用于运行轨道车辆中的并联的辅助运行变流器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过交流电压侧并联连接的辅助运行变流器(1，11，12)为车辆的电负载(3，31，32)供应电能的方法，其中，在接地故障的情况中断开在辅助运行变流器(1，11，12)和能量供应网络(2，22)的接地的N导线(N)之间的通过电流，并且其中在交流电压侧并联连接的辅助运行变流器基波同步地并且脉冲同步地运行。此外，本发明专利技术还涉及一种车辆、尤其是轨道车辆的能量供应系统(5)，用于执行上述的方法，其中，能量供应系统(5)包括‑至少两个并联布置的辅助运行变流器(1，11，12)，‑用于对电负载(3，31，32)供电的能量供应网络(2，21，22)，‑至少一个用于断开在辅助运行变流器(1，11，12)和能量供应网络(2，21，22)之间的通过电流的开关(4)。

Method for the operation of a parallel auxiliary converter in a rail vehicle

The invention relates to a method for operating a converter connected by auxiliary AC voltage side in parallel (1, 11, 12) for the electric vehicle load (3, 31, 32) among the methods, the power supply, open in the auxiliary operation converter interruption in ground fault conditions (1, 11, 12) and energy the supply network (2, 22) N wire grounding (N) between them in parallel through the current, and the AC voltage side connecting auxiliary converter and synchronous operation of fundamental pulse synchronous operation. In addition, the invention also relates to a vehicle, especially the energy supply system of rail vehicle (5), for the implementation of the above methods, the energy supply system (5) includes at least two auxiliary converter running parallel arrangement (1, 11, 12), for electric load (3. 31, 32) energy supply network power supply (2, 21, 22), at least one used to disconnect in the auxiliary converter operation (1, 11, 12) and energy supply network (2, 21, 22) between the current through the switch (4).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对车辆的电负载供应电能的方法。本专利技术此外涉及一种车辆、尤其是轨道车辆的的能量供应系统，用于执行该方法。
技术介绍
辅助运行变流器被使用，从而对车辆的车载网络和与之连接的负载供应电能。车辆的、尤其是轨道车辆的典型的负载是用于控制/调节车辆、压缩机、空调设备、照明装置、插座等等的车载电子装置。负载被分成一组三相负载和一组单相负载。三相负载通过三相能量供应网络、例如像交流电网供电。该能量供应网络包括三个相，其常常被描述为L1、L2和L3。多数情况下，该三相能量供应网络不提供零线(N导线)。然而也公开了一些应用，在这些应用中三相能量供应网络设计具有N导线。N导线表现为运行接地。尤其在轨道车辆中，三相能量供应网络常常设计成3AC列车多种用电回流母线。单相负载的情况是不同的。其通过一个相位和零线供应能量。因此，单相能量供应网络具有N导线。出于安全性的原因，其与地电位低电阻地连接。辅助运行变流器的任务是给能量供应网络的供电。通过多个并联连接的能量供应网络进行的供电也获得了提高的冗余并进而获得了能量供应的提高的故障安全性。对于车辆的运行来说强制性需要的组件通过三相能量供应网络供电。即使当对于这些组件来说部分地还有对于该能量供应的失效而存在通过电池实现的附加供电，车辆的结构的目的还是在于尽可能故障防护地设计该三相能量供应网络。特别故障防护的网络表现为所谓的IT网络。IT网络、也称为IT系统是在接地故障时用于以提高的故障安全性进行电能供给的网络、尤其是低压网络的实现类型。在IT网络中，保护接地和运行接地不同地设计。保护接地用于通过人员对组件的接触保护。运行接地通过N导线设计。一旦在三相能量供应网络中完全存在运行接地，那么其就被隔离地，也就是断开地设计。N导线的高电阻的接地在此是允许的。由此在正常运行中不会出现在网络的相位L1，L2和L3和接地的部件之间的低电阻的连接。借此，IT网络就不具有相对于地电位的定义的电压电位并且被描述为无电位的。由此，当在相位中的一个出现接地故障时，能量供应网络也能够继续运行。在识别出的接地故障的情况中，报警信号通常敦促及时执行维护，从而排除接地故障。在能量供应网络中的另外的接地故障才导致能量供应网络的失效。因此，IT网络以特别的程度适用于车辆的故障安全的能量供应网络的实现。除了三相的、故障安全的能量供应网络之外，此外常常尤其是在欧洲出现仅仅单相地运行(例如230V，50Hz)对供电安全性没有过大的要求的小功率负载，例如像插座或灯的需求。对于这些负载来说需要一个或者多个附加的变压器或者N导线形成器，其由现有的三相能量供应网络产生单相的电压系统。由此，三相能量供应网络可以设计成IT网络、即无电位的，并且单相的能量供应网络设计具有接地的N导线。特别是来自亚州和美洲的顾客常常附加地希望在轨道车辆中的能负载的N导线，从而单相负载能够简单地直接连接在三相能量供应网络的一个相位上。出于安全性的原因，在德国例如通过标准DINVDE0100确定，N导线在车辆方面永久地接地。