城市轨道交通通新型供电系统监控试验平台研究

0 引 言
为了减少制动能量在列车制动电阻上的耗散，抑制地铁隧道内温度的升高和减少车载设备，国外一般在牵引变电所的直流母线上设置再生制动能量吸收装置。设置再生制动能量吸收装置的供电系统区别于传统的二极管不控整流供电系统，又被称为城市轨道交通新型供电系统。
新型牵引供电系统的结构由若干整流器单元多重化并联组成。采用这种结构方式，可以提高系统的供电质量，同时供电装置扩容容易，并可以提供一定的冗余性。另外其直流侧的制动能量可以回馈到交流电网，交流侧功率因数可调，并且直流侧的输出特性完全可控。
为了保障供电系统调试及运行的正常，要求对供电系统动态过程中的各电气参量、温度值及开关量等进行测量、传输、显示、存储及故障诊断，方便用户观察数据、分析数据。而目前测量电参数主要依靠示波器、电压表、电流表以及万用表等仪表装置，这些仪表会影响PWM整流器的正常运行、威胁技术人员人身安全、使调试过程复杂化等，急需开发一种新的技术来代替传统的测量仪器。此外，为方便设计人员调试修改供电系统底层程序，需要设计控制系统，实现与主控板的数据通讯。
为了解决以上问题，本文研究了新型供电系统的监控要求，以PWM整流器子系统为监控对象，设计了包含监测子系统和控制子系统的监控试验平台。

1 监控系统方案
根据系统的设计要求、考虑到设计人员和使用人员的应用层次不同，本文设计的新型能馈式牵引供电系统的监控系统主要分为两个部分，即监测子系统和控制子系统，如图1所示。

由图1可知，本监测控制系统的主要由监测子系统和控制子系统构成，其中监测子系统又包括下位机系统和上位机系统，控制子系统主要通过设计控制器实现。新型能馈式牵引供电系统监控结构图如图2所示。