一種dc600v列車供電柜雙路冗余供電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，包括電路結(jié)構相同的第一主電路、第二主電路，兩路主電路完全集成于單個柜體中，兩路主電路互為冗余；兩路主電路的輸入端分別連接一個真空接觸器及一個快速熔斷器，作為控制輸入開通及保護作用，真空接觸器的輸入端作為主電路的輸入端；兩路主電路的輸出端分別連接有一個隔離開關，隔離開關為雙刀三維隔離開關，其隔離開關的輸出端為作為主電路的輸出端；在主電路的中間留出兩端子作為連接變壓器內(nèi)部平波電抗器的串聯(lián)端子。抗浪涌能力強、能夠有效抑制干擾、在控制部分及主電路部分可以有效冗余，并能輸出穩(wěn)定的DC600V列車供電裝置控制單元的供電電源，用于交流傳動電力機車的列車供電柜。
【專利說明】—種DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機車用交流變頻逆變器控制裝置，尤其涉及一種DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置。
【背景技術】
[0002]目前，鐵路客運電力機車一般采用DC600V干線供電的方式，給各列車車廂提供電源，各列車車廂內(nèi)再由空調(diào)逆變電源將DC600V變換成交流電驅(qū)動空調(diào)壓縮機運行滿足車廂的空調(diào)要求。
[0003]現(xiàn)有技術中，鐵路客運電力機車上安裝的是兩路相控DC600V列供裝置，每路為1/2的列車車廂供電，當一路故障時，車廂的溫度將使乘客的舒適度有所下降，尤其在酷暑和嚴冬，鐵路部門遭到過乘客投訴。為此有提出用三組份列供裝置布局方式，也有提出用兩組IGBT互為冗余等控制方式。相對于相控方式，三組份相對體積較大，隨著人們生活水平的不斷提高及科學技術的不斷發(fā)展，客車上電氣設備日益增多，對各種電氣柜體空間占地大小提出更多要求；而IGBT控制方式有很多種，供電柜功率較大、電壓較高，對IGBT特性要求較高，相對的IGBT成本遠高于晶閘管，同時期耐用性及相關設計成本較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種抗浪涌能力強、能夠有效抑制干擾、在控制部分及主電路部分可以有效冗余，且輸出穩(wěn)定的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，包括電路結(jié)構相同的第一主電路、第二主電路，兩路主電路完全集成于單個柜體中，兩路主電路互為冗余；
[0007]兩路主電路的輸入端分別連接一個真空接觸器及一個快速熔斷器，作為控制輸入開通及保護作用，所述真空接觸器的輸入端作為主電路的輸入端；
[0008]兩路主電路的輸出端分別連接有一個隔離開關，所述隔離開關為雙刀三維隔離開關，其隔離開關的輸出端為作為主電路的輸出端；
[0009]在主電路的中間留出兩端子作為連接變壓器內(nèi)部平波電抗器的串聯(lián)端子。
[0010]由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，由于兩路主電路完全集成于單個柜體中，兩路主電路互為冗余；兩路主電路的輸入端分別連接一個真空接觸器及一個快速熔斷器，作為控制輸入開通及保護作用，真空接觸器的輸入端作為主電路的輸入端；兩路主電路的輸出端分別連接有一個隔離開關，隔離開關為雙刀三維隔離開關，其隔離開關的輸出端為作為主電路的輸出端；在主電路的中間留出兩端子作為連接變壓器內(nèi)部平波電抗器的串聯(lián)端子。抗浪涌能力強、能夠有效抑制干擾、在控制部分及主電路部分可以有效冗余，并能輸出穩(wěn)定的DC600V列車供電裝置控制單元的供電電源，用于交流傳動電力機車的列車供電柜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例中的0(:6007列車供電柜雙路冗余供電裝置的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實施例中的0(:6007列車供電柜冗余供電裝置其中一路的電路示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明實施例中的0(:6007列車供電柜冗余供電裝置的外接濾波電感的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。
