2005 6 13
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北京市轨道交通建设管理有限公司 2005.6.13. 北京地铁新线新技术的应用. 内 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. 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 。. 5 号线的车辆新技术. 5 号线车辆系统生产厂家

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北京地铁新线新技术的应用

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Presentation Transcript


2005 6 13

北京市轨道交通建设管理有限公司

2005.6.13

北京地铁新线新技术的应用


5351437

内 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


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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。


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5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


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车辆新技术—主电动机(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


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V

c

车辆新技术—主电动机(2)

牵引后速度的推算

电机

速度传感器

电机

滑行

Iqp ,Iq

Idp

有速度传感器的情况

没有速度传感器的情况

Fs

《速度推算方式》

逆变器频率

根据逆变器频率和实际转子频率的差值不同扭矩电流不同

Vc

磁通量

转子电流

(扭矩电流)

Fr

电机

转子

在扭矩电流控制下能够同时实现速度推算和高速扭矩应答

30

40

50

时间[s]

实际扭矩频率

行车试验结果


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车辆新技术—主电动机(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)


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车辆技术—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

  • 光纤反馈

    -IGBT的故障防止,提高可靠性

IGBT

门驱动

逻辑部

光纤

指令信号

保护装置

(联锁)


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E

cf

V

I

dp

I

q

1

I

qp

I

F

F

q

s

inv

i

,

i

,

i

u

v

w

车辆技术—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

INV

IM

*1

励磁电流FF控制与

差频自动修正方式

自动弱磁场控制

门极

电流

矢量控制

信号

指令

电压矢量

演算

d

电流控制

脉宽

(ACR)

调制

(PWM)

差频

频率

演算

演算

*2

扭矩电流FB

补偿

常量波动修正

电流矢量

探测

*1

:前馈

*2

:反馈


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车辆新技术—全电气制动 (5号线)

电制动

速度

空气制动

检测停止信号

电气空气混合方式

下降变化率的控制使

扭矩冲击缓和

扭矩电流指令

混合

混合

车辆速度

只在电气制动下才

电制动

速度

真正停止

空气制动

全电气制动停止控制

维持一定的减速力量

混合

没有混合

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

行车试验结果

  • 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


5 tms

车辆技术—5号线的列车监控装置(TMS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


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车辆新技术—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


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车辆技术—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


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车辆新技术—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

  • 能量吸收结构新型车钩缓冲装置

    • 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

  • 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


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线路技术—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。


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线路技术—隔振支座

国内外首次应用钢弹簧隔振桥梁支座技术


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线路技术—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


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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。


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供电技术-供电系统接线

  • 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。


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供电技术-采用钢铝复合接触轨

  • 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 。


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供电技术-750V系统杂散电流防护

  • 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。


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指挥中心、AFC清算管理中心网络化应用

  • 指挥中心的功能

  • 集中信息

  • 协调各线

  • 应急指挥

  • 统一接口

  • AFC清算管理中心的功能

  • 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!


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北京市轨道交通指挥控制体系结构图


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自动售检票系统总体框架示意图


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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。


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谢 谢!


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