基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，過(guò)電壓抑制裝置，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)，機(jī)車位置檢測(cè)裝置，所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置設(shè)置在鋼軌上，過(guò)電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)及固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng)；通過(guò)導(dǎo)通固態(tài)切換開(kāi)關(guān)將接觸網(wǎng)中電分相中性區(qū)始終保證帶電，使電力機(jī)車從接觸網(wǎng)通過(guò)時(shí)始終帶著電壓AB相。有益效果是該系統(tǒng)通過(guò)切換固態(tài)開(kāi)關(guān)使接觸網(wǎng)電分相中性區(qū)始終帶27.5kV電壓，消除了電分相對(duì)高速動(dòng)車組、重載電力機(jī)車速度及運(yùn)輸能力等多重影響；進(jìn)而解決由電分相帶來(lái)的一系列問(wèn)題，大大提高列車的運(yùn)能，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】
基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電氣化鐵路采用的機(jī)車斷電自動(dòng)過(guò)分相存在的主要問(wèn)題是:車載斷電自動(dòng)過(guò)分相存在司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大、車載斷路器動(dòng)作頻繁問(wèn)題;機(jī)械開(kāi)關(guān)式地面切換自動(dòng)過(guò)分相裝置在普速鐵路上有應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)車斷路器不分閘過(guò)分相，交直機(jī)車一般都能適應(yīng)，HXD3機(jī)車的兼容技術(shù)已解決，HXD其他型號(hào)機(jī)車適應(yīng)性還待驗(yàn)證。由于機(jī)械開(kāi)關(guān)式地面切換自動(dòng)過(guò)分相裝置切換時(shí)間不能適應(yīng)CRH3型動(dòng)車組控制特性，動(dòng)車組過(guò)這種分相仍然分閘。
[0003]因此，國(guó)內(nèi)高速鐵路一直采用車載斷電過(guò)分相方式，至目前尚無(wú)地面切換自動(dòng)過(guò)分相裝置。高速鐵路動(dòng)車組質(zhì)量小速度快，允許鐵路線路坡度大，重載鐵路大部分在山區(qū)，個(gè)別區(qū)段線路坡也度大，由于電氣化鐵路供電系統(tǒng)在接觸網(wǎng)必須設(shè)電分相。為了解決難以避免的大坡道設(shè)電分相帶來(lái)的問(wèn)題，克服機(jī)械開(kāi)關(guān)難以滿足切換電源速度慢的缺陷，急需開(kāi)發(fā)一種能夠快速切換的地面切換機(jī)車不分閘自動(dòng)過(guò)分相的供電裝置，提高自動(dòng)過(guò)分相的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)以電力電子開(kāi)關(guān)快速切換技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合電氣化鐵路本身技術(shù)特點(diǎn)，提出適應(yīng)用電氣化鐵路快速切換的電力電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)電力電子開(kāi)關(guān)為基礎(chǔ)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型采取技術(shù)方案是提供一種基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在接觸網(wǎng)CL中電分相中性區(qū)NZ，電力機(jī)車位于電分相中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間時(shí)，從接觸網(wǎng)中性區(qū)獲取電能，其中:該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，過(guò)電壓抑制裝置RC，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)，機(jī)車位置檢測(cè)裝置，所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置設(shè)置在鋼軌上，過(guò)電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)及固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng);通過(guò)導(dǎo)通固態(tài)切換開(kāi)關(guān)將接觸網(wǎng)CL中電分相中性區(qū)NZ始終保證帶電，使電力機(jī)車從接觸網(wǎng)通過(guò)時(shí)始終帶著電壓AB相。
[0006]本實(shí)用新型的效果是:該系統(tǒng)通過(guò)切換固態(tài)開(kāi)關(guān)使接觸網(wǎng)電分相中性區(qū)始終帶27.5kV電壓，消除了電分相對(duì)高速動(dòng)車組、重載電力機(jī)車速度及運(yùn)輸能力等多重影響;進(jìn)而解決由電分相帶來(lái)的一系列問(wèn)題，大大提高列車的運(yùn)能，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0008]圖中:
[0009]K1、第一保護(hù)開(kāi)關(guān);K2、第二保護(hù)開(kāi)關(guān);K3、第三保護(hù)開(kāi)關(guān)
