一种电气化铁路分区所自动过分相系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种电气化铁路分区所自动过分相系统，涉及电气化铁路牵引供电领域。在靠近供电臂的分段器上配备受电弓识别仪；负荷开关和晶闸管开关及电流互感器顺序串联后与电阻以及备用开关一同并联在分段器两端；受电弓识别仪、电流互感器和电压互感器的输出端、晶闸管开关的触发端、负荷开关和备用开关的操动端均与控制单元相连接。在晶闸管开关一电流过零关断后立即令晶闸管开关二导通完成供电臂一到供电臂二电流过零点瞬间切换，即将列车的供电从供电臂一瞬间切换到供电臂二，实现不间断供电；串接于系统的高压高阻电阻一、电阻二或单独工作，或共同工作，均可抑制均衡电流和可能产生的暂态过程。主要用于列车不断电过分相。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气化铁路牵引供电领域，特别涉及电气化铁路分区所自动过分相技术。
技术介绍
我国电气化铁道普遍采用单相工频交流制，为使电力系统三相负荷尽可能平衡，电气化铁道往往采用轮换相序、分相分区供电的方案。分相分区处的相邻供电区间用空气或绝缘子分割，简称电分相或分相。为防止电力机车带电通过分相因燃弧而烧坏接触网悬挂部件，甚至导致相间短路等事故，列车过分相时，司机需手动进行退级、关辅助机组、断主开关，靠列车惯性驶过分相区，再合主开关、合辅助机组、进级恢复功率，完成过分相过程，俗称降弓过分相。随着列车速度的提升和过分相频繁，司机劳动强度大或者手动反应不及而无法完成过分相，必须采用措施。主要措施可分为自动过分相技术和取消分相的同相供电技术。同相供电可以从根本上取消牵引变电所出口处的分相，使列车不断电通过，但在电网不允许双边供电时，分区所的过分相问题依旧需要解决。现阶段常用自动过分相方式可分为车载自动过分相和地面开关自动过分相两种。车载自动过分相是通过列车与地面信号的配合，在列车上通过列车控制系统模拟司机手动过分相。车载自动过分相过程中，列车断电时间较长，速度损失较大，同时存在供电死区和停车风险，特别在长大坡道路段停车风险更大。现行地面开关自动过分相的方法是配合列车地面位置信号，通过地面开关把分相两端的供电臂电压依次切换到中性段上，列车不需要做切换动作，其断电时间仅为两组地面开关切换时间，用时较短，一般为200ms到400ms，对列车速度损失影响较小，不存在供电死区。但是，尽管这种方案的开关切换用时较短，仍有一些高铁列车的牵引传动系统不能接受，过分相后需要重新启动，影响列车性能的良好发挥。另外,不论是车载自动过分相,还是地面开关自动过分相,其中的开关投切会产生暂态过程，易引起操作过电压或过电流，甚至损坏元器件、引发故障。本申请可将列车自动过分相技术提高到不间断供电的新的高级水平上，适用于各种列车，并且能有效抑制暂态电气过程及过电压、过电流，也不会对电网造成不良影响。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电气化铁路分区所自动过分相系统，它能有效地解决电气化铁道分区所在不间断供电情况下的自动过分相问题。本技术实现其目的所采用的技术方案为，一种电气化铁路分区所自动过分相系统，包括通常关断的晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2),通常闭合的负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)，通常分断的备用开关一(K11)和备用开关二(K22)，电阻一(R1)和电阻二(R2)，电流互感器一(H1)和电流互感器二(H2)以及电压互感器(V)；供电臂一(A1)通过分段器一(S1)与中性段(A0)的一端相连，供电臂二(A2)通过分段器二(S2)与中性段(A0)的另一端相连；在供电臂一(A1)末段靠近分段器一(S1)处的支柱上配备受电弓识别仪一(P1)，在设有分段器一(S1)的支柱上配备受电弓识别仪二(P2)，在设有分段器二(S2)的支柱上配备受电弓识别仪三(P3)；负荷开关一(K1)和晶闸管开关一(T1)及电流互感器一(H1)顺序串联后并联在分段器一(S1)两端，电阻一(R1)以及备用开关一(K11)也分别并联在分段器一(S1)两端；负荷开关二(K2)和晶闸管开关二(T2)及电流互感器二(H2)顺序串联后并联在分段器二(S2)两端，电阻二(R2)以及备用开关二(K22)也分别并联在分段器二(S2)两端；在供电臂一(A1)与分段器一(S1)的连接处与轨地之间并接电压互感器(V)；受电弓识别仪一(P1)、受电弓识别仪二(P2)、受电弓识别仪三(P3)的信号端，电流互感器一(H1)和电流互感器二(H2)的输出端以及电压互感器(V)的输出端均与控制单元(CU)相连接；晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)的触发端，负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)的操动端，备用开关一(K11)和备用开关二(K22)的操动端均与控制单元(CU)相连接。远动装置(YD)也可与控制单元(CU)相连接。本技术自动过分相系统控制策略是：列车经分段器一(S1)进入中性段(A0)时，晶闸管开关一(T1)关断,在晶闸管开关一(T1)电流过零关断后立即令晶闸管开关二(T2)导通，完成供电臂一(A1)到供电臂二(A2)电流过零点瞬间切换，即将中性段(A0)与供电臂一(A1)断开而与供电臂二(A2)直接连通，实现不间断供电。其中电阻一(R1)、电阻二(R2)或单独工作，或共同工作，均可抑制均衡电流，把对电网的干扰减少到最小的、允许的程度，同时抑制牵引供电系统可能产生的暂态过程。其具体控制顺序是：A.系统初始状态：中性段(A0)无列车；受电弓识别仪一(P1)、受电弓识别仪二(P2)、受电弓识别仪三(P3)的信号端输出信号为0；B.