1概述

目前城市軌道(dào)交通直流牽引供電系統采用二極管整流器，電能隻能從交流電網向直流牽引網單向流動。當車輛制動時(shí)，多餘的(de)再生制動能量使直流電網電壓升高。傳統的(de)解決方法是(shì)設置電阻制動裝置，但這(zhè)将造成電能的(de)極大(dà)浪費并帶來(lái)溫升等其它問題。由于(yú)軌道(dào)交通車輛起制動頻繁，制動能量相當可觀，若能加以(yǐ)合理利用必能産生良好的(de)經濟效益。

從較早的(de)在(zài)牽引變電所設置再生能量電阻消耗裝置的(de)應用到(dào)近幾年電容儲能、飛輪儲能技術、再生電能逆變回饋設備發展，再生制動能量吸收技術在(zài)不(bù)斷研制和(hé / huò)持續改進，在(zài)國(guó)内外軌道(dào)交通線路上(shàng)得到(dào)應用。針對目前使用的(de)四種吸收裝置方案，表1給出(chū)了(le／liǎo)四種吸收裝置的(de)特點:

再生制動逆變裝置（以(yǐ)下簡稱逆變裝置）即爲(wéi / wèi)逆變回饋型，其回饋能量将用于(yú)400V 負載或反送至35kV 電網。逆變裝置（逆變+電阻）根據各個(gè)傳感器檢測信号，綜合判斷直流電網上(shàng)是(shì)否有列車處于(yú)再生電制動狀态，一(yī / yì ／yí)旦确認列車處于(yú)再生制動狀态并需要(yào / yāo)吸收能量時(shí)，系統啓動吸收過程。在(zài)控制系統中設置二級判斷基準值，當電網電壓升至到(dào)第一(yī / yì ／yí)級判斷電壓時(shí)，系統首先投入逆變裝置，逆變裝置把機車刹車制動時(shí)産生的(de)能量轉換成AC380V 電壓，自動跟蹤AC380V 母線電壓，并向負載供電，将再生能量消耗在(zài)用電設備上(shàng)；一(yī / yì ／yí)旦逆變吸收消耗不(bù)了(le／liǎo)該能量，将引起電網電壓進一(yī / yì ／yí)步上(shàng)升，當電網電壓升到(dào)第二級判斷電壓時(shí)，電阻斬波器立即投入工作，電阻吸收裝置将再生制動能量消耗，穩定電壓不(bù)再上(shàng)升，确保機車充分有效利用電制動。在(zài)直流牽引供電系統中，再生制動能量吸收裝置做爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)子(zǐ)系統工程，其作用關乎系統的(de)安全。
2 逆變裝置的(de)主回路系統
2.1 重慶某線路牽引供電系統概況

重慶某線路牽引供電系統主要(yào / yāo)分爲(wéi / wèi)直流牽引網和(hé / huò)交流配電網兩部分。主變電所将三相35KV高壓交流送至各牽引所，經整流變壓器、整流器變成适合軌道(dào)車輛應用的(de)1500V直流母線，饋電線再将直流電送到(dào)接觸網上(shàng)，接觸網是(shì)沿車輛走行軌架設的(de)特殊供電線路，軌道(dào)車輛通過其受流器與接觸網的(de)直接接觸而(ér)獲得電能。

牽引變電所一(yī / yì ／yí)般設兩台牽引整流機組。目前采用兩台整流機組并聯運行構成等效24脈波整流方式。其容量按遠期運量設計，根據國(guó)标GB／T 10411-2005《城市軌道(dào)交通直流牽引供電系統》規定，牽引整流機組的(de)負載能力應滿足：100％額定輸出(chū)連續；150％額定輸出(chū)2h；300％額定輸出(chū)lmin。允許電壓波動範圍爲(wéi / wèi)1000V～1800V。走行軌構成牽引供電回路的(de)一(yī / yì ／yí)部分。回流線将軌道(dào)回流引向牽引變電所。
交流配電網主要(yào / yāo)是(shì)提供站内的(de)照明、通風、排水、電梯等基礎設施。
2.2 逆變裝置主回路拓撲

