深圳地铁2号线制动电阻设置浅析

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1、深圳地铁2号线制动电阻设置浅析摘要：结合深圳地铁2号线工程实践，从车辆、环控、变电所、土建等方面，分别对车载设置方案、地下变电所设置方案、地面变电所设置方案进行了较为详细的分析比较，得出推荐方案。为当前及今后地铁工程中制动电阻设置提供了参考和借鉴。关键词：深圳地铁2号线；制动电阻；设置方案0引言深圳地铁2号线分首期工程和东延线工程（建设年限相差仅半年）均为地下线，拟采用A型车6辆编组、4M2T。地铁列车的每辆动车均具有独立的牵引/制动系统，根据国内外建设及运营经验，地铁再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的20%及以上，这些再生能量除了按一定比例被其他相邻列车吸

2、收利用外，剩余部分将主要被车载吸收电阻以发热的方式消耗掉，其结果是加速隧道的温升。另外，车载制动电阻均分散安装在各动车底板下，功率越大占据空间越多，使得动车底板空间越拥挤，加之制动电阻发热对动车底板的不断烘烤，列车运行安全隐患越大。因此在工程建设初期，分析论证其制动电阻的设置方案显得尤为重要。1制动电阻设置方案制动电阻吸收装置的工作原理是采用多相IGBT斩波器和吸收电阻配合的恒压吸收方式，根据再生制动时直流母线电压的变化状态调节斩波器导通比，从而改变吸收功率,将直流电压保持在某一设定范围，使制动能量消耗在吸收电阻上。目前，国内近几年已建、在建或新建的多数地铁线路

3、对制动电阻的设置问题进行了大量的探索和尝试。除了常规的车载制动电阻方式外，国内部分线路采用将制动电阻从动车上拿下来，直接挂接在牵引变电所直流母线上。综合考虑制动电阻的散热通风，又分为地面设置和地下设置2种。常规车载制动电阻方式（方案1）常规车载制动电阻采用“制动电阻+制动斩波器”的方式，且均分散安装在各动车内。当采用再生制动时，转化的电能若未被其他运行列车吸收，则导致牵引网电压升高,当网压升至上限时，牵引系统启动制动斩波器，将过量电能消耗在车载制动电阻上。国内大部分地铁线路采用该方式。制动电阻设置于地下牵引变电所内（方案2）该方案是把制动电阻柜和制动控制柜均放在

4、地下牵引变电所的设备房间内，但制动电阻柜要求必须单独设置一个房间，制动控制柜可单独设置也可与牵引所内其他开关柜合用一个房间，如重庆轻轨较新线、天津地铁1号线（在建）。制动电阻设置于地面通风处（方案3）该方案是把制动电阻柜放在地面通风处，而把制动控制柜放在牵引变电所设备房内，如广州地铁4号线（已投运）、广州地铁5号线（在建）。而就深圳地铁2号线工程而言，上述方案中哪种更为合理可行，现综合分析比较如下。2制动电阻设置方案的分析比较技术分析与常规的车载制动电阻吸收方式相比，各方案技术比较详见表1。显然，方案2是将制动电阻集中安装在牵引变电所，可以有效地减缓隧道周围的土

5、壤温升速度，彻底解决动车底板火灾隐患。但该方案需要在每个牵引所单独设置制动电阻室、需要额外增设制动电阻的通风散热环控设备及用房。对于穿梭于市区地下的深圳地铁2号线而言是极为不利的。方案3是把制动电阻安装在地面建筑内、利用自然通风散热，可以有效缓减隧道温升问题，也能彻底解决动车底板火灾隐患，且无需额外设置用于制动电阻通风、散热的环控设备，大大降低了环控设备的直接投资，间接节省了相应环控设备用房的土建投资。但该方案的关键是要根据现场踏勘情况以及与市政相关主管部门多方沟通，逐项落实设置牵引变电所的车站在地面上是否具备设置制动电阻设施的建筑用地，是否影响城市景观和周边环

6、境等。从目前与规划部门的调查与协调情况看，首期工程大部分车站很难找到合适的地块来放置制动电阻柜，东延线工程完全穿越深圳市繁华区段，更难找到合适的地块来放置制动电阻柜。方案1是目前国内绝大多数地铁线路采用的方式，运营经验丰富，而且釆用A型车后，动车底板空间比B型车及跨座式独轨车辆（重庆轻轨采用的）相对宽敞，虽然同样存在火灾隐患，但只要加强运营管理，加强定期不定期检修，完全可以有效消除火灾隐患。同时，采用A型车可以和建成的1号线实现很好的资源共享（包括车辆共享和车辆段共享）。至于车载制动电阻的散热问题，主要通过活塞排风散热。而且深圳地铁2号线釆用屏蔽门系统后，将隧道

7、与车站（乘客候车区）进行了隔离，车载制动电阻产生的热量基本上不会影响车站环境的舒适度。投资分析（1）车辆。车载制动电阻包括2部分，即制动电阻和制动斩波器，安装于每辆动车上。每套装置的价格合计约为13万人民币。深圳地铁2号线全线采用A型车，初近远期车辆编组均采用4M2T、6辆编组。初期配车22组，其中动车88辆,则初期车载制动电阻吸收装置需要1144万元。近期配车32组，其中动车128辆，则近期车载制动电阻吸收装置需要1664万元。远期配车63组，其中动车252辆，则远期车载制动电阻吸收装置需要3276万元。(2)牵引变电所投资分析。深圳地铁2号线工程共设牵引所1

8、2座，如果采用地面吸收方