一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统,现场插座箱通过供电母线与电源设备相连接，电源设备包括高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源，动车组地面电源包括输入开关、第一电流传感器模块、自换向桥式电路、直流电路、第二电流传感器模块、控制器模块和驱动保护电路模块，自换向桥式电路通过输入开关以并联方式接到动力变压器的输出侧与负载侧之间。本发明专利技术通过在动力变压器低压输出侧与负载侧之间并联接入动车组地面电源，实现通过同一根母线向不同型号的动车组供电，并且满足不同型号动车组同时用电的需求，简化了动车运用所地面电源系统的设计，并降低了建设成本。

【技术实现步骤摘要】
一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统
本专利技术属于铁路高速动车组
，涉及一种动车运用所供配电系统，尤其涉及一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统。
技术介绍
高速动车组列车以其快捷、高速、舒适的特点，已成为人们远途出行首选交通工具。随着我国高速铁路网的建设，配套的动车运用所等配套工程也在不断投入建设。动车运用所是动车组列车进行检修和整备的场所，动车运用所地面电源用于向动车组提供地面供电支持。目前我国有CRH1/CRH2/CHR3/CRH5/CRH380等型号的动车组，不同型号的动车组、不同编组方式及进出库方向对地面电源的要求及接电位置不同：地面电源不仅需要兼容满足单相制式、三相制式供电，同时需要满足同股道向各型号动车组同时供电的要求。常用的供电方式是在动车运用所设置三相转单相电源，用于向CRH2型动车组供电，从低压配电柜直接引出三相电源向其它型号动车组供电，两种制式的电源各自设置供电母线，这样可以满足同股道同时供电检修的要求；另一种供电方式为共用供电母线，通过切换开关的倒闸实现同一根供电母线上提供单相制式或三相制式电源，此种供电方式不能满足同股道同时供电的要求，但具有建设投资较少的优点。参见附图1和附图2。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统，通过共用一套供电母线并取消切换开关，在降低了建设费用和简化系统结构的同时，满足了不同用电制式动车组同股道同时供电要求。可保证动力变压器输出侧电流平衡度不超过10％，功率因数不低于0.95，电流谐波补偿率不低于95％。一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统，包括电源设备、供电母线、现场插座箱，所述现场插座箱通过供电母线与电源设备相连接，所述电源设备包括高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源，所述高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源依次连接；所述动车组地面电源的输出与动力变压器的输出侧和负载侧分别相连，所述负载侧与动车组相连接；所述动车组地面电源沿着电流的流动方向依次设置有输入开关、第一电流传感器模块、自换相桥式电路模块和直流电路；所述第一电流传感器模块用于检测动车组地面电源输出电流isa，isb，isc；所述动车组地面电源输出电流在动力变压器输出侧和自换相桥式电路模块之间双向流动；所述动车组地面电源的负载侧设有第二电流传感器模块，用于检测负载侧电流iu，iv，iw；所述动车组地面电源还包括：控制器模块和驱动保护电路模块；所述驱动保护电路模块用于实时检测及保护自换相桥式电路模块；所述控制器模块包括去除正序有功电流模块和输出电流调节模块；所述去除正序有功电流模块用于通过式(1)，将输入侧电流iu，iv，iw中的正序有功电流去除，得到电流i’u，i’v，i’w：其中，为基波电流相位，I1为基波正序分量；所述输出电流调节模块用于通过式(2)，得到所述调节动车组地面电源输出电流的传递函数Vma，Vmb，Vmc:其中，i″u＝-i′u；i″v＝-i′v；i″w＝-i′w；isa，isb，isc为动车组地面电源输出电流；Kp为所述控制器的比例参数，0.3≤Kp≤0.6。进一步地，所述自换相桥式电路模块是以IGBT作为开关元件的三相全桥电路。进一步地，所述动力变压器为10/0.4kV动力变压器。进一步地，还包括监控子系统，所述监控子系统通过网络通信与所述电源设备、现场插座箱分别相连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术通过在动力变压器低压输出侧并联接入动车组地面电源，实现通过同一根母线向不同型号的动车组同时供电的功能，而不需要进行倒闸，从而简化了动车运用所地面电源的设计，并降低了建设成本。附图说明图1为带有三相和单相供电母线的动车运用所地面电源系统示意图；图2为带有单/三相线路切换的动车运用所地面电源系统示意图；图3为免切换及专用母线的动车运用所地面电源系统示意图；图4为现场插座箱电气原理图；图5为监控子系统示意图；图6为动车组地面电源的电气原理图；图7为动车组地面电源的控制器框图；图8为动车组地面电源输出侧电流控制方法框图；图9为调节不平衡后负载侧电流的波形图；图10为消除基波和无功补偿后负载侧电流的波形图；图11为负载电流调节不平衡并无功补偿后的波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1参见图6，本实施例提供了一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统中的动车组地面电源。该动车组地面电源的输出与动力变压器的输出侧相连接，同时与负载侧连接，所述负载侧与动车组相连接；所述动车组地面电源沿着电流的流动方向依次设置有输入开关2、第一电流传感器模块3、自换相桥式电路模块4和直流电路5；所述第一电流传感器模块3用于检测动车组地面电源输出电流isa，isb，isc；本实施例中，输入开关2可以为具有电流通断控制和过电流切断作用的电气元件或电气元件组合，如空气断路器，交流接触器和熔断器的组合。参见图6，自换相桥式电路模块4由6只IGBT组成，其交流侧通过输入开关2接入交流电网，直流侧与直流电路5连接。在驱动保护电路6及控制器7的控制与驱动下按照确定的时序通断，以调节动车组地面电源的输出电流isa、isb、isc。参见图6，电容C1与电阻R1并联，电容C2与电阻R2并联后再串联组成直流电路5，直流电路5与自换相桥4的直流输出连接。在动车组地面电源工作过程中，直流电路5通过自换相桥式电路4与动力变压器进行能量交换，同时起到直流母线电压支持的作用。所述动车组地面电源的负载侧设有第二电流传感器模块8，用于检测负载侧电流iu，iv，iw；所述动车组地面电源还包括：控制器模块7和驱动保护电路模块6；所述驱动保护电路模块6实时检测IGBT驱动电压、通态压降、通态电流、基板温度并与设定值进行比较，如超出设定值则立即停止自换相桥式电路模块4的工作，同时发出故障信号。所述控制器模块包括去除正序有功电流模块和输出电流调节模块；所述去除正序有功电流模块用于通过式(1)，将负载侧电流iu，iv，iw中的正序有功电流去除，得到电流i′u，i′v，i′w：其中，为基波电流相位，I1为基波正序分量；所述输出电流调节模块用于通过式(2)，得到所述调节输出侧电流的传递函数Vma，Vmb，Vmc，再通过所述传递函数Vma，Vmb，Vmc得到输出侧电流isa，isb，isc；其中，i″u＝-i′u；i″v＝-i′v；i″w＝-i′w；isa，isb，isc为动车组地面电源输出电流；Kp为所述控制器的比例参数，0.3≤Kp≤0.6。本实施例中，i″u是将i′u进行反向，i″v是将i′v进行反向，i″w是将i′w进行反向；参见图6及图8，Vma、Vmb、Vmc与三角波信号比较后产生PWM信号控制自换相桥式电路4工作。自换相桥式电路4输出电流isa、isb、isc与负载侧电流iu、iv、iw中所含有的零序分量、负序分量、谐波分量相反，注入电网后即可达到消除负载侧不平衡电流、零序电流、谐波电流目的，并向负载侧提供无功电流，以提高网侧功率因数。参见图6，动车组地面电源通过第二电流传感器模块8实时检测负载侧电流iu、iv、iw并送往控制器模块7，控制器模块7通过所述的控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统，包括电源设备、供电母线、现场插座箱，所述现场插座箱通过供电母线与电源设备相连接，所述电源设备包括高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源，所述高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源依次连接；其特征在于，所述动车组地面电源的输出与动力变压器的输出侧和负载侧分别相连，所述负载侧与动车组相连接；所述动车组地面电源沿着电流的流动方向依次设置有输入开关(2)、第一电流传感器模块(3)、自换相桥式电路模块(4)和直流电路(5)；所述第一电流传感器模块(3)用于检测动车组地面电源输出电流i

【技术特征摘要】
1.一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统，包括电源设备、供电母线、现场插座箱，所述现场插座箱通过供电母线与电源设备相连接，所述电源设备包括高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源，所述高压进线柜、高压计量柜、高压开关柜、动力变压器、低压开关柜、动车组地面电源依次连接；其特征在于，所述动车组地面电源的输出与动力变压器的输出侧和负载侧分别相连，所述负载侧与动车组相连接；所述动车组地面电源沿着电流的流动方向依次设置有输入开关(2)、第一电流传感器模块(3)、自换相桥式电路模块(4)和直流电路(5)；所述第一电流传感器模块(3)用于检测动车组地面电源输出电流isa，isb，isc；所述动车组地面电源输出电流在动力变压器输出侧和自换相桥式电路模块(4)之间双向流动；所述动车组地面电源的负载侧设有第二电流传感器模块(8)，用于检测负载侧电流iu，iv，iw；所述动车组地面电源还包括：控制器模块(7)和驱动保护电路模块(6)；所述驱动保护电路模块(6)用于实时检测及保护自换相桥式电路模块(4)；所述控制器模块(7)包括去除正序有功电流模块和输出电流调节模块；所述去除正序有功电流模块用于通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏刚，王斌晓，关磊，张国栋，周晋，王亚彬，王宁，王源山，郑晓庆，屈洪鑫，刘卓辉，王开怀，张建荣，李育春，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院集团有限公司，西安爱科赛博电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12