逆變裝置的(de)主回路拓撲分四部分，直流接觸器部件、逆變單元、輸出(chū)電抗器、交流接觸器部件如圖2所示；

2.3 功率單元拓撲
逆變裝置的(de)單元内部采用三電平結構電路，單元主電路如圖3所示。

3 逆變裝置原理及功能
3.1工作原理
逆變裝置在(zài)收到(dào)“啓動”給定信号後，經過控制回路動作直流接觸器、交流接觸器，并送出(chū)啓動完畢确認信号。總控裝置檢測到(dào)啓動完畢确認信号後，根據此時(shí)母線電壓的(de)高低給出(chū)高電平“開機”信号，進行能量回饋；低電平使逆變設備瞬間關斷，處于(yú)能量回饋等待狀态。逆變設備工作過程中，時(shí)刻接收并及時(shí)回複設備内接觸器、各個(gè)單元的(de)工作狀态信号。圖4爲(wéi / wèi)裝置的(de)控制原理框圖。

3.2主要(yào / yāo)功能
（1）逆變裝置主要(yào / yāo)是(shì)根據母線電壓變化實現自動并網、逆變吸收及逆變電流調節等功能。
（2）逆變裝置設置過壓、過流、超溫、短路保護功能，當某一(yī / yì ／yí)逆變單元故障時(shí)，整機仍可以(yǐ)降額運行，不(bù)影響整機正常工作，同時(shí)把整機的(de)工作狀态傳給上(shàng)位機，等候其控制指令。
（3）自動化數據采集功能，微機控制系統由PLC控制系統和(hé / huò)16位DSP系統構成。實時(shí)采集直流、交流電網數據，根據直流母線電壓的(de)變化自動調節逆變單元的(de)輸出(chū)電流大(dà)小，逆變爲(wéi / wèi)與電網電壓同頻、同相的(de)交流電送回電網。
（4） 微機控制系統采用标準的(de)數據通信口接入變電所綜合自動化系統。物理接口采用RS485接口，波特率19.2kbps，通信協議采用目前國(guó)際上(shàng)通用的(de)MODBUS-RTU，具有良好的(de)通用性和(hé / huò)開放性。
4 運行效益分析
根據業主電度表計量的(de)數據，重慶某線路逆變裝置節電效果明顯。具體數據如表2；

根據運行數據分析，一(yī / yì ／yí)個(gè)地(dì / de)鐵站點安裝的(de)逆變裝置日均回饋電能約1000餘度，參考工業用電價格1元/度，一(yī / yì ／yí)天節省運行成本1000餘元，年節約成本36萬餘元。同時(shí)，對隧道(dào)内部的(de)通風、散熱需求降低，若無逆變裝置此部分能量又要(yào / yāo)考慮被損耗掉，運行成本也(yě)要(yào / yāo)相應增加。故設備運行經濟效益顯著。
5 結束語

軌道(dào)交通有着運量大(dà)、速度快、安全可靠、準點舒适的(de)技術優勢正逐步成爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)城市的(de)交通工具，城市軌道(dào)交通自身所具有的(de)社會屬性和(hé / huò)經濟屬性，使之(zhī)成爲(wéi / wèi)城市交通運輸發展戰略的(de)重點，同時(shí)也(yě)被視爲(wéi / wèi)城市交通體系的(de)骨幹力量。同時(shí)國(guó)家開始注重産品國(guó)産化，在(zài)國(guó)家設備國(guó)産化政策的(de)引導下，一(yī / yì ／yí)批軌道(dào)交通設備的(de)生産企業和(hé / huò)科研院所逐步壯大(dà)，推進了(le／liǎo)産品國(guó)産化進程。