[0010]K4、第四保護(hù)開(kāi)關(guān);F1、第一電力電子開(kāi)關(guān);F2、第二電力電子開(kāi)關(guān)
【具體實(shí)施方式】
[0011]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。
[0012]本實(shí)用新型的基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在接觸網(wǎng)CL中電分相中性區(qū)NZ，電力機(jī)車位于電分相中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間時(shí)，從接觸網(wǎng)中性區(qū)獲取電能，該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，過(guò)電壓抑制裝置RC，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)，機(jī)車位置檢測(cè)裝置，所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置設(shè)置在鋼軌上，過(guò)電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)及固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng)；通過(guò)導(dǎo)通固態(tài)切換開(kāi)關(guān)將接觸網(wǎng)CL中電分相中性區(qū)NZ始終保證帶電，使電力機(jī)車從接觸網(wǎng)通過(guò)時(shí)始終帶著電壓AB相。
[0013]所述固態(tài)切換開(kāi)關(guān)包括第一電力電子開(kāi)關(guān)Fl、第二電力電子開(kāi)關(guān)F2、第三保護(hù)開(kāi)關(guān)K3、第四保護(hù)開(kāi)關(guān)K4，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)包括第一保護(hù)開(kāi)關(guān)Kl和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)K2，所述第一電力電子開(kāi)關(guān)Fl與第三保護(hù)開(kāi)關(guān)K3并聯(lián)連接和第二電力電子開(kāi)關(guān)F2與第四保護(hù)開(kāi)關(guān)K4并聯(lián)連接構(gòu)成固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，為了使固態(tài)切換開(kāi)關(guān)能夠退出運(yùn)行，在固態(tài)切換開(kāi)關(guān)兩端分別串聯(lián)連接第一保護(hù)開(kāi)關(guān)Kl和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)K2，構(gòu)成固態(tài)開(kāi)關(guān)切換回路。
[0014]所述過(guò)電壓抑制裝置包括有電阻R及電容C，過(guò)電壓抑制裝置RC的兩端分別連接在接觸網(wǎng)中性區(qū)NZ和鋼軌，以使固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路在切換過(guò)程中抑制過(guò)電壓過(guò)電流。
[0015]所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置在鋼軌上采用計(jì)軸設(shè)備設(shè)置第一檢測(cè)裝置CG1、第二檢測(cè)裝置CG2、第三檢測(cè)裝置CG3三處機(jī)車位置檢測(cè)。
[0016]通過(guò)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)消除了電分相對(duì)高速動(dòng)車組、重載電力機(jī)車速度及運(yùn)輸能力影響，降低了司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0017]為實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)其具體作法是:
[0018]通過(guò)電力電子技術(shù)將固態(tài)開(kāi)關(guān)用于切換電分相兩端電源在中性區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，使中性區(qū)始終帶電。
[0019]通過(guò)設(shè)置在中性區(qū)的過(guò)電壓過(guò)電流吸收裝置，實(shí)現(xiàn)固態(tài)開(kāi)關(guān)在中性區(qū)切換過(guò)程中得過(guò)電壓過(guò)電流抑制。
[0020]本實(shí)用新型的固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的原理:
[0021]如圖1所示，正常運(yùn)行時(shí)第一保護(hù)開(kāi)關(guān)Kl和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)K2閉合，當(dāng)機(jī)車從第一檢測(cè)裝置CGl向第三檢測(cè)裝置CG3運(yùn)行時(shí)，位于第一檢測(cè)裝置CGl位置時(shí)，觸發(fā)固態(tài)切換第一電力電子開(kāi)關(guān)Fl，使其閉合，接觸網(wǎng)CL電分相中性區(qū)NZ帶電，機(jī)車到達(dá)第二檢測(cè)裝置CG2位置時(shí)，觸發(fā)信號(hào)使固態(tài)切換開(kāi)關(guān)Fl斷開(kāi)，固態(tài)切換第二電力電子開(kāi)關(guān)F2閉合，使得分相區(qū)中性段電源切換到另一供電臂電源，當(dāng)機(jī)車位于第三檢測(cè)裝置CG3時(shí)，觸發(fā)信號(hào)斷開(kāi)第二電力電子開(kāi)關(guān)F2，開(kāi)關(guān)狀態(tài)恢復(fù)到原有狀態(tài)，機(jī)車可以不斷車載斷路器通過(guò)電分相區(qū)域。
[0022]固態(tài)切換的第一保護(hù)開(kāi)關(guān)Kl?第四保護(hù)開(kāi)關(guān)K4為保護(hù)電力電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)電力電子開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，采用第三保護(hù)開(kāi)關(guān)K3、第四保護(hù)開(kāi)關(guān)K4開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)機(jī)車過(guò)分相過(guò)程切換，流經(jīng)固態(tài)切換開(kāi)關(guān)處的電流超過(guò)允許值時(shí)，打開(kāi)第一保護(hù)開(kāi)關(guān)Kl和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)K2，恢復(fù)此處的電分相設(shè)置。
[0023]中性區(qū)段的過(guò)電壓過(guò)電流抑制裝置RC主要作用是機(jī)車在位置第二檢測(cè)裝置CG2時(shí)，抑制固態(tài)切換第一電力電子開(kāi)關(guān)Fl和第二電力電子開(kāi)關(guān)F2在切換過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)電壓過(guò)電流問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在接觸網(wǎng)(CL)中電分相中性區(qū)(NZ)，電力機(jī)車位于電分相中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間時(shí)，從接觸網(wǎng)中性區(qū)獲取電能，其特征是:該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，過(guò)電壓抑制裝置(RC)，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)，機(jī)車位置檢測(cè)裝置，所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置設(shè)置在鋼軌上，過(guò)電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)及固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng);通過(guò)導(dǎo)通固態(tài)切換開(kāi)關(guān)將接觸網(wǎng)(CL)中電分相中性區(qū)(NZ)始終保證帶電，使電力機(jī)車從接觸網(wǎng)通過(guò)時(shí)始終帶著電壓(AB)相。2.如權(quán)利要求1所述的基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，其特征是:所述固態(tài)切換開(kāi)關(guān)包括第一電力電子開(kāi)關(guān)(Fl)、第二電力電子開(kāi)關(guān)(F2)、第三保護(hù)開(kāi)關(guān)(K3)、第四保護(hù)開(kāi)關(guān)(K4)，固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路保護(hù)開(kāi)關(guān)包括第一保護(hù)開(kāi)關(guān)(Kl)和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)(K2)，所述第一電力電子開(kāi)關(guān)(Fl)與第三保護(hù)開(kāi)關(guān)(K3)并聯(lián)連接和第二電力電子開(kāi)關(guān)(F2)與第四保護(hù)開(kāi)關(guān)(K4)并聯(lián)連接構(gòu)成固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，為了使固態(tài)切換開(kāi)關(guān)能夠退出運(yùn)行，在固態(tài)切換開(kāi)關(guān)兩端分別串聯(lián)連接第一保護(hù)開(kāi)關(guān)(Kl)和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)(K2)，構(gòu)成固態(tài)開(kāi)關(guān)切換回路。3.如權(quán)利要求1所述的基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，其特征是:所述過(guò)電壓抑制裝置包括有電阻(R)及電容(C)，過(guò)電壓抑制裝置(RC)的兩端分別連接在接觸網(wǎng)中性區(qū)(NZ)和鋼軌，以使固態(tài)切換開(kāi)關(guān)回路在切換過(guò)程中抑制過(guò)電壓過(guò)電流。4.如權(quán)利要求1所述的基于固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的電氣化鐵路用地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)，其特征是:所述機(jī)車位置檢測(cè)裝置在鋼軌上采用計(jì)軸設(shè)備設(shè)置第一檢測(cè)裝置(CG1)、第二檢測(cè)裝置(CG2)、第三檢測(cè)裝置(CG3)三處機(jī)車位置檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】B60M3/04GK205523769SQ201620222790
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】楊振龍, 董志杰, 孫震洋, 劉新宇, 馬志遠(yuǎn), 杜瑞建, 邢曉乾, 尚國(guó)旭
【申請(qǐng)人】鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司