该实现类型也被描述为TT网络或者TT系统。通过一个或者多个附加的变压器，辅助运行变流器能够对车辆的能量供应网络供电，其不仅包括无电位的三相能量供应网络，而且也包括具有接地的N导线的单相能量供应网络。在三相能量供应网络中的接地故障基于在三相和单相能量供应网络之间的电隔离的原因而不会导致这两个能量供应网络的失效。N导线的接地具有缺点，即在单相能量供应网络的相位中的每个接地故障都会导致辅助运行变流器中的短路电流。该短路电流能够通过变压器的合适的设计，例如通过高的短路电流电压uk降低。附加的是，为了保护辅助运行变流器在该种情况中能够实现单相能量供应网络的快速断开，从而保护辅助运行变流器的半导体防止损坏。出于该原因，对于车辆的运行来说强制性需要的组件不是由单相能量供应网路供电而而是由三相能量供应网络供电，从而实现了车辆的继续运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于为车辆的负载提供电能的方法，利用该方法能够利用在交流电压侧并联连接的辅助运行变流器安全并进而简单和成本低廉地克制尤其在对负载进行供电时的接地故障的故障情况。该目的通过一种用于通过在交流电压侧并联连接的辅助运行变压器对车辆的负载进行供电的方法实现，其中，在接地故障的情况中中断在辅助运行变流器和能量供应网络的N导线之间的通过电流，其中，在交流电压侧并联连接的辅助运行变流器基波同步地并且脉冲同步地运行。该目的进一步通过车辆、尤其是轨道车辆的能量供应系统实现，即确定用于执行该方法，并且包括至少两个并联地布置的辅助运行变流器、用于为电负载供电的能量供应网络和用于中断在辅助运行变流器和能量供应网络之间的通过电流的至少一个开关。本专利技术基于这样的认识，即通过接地故障引发的故障不会导致三相能量供应网络的失效，当在辅助运行变流器和N导线之间的通过电流被中断时。通过该通过电流的中断，辅助运行变压器能够被无电位地运行。地电位然后通过接地故障确定。其相应于作为IT网络的运行。根据本专利技术的方法实现了在出现接地故障时在作为具有接地的N导线的TT网络的能量供应网络至作为IT网络的能量供应网络之间的动态变换，从而确保了三相能量供应网络和连接在其上的负载的供电安全性。存在的单相供电网络因此不再用于能量传输，因为通过N导线的通过电流的中断不再能够传输能量。因此，利用该方法确保了三相能量供应网络的故障安全的运行。该方法提供了优点，即与至今公开的方法相比不需要变压器。这使得在其中多数情况下布置有变压器的辅助运行变流器以及还有车辆的能量供应网络明显更加便宜和轻巧。通过放弃变压器产生了这样的问题，即辅助运行变流器通过接地连接彼此耦合连接。通常在并联连接的辅助运行变流器之间产生平衡电流，其使得对车辆的负载的可靠的供给变得不可能。然而在此指出，当辅助运行变流器基波同步和脉冲同步地运行时，则并联连接的辅助运行变流器的并联运行是可能的。基波同步和脉冲同步的运行的优点在于，即在辅助运行变流器之间的平衡电流被避免或者至少尽可能降低，即辅助运行变流器的并联运行是可能的。由此辅助运行变流器的并联运行才变得有意义。通过并联的布置，即使在一个辅助运行变流器故障时通过还保持运行的辅助运行变流器继续确保对能量供应网络的电用户的供给。通过并联连接的辅助运行变流器的可能方式的脉冲同步的定时还实现了在各个处于运行的辅助运行变流器上的均匀的功率分配。并联电路的优点在于，可以设置多个辅助运行变流器来对电负载进行供电，它们具有较小的结构尺寸并且能够简单地集成到现有的构造中。另外的优点在于，通过并联连接的辅助运行变流器获得了一定的冗余，从而即使在一个或者多个辅助运行变流器故障时也能可靠地为电负载、一部分电负载、尤其是对于车辆的运行来说必要的电负载供电。在另一个优选的设计方案中，该方法为此确定，即使在设置用于对电负载进行供电的能量供应网络中的接地故障时也确保辅助运行变流器的运行。在能量供应网络中的接地故障是相应的能量供应网络故障的通常原因。该方法刚好对于能量供应网络中的接地故障展现出特别简单的可能性，即在没有变压器的情况下保持连接的负载的运行。在另外优选的设计方案中，车辆是轨道车辆，其中，交流电压侧并联连接的辅助运行变流器对轨道车辆的车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过在交流电压侧并联连接的辅助运行变流器(1，11，12)为车辆的电负载(3，31，32)供应电能的方法，其中，在接地故障的情况中断开在所述辅助运行变流器(1，11，12)和能量供应网络(2，22)的接地的N导线(N)之间的通过电流，其中，在交流电压侧并联连接的所述辅助运行变流器基波同步地并且脉冲同步地运行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 EP 14162768.71.一种用于通过在交流电压侧并联连接的辅助运行变流器(1，11，12)为车辆的电负载(3，31，32)供应电能的方法，其中，在接地故障的情况中断开在所述辅助运行变流器(1，11，12)和能量供应网络(2，22)的接地的N导线(N)之间的通过电流，其中，在交流电压侧并联连接的所述辅助运行变流器基波同步地并且脉冲同步地运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接地故障出现在设置用于为所述电负载(3，31，32)进行供电的所述能量供应网络(2，21，22)中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述车辆是轨道车辆并且其中在交流电压侧并联连接的所述辅助运行变流器(1，11，12)为所述轨道车辆的车载网络供电。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过电流通过开关(4)的断开而中断。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，具有至少两个辅助运行变流器(1，11，12)，其特征在于，在识别接地故障时执行以下步骤：-关闭所述辅助运行变流器(1，11，12)，-断开用于中断在所述辅助运行变流器(1，11，12)和能量供应网络(2，21，22)之间的所述通过电流的所述开关(4)，-接通第一辅助运行变流器(11)，-接通至少一个另外的辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓强，尼古拉·埃希基列夫，安德烈亚斯·韦尔纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE