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1、 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 1 内 容 n北京地铁建设概况 n地铁车辆技术 n线路技术 n供电技术 n信号系统 n指挥中心、AFC清算管理系统 n总结 2 北京地铁建设概况 n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。 n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 n重点介绍电气牵引和电气制动的新技术 n5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
2、日立公司 制动： 德国克诺尔公司 4 车辆新技术主电动机（1 ） 5号线和13号线的主电 动机 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 车辆新技术主电动机（2 ） 速度传感器电机电机 行车试验结果 有速度传感器的情况没有速度传感器的情况 磁通量 逆变器频率 转子电流 (扭矩电流) 实际扭矩频率 电机 转子 速度推算方式 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 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 304050 Iqp ,I
3、q Fr c V 时间 s Idp Fs Vc 滑行 牵引后速 度的推算 6 车辆新技术主电动机（3 ） n减轻维护负担 n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） n使用日立的新油脂RIMAKUSU HS2注入油箱盖，实现 无加油运行 n高可靠性 -由于使用铝转子防止逆变器高频共振 n低噪音化 n压入风扇周围隔音化构造 （专利编号：P3211826） 7 车辆技术逆变器 n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 n光纤反馈 -IGBT的故障防止，提高可靠性 指令信号指令信号 逻辑部逻辑部门驱动门驱动IGBT
4、IGBT 保护装置 （联锁） 光纤 8 车辆技术逆变器控制 u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 V q I 电压矢量 演算 脉宽 调制 （） d inv F 频率 演算 差频 演算 s F dp I qp I 电流矢量 探测 电流控制 （） cf E 门极 信号 1q I 扭矩电流FB补偿 常量波动修正 励磁电流FF 控制与 *1 差频自动修正方式 自动弱磁场控制 *1：前馈 *2：反馈 wvu iii, 矢量控制 电流 指令 *2 9 车辆新技术全电气制动 （5号 线） 电气空气混合方式 空气制动 电制动 速度 混合混合 全电气制动停止控制 空气制动
5、电制动 速度 混合没有混合 扭矩电流指令 检测停止信号 下降变化率的控制使 扭矩冲击缓和 维持一定的减速力量 只在电气制动下才 真正停止 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 车辆速度 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 n提高乘坐舒适度 n减低机械制动装置的磨耗 n降低制动器产生的噪音 10 车辆技术5号线的列车监控装置（TMS装置 ） n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
6、善 ！ n追加了自我诊断画面 11 车辆新技术车体及内装 u首次采用不锈钢车体 n5号线192辆动车组，全部采用不锈钢车体 n车辆轻量化，不用涂漆 u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 车辆技术服务的改善 u空调通风系统 u 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 u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 u安装幅流风机，提高客室和司机室的微风速 u具有客室应急通风功能 u司机室设风量及风向可调的
7、送风单元 13 车辆新技术安全运行 u车门 n采用电动内藏侧拉门，增加了门系统安全可靠性 u能量吸收结构新型车钩缓冲装置 u车辆前端采用能量吸收结构 u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 u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 线路技术移动焊接和减振 u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。 u1020dB减振技术研究应用 n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。 n新型蛋型减振器，可解决高架桥的振动和噪声问
8、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 线线路技术术隔振支座 国内外首次应用钢 弹簧隔振桥梁支座 技术 16 线路技术无缝线路铺设 n在地铁13号线采用一次铺设无缝线路技术 n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 n节省了初期投资 17 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。 供电技术再生电能吸收装置 18 供电电技术术供电电系统统接线线 u10kV系统采用双环网接线方式 n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
9、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。 u特点 n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； n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（n2），仍可保证向地铁的正常供电。 19 供电技术采用钢铝复合 接触轨 u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。 u减少了变电所数量； u减少了整个供电系统的运营维护工作量 ，节约了运营成本。 u新型接触轨防护系统研究应用 研
10、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750V系统 杂散电流防护 n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、AFC清算管理中心网络化 应用 n 指挥中心的功能 v集中信息 v协调各线 v应急指挥 v统一接口 n AFC清算管理中心的功能 v数据管理 v清算对帐 v票务中心 v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 23 自动售检票系统总体框架示意图 24 总结 n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