若受电弓识别仪一(P1)信号端输出信号为1，即受电弓识别仪一(P1)感知列车(L)从供电臂一(A1)驶向分段器一(S1)时，控制单元(CU)选择电压互感器(V)输出波形电压过零，立即令晶闸管开关一(T1)导通,使中性段(A0)与供电臂一(A1)直接连通；此时，电阻一(R1)被短接，电阻二(R2)工作；C.若受电弓识别仪二(P2)信号端输出信号为1，即列车(L)从供电臂一(A1)经分段器一(S1)进入中性段(A0)时，控制单元(CU)令晶闸管开关一(T1)关断,在晶闸管开关一(T1)电流过零关断后，立即令晶闸管开关二(T2)导通，即中性段(A0)与供电臂一(A1)阻断而与供电臂二(A2)直接连通；此时，电阻一(R1)恢复工作，电阻二(R2)被短接；D.若受电弓识别仪三(P3)信号端输出信号为1，即列车从中性段(A0)经分段器二(S2)进入供电臂二(A2)时，控制单元(CU)令晶闸管开关二(T2)关断,即中性段(A0)与供电臂二(A2)阻断；此时，电阻二(R2)恢复工作；即受电弓识别仪一(P1)、受电弓识别仪二(P2)、受电弓识别仪三(P3)的信号端信号复位回0，系统恢复初始状态A；完成供电臂一(A1)到供电臂二(A2)的不间断供电切换。所述晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)均为双向晶闸管交流开关。所述电阻一(R1)和电阻二(R2)为高压高阻电阻，对地额定电压满足27.5kV，两端电压大于等于10kV，电阻值大于等于500Ω；电阻一(R1)和电阻二(R2)单独工作或共同工作均可抑制均衡电流和抑制暂态过程。当电流互感器一(H1)、电流互感器二(H2)的输出端测得的电流同时大于0时，即晶闸管开关一(T1)、晶闸管开关二(T2)同时导通，则视为故障(经远动装置(YD)进行故障报警)，控制单元(CU)令负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)分断，切除晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)，然后令备用开关一(K11)和备用开关二(K22)分别替代晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)执行自动过分相操作，其控制方法与传统地面自动过分相相同。显然，控制单元(CU)也可以收集负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)、晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)、备用开关一(K11)和备用开关二(K22)的开断信息，并进一步分析它们的工作状态，及时发现故障。为了检修方便，按常识，所述电阻一(R1)和电阻二(R2)支路均应串接隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气化铁路分区所自动过分相系统，包括通常关断的晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2),通常闭合的负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)，通常分断的备用开关一(K11)和备用开关二(K22)，电阻一(R1)和电阻二(R2)，电流互感器一(H1)和电流互感器二(H2)以及电压互感器(V)；供电臂一(A1)通过分段器一(S1)与中性段(A0)的一端相连，供电臂二(A2)通过分段器二(S2)与中性段(A0)的另一端相连；其特征在于：在供电臂一(A1)末段靠近分段器一(S1)处的支柱上配备受电弓识别仪一(P1)，在设有分段器一(S1)的支柱上配备受电弓识别仪二(P2)，在设有分段器二(S2)的支柱上配备受电弓识别仪三(P3)；负荷开关一(K1)和晶闸管开关一(T1)及电流互感器一(H1)顺序串联后并联在分段器一(S1)两端，电阻一(R1)以及备用开关一(K11)也分别并联在分段器一(S1)两端；负荷开关二(K2)和晶闸管开关二(T2)及电流互感器二(H2)顺序串联后并联在分段器二(S2)两端，电阻二(R2)以及备用开关二(K22)也分别并联在分段器二(S2)两端；在供电臂一(A1)与分段器一(S1)的连接处配备电压互感器(V)；受电弓识别仪一(P1)、受电弓识别仪二(P2)、受电弓识别仪三(P3)的信号端，电流互感器一(H1)和电流互感器二(H2)的输出端以及电压互感器(V)的输出端均与控制单元(CU)相连接；晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2)的触发端，负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)的操动端，备用开关一(K11)和备用开关二(K22)的操动端均与控制单元(CU)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路分区所自动过分相系统，包括通常关断的晶闸管开关一(T1)和晶闸管开关二(T2),通常闭合的负荷开关一(K1)和负荷开关二(K2)，通常分断的备用开关一(K11)和备用开关二(K22)，电阻一(R1)和电阻二(R2)，电流互感器一(H1)和电流互感器二(H2)以及电压互感器(V)；供电臂一(A1)通过分段器一(S1)与中性段(A0)的一端相连，供电臂二(A2)通过分段器二(S2)与中性段(A0)的另一端相连；其特征在于：在供电臂一(A1)末段靠近分段器一(S1)处的支柱上配备受电弓识别仪一(P1)，在设有分段器一(S1)的支柱上配备受电弓识别仪二(P2)，在设有分段器二(S2)的支柱上配备受电弓识别仪三(P3)；负荷开关一(K1)和晶闸管开关一(T1)及电流互感器一(H1)顺序串联后并联在分段器一(S1)两端，电阻一(R1)以及备用开关一(K11)也分别并联在分段器一(S1)两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，
申请(专利权)人：西南交通大学，李群湛，
类型：新型
国别省市：四川;51