能了。这里说下为什么不能动车,因为牵引电机额定电压大约1000多伏,每列动车有两个牵引电机,四节动车就有8个电机,目前还没有这么强劲的电池给它长时间供电,但是可以提供大约45分钟的紧急通风,和其他110的电器供电,因为地铁列车发车前都要经过严格的调试,检查,而且还有先进得ATC(列车信号监控系统),监控着列车的各个系统,同时还有列车调度人员在大屏幕上时刻注意着列车动态,假如列车没有可高压不能动车,就需要救援了,拖回去。

先答到这里,明天再答

评论有人提到了受电弓的问题,那我来解释下:受电弓是列车重要的装置,再上一副实物图吧

受电弓安装在动车车顶,车顶上铺有绝缘层,所以不会导致车体受到高压,它从接触网受到高压后整个都是带电的,所以需要导流线来导流引入高压箱,再经过熔断器,再到牵引逆变器箱,还到辅助电源系统(SIV)。首先来回答评论里面的问题,1.如何在高速情况下与接触网保持接触且保证不会磨耗,前面我提到了受电弓是由气压来升弓,如图所示,气体从车体上来之后首先到达气动控制箱在到达气馕(图中黑色的一坨)拉动钢丝绳带动下臂,原理就是前面说到的四连杆机构,弓头升起来之后那我如何去保持呢,那就要靠控制箱里面的阀(这种阀俗称压力阀,就是气压达到一定值就可以动作)了,在车底也有一个继电器控制箱他控制着气路的导通。弓起来之后接触到电网给予电网一定的压力,保证可靠性接触,叫静态接触压力(有一定范围),这个压力是可调的(通过控制箱里面的阀),高速情况下只要接触网平滑、保持刚性接触就可以保证受流;2.再说说碳滑条(图中两块黑色的长方形),这个东西相当重要,设计这个人的很聪明哦,碳条这种东西容易导电而且易磨耗,比如我们削铅笔的时候,哈哈。但是加入一些耐磨材料的话就很厉害了,碳滑条是有一定的厚度的,在运行过程中不断磨耗,假如被磨光了(不过也一般不可能,因为这个平时都要检查的),磨光了之后呢,这个弓头就要漏气了,弓头里面有气压,漏气了之后就会自动快速降弓,假如接触网不平滑就会导致碳滑条磨耗增大,或者有比较大的节点就会导致折断弓头。

至于评论里面提到的第三轨,就是车底有个受流器而已,车上的变电原理基本没啥区别,还有变电所供电电压这块,地铁、铁路、高铁都不一样,具体的我也没了解过。等下次搞清楚了再回答。

还有我是不是这个行业的就不重要了,重点是你掌握了这些知识就行,嘿嘿,有什么还需要知道的,在评论里面评论就行。

评论里面有人估计也是没看懂我的回答,就说受电弓没有油漆,我所说的受电弓指的是整个,不只是弓头,仔细看图哦,还有就是继电器用电24V,你可以在知乎上搜一下,继电器原理,到底用电范围多少。还有就是电机用的是交流异步牵引电机,性能可靠。


过了几天来看发现评论里面对受电弓是否能够被击穿,或者出现短路,还有就是生锈,我来说下:

受电弓可承受工频5.75KV(有效值)干闪络电压一分钟且不会产生击穿、闪络现象。工频4.75KV(有效值)湿闪络电压一分钟且不会产生击穿、闪络现象,这是我所看过资料上面的,而且相对于车体有大于300兆欧的电阻,一般不会击穿、闪络。至于短路,能够正常回流就不会了,车顶是铺有绝缘材料,而且受电弓底部有绝缘子,旁边还有避雷器。除非受电弓飞正常折断,碰到车体可能会,或者就是导流线烧损,过几天找个图,给你们看看。还有就是评论里面有人提到辅助系统将1500V转为380V的忘记讲了,这个是给空调供电的,至于生锈这个材料都是不锈钢的

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我这个回答这么多热点赞了,哈哈,现在都2018年了,那我再来更新下吧,其实也是一时兴起回答的。很多人问我是不是同行,这个真不重要,还有就是有人私信我是否可以转载到其他平台,我觉得还是算了,因为我的回答里面还有很多东西还是没有说的很详细透彻,以上也只是起到了一个基本原理的解释作用,谢谢。其实,我本专业是学机械的,但是工作确实电气相关的,接触多了发现比起枯燥,乏味的机械专业,电气有很多奇妙有趣之处。如果想了解更多的电气知识,推荐关注下 @Patrick Zhang ,张老师是ABB电气工程师,大学教授,他的很多回答及文章可以然你学到很多东西,而且可以学习下他的生活态度,也不错。

然后,我抽时间讲下地铁的动力来源的下半部分,这部分会讲的比较系统点,不过这会没时间,晚上来答,嘿嘿

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今天是2018年5月29日晚上10点半,距离第一次回答这个问题已经半年了,想不到还有人在点赞我的回答,回过头来看这个回答其实根本不算精彩,只算是科普而已,但是感谢各位的认可。

几个月之前挖的坑也没回答,为什么呢,一是觉得这些知识仅仅是自己工作中学到的,有些知识点我可以回答,有些专业性太强的确实回答不了,因为我的工作中不需要这么专业的东西,深入研究有点累;二是最近对于现在的工作有点不满意,一直想换工作,一直拖着,挺难受的,不想写了。望各位原谅。

这个坑我这几就给大家补上,包括一些基础知识,言出必行,我写的尽量详细点,大家就当科普读物,啤酒盒饭,撸之即可,没啥计较的,有问题尽管提,涉及深的,就回答不了了。

2019/8/20更新

哈哈,互联网真是强大,让更多的人看到了我的回答,看了下这两年的评论及点赞,有不少前辈,同行业的,大佬也,非常感谢!

回答这个问题时,我还在前公司,如今我离职,来到了一线城市,离职的原因很清楚,我的目标不止是为了自己过日子混口饭吃,以前公司那点工资刚好我生活,安家落户简直妄想,但是如果是本地人完全ok,而且有余(有私信问我运营待遇的,可以自己估计下)。

但是,我还是在这个行业。来新公司工作了一年了。总结下

上半年:熟悉业务

下半年:开始跟着人手做项目

在前国企待久了,感觉整个人的思维都老化了,做事变懒,可能有人认为我自律性太差,在那样的大环境中,任何人都会被同化,总体来说前公司还行,只是我不喜欢公司的各种制度,以及领导的做人做事风格。

上半年跳过,没撒好说的。

下半年。去年年终部门聚会事后,领导说明年可能会很忙,加油啊,小伙子!我以为领导就说说,没想到过完年就开始了!

整个3-4月都在现场跑,5-6月少了。由于坐地铁,现场来回跑的次数太多,膝盖开始酸痛(老了T﹏T),7月下旬到现在虽然跑的次数少了了,但是南方这个天气,真的热死个人嘞!

现在这个项目接近尾声了,里面也学到了很多东西!1.项目计划,项目投标,项目分工等等!如何把一个大的任务划分到每个小的部分上去,各个部门之间如何配合。2.学习新知识,现在几乎每做一个项目就要学习新的东西,没人给你专门的时间去学习,只能自己边问边学,所以脸皮要厚,但是不能追着一个人死问,学会记笔记,笔记的神奇之处在于,可能你后面遇到难题了,笔记就起作用了!3.协调,表达,沟通。这个真的是最重要的能力,个人觉得自己这方面还欠缺,需要进步。

今天就写这么多吧!我 了




  

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