[0015]本發(fā)明的0(:6007列車供電柜雙路冗余供電裝置，其較佳的【具體實施方式】是:
[0016]包括電路結(jié)構相同的第一主電路、第二主電路，兩路主電路完全集成于單個柜體中，兩路主電路互為冗余；
[0017]兩路主電路的輸入端分別連接一個真空接觸器及一個快速熔斷器，作為控制輸入開通及保護作用，所述真空接觸器的輸入端作為主電路的輸入端；
[0018]兩路主電路的輸出端分別連接有一個隔離開關，所述隔離開關為雙刀三維隔離開關，其隔離開關的輸出端為作為主電路的輸出端；
[0019]在主電路的中間留出兩端子作為連接變壓器內(nèi)部平波電抗器的串聯(lián)端子。
[0020]該供電裝置設有電動操作隔離開關或手電一體操作隔離開關。
[0021]正常情況下，第一路主電路和第二路主電路給列車供電，當一路主電路發(fā)生故障時，就會切換到另一路給機車供電。
[0022]每路主電路中分別設有電壓傳感器，用于實現(xiàn)保護冗余。
[0023]包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)集成于一個電子控制箱，包括兩套控制電路，分別對兩路主電路進行控制，所述兩套控制電路互為冗余。
[0024]所述平波電抗器集成于機車主變壓器中。
[0025]本發(fā)明的0(:6007列車供電柜雙路冗余供電裝置，克服現(xiàn)有技術中整體系統(tǒng)性較差的問題，而研制一種抗浪涌能力強、能夠有效抑制干擾、在控制部分及主電路部分可以有效冗余，并能輸出穩(wěn)定的1^6007列車供電裝置控制單元的供電電源。相比傳統(tǒng)相控方案，其控制并沒有很大變化，較少設計成本，同時體積還以有所余量，很容易實現(xiàn)替換，只是在整流器件選值上多做一些考慮。其能滿足旅客舒適度與安全性的要求。
[0026]本發(fā)明所采用的技術方案是:0(:6007供電系統(tǒng)整流電路為單相半控橋，整流電路設置了過電壓、過電流、短路和接地等完整的保護系統(tǒng)。
[0027]供電繞組從主變壓器抽頭輸出，每繞組輸出額定電壓8607，額定功率580”八。交流真空接觸器XI是供電裝置工作總開關；同步變壓器扣提供整流用同步移相電壓信號及整流器投入或停止的電壓提示信號。整流器761為單相半控橋式整流，額定輸出電壓600乂、電流670、容量400欣。濾波電抗[與電容02構成濾波電路，濾波后輸出電流脈動率小于30% #3、財分別為電容02的放電電阻，接觸器謂斷開后，電容端電壓由600乂降至507需要308。電阻81、1？2與電容組成過壓保護電路；電流互感器以及電壓互感器⑶1、⑶2構成直流側(cè)恒壓限流控制及過流保護控制。
[0028]0(:6007整流電路接地保護為中點高阻接地方式。電阻…、財為接地檢測電阻，—3用于接地電壓檢測。若電路中某點接地后，供電電壓傳感器信號經(jīng)控制箱計算(+)、(-)干線對地電位差值的變化，來判斷是否接地，然后斷開交流側(cè)真空接觸器。其優(yōu)點是接地電阻大，漏電流小，控制精度高，系統(tǒng)不需要另加接地保護裝置。
[0029]具體實施例:
[0030]如圖1、圖2、圖3所示，DC600V供電列車供電系統(tǒng)有兩套完全獨立的供電系統(tǒng)，分別稱為I路、II路，其主回路原理完全相同，兩套供電系統(tǒng)在硬件、控制軟件以及容量上完全相同。
[0031]DC600V列車供電系統(tǒng)具有完善的輸入壓、欠壓、過流，輸出過壓、欠壓、過流、過載、短路，接地等保護、系統(tǒng)運行狀態(tài)在電表中顯示出來并且可以通過通訊傳輸?shù)剿緳C室后在主司機臺故障屏中“列車供電I ”、“列車供電II路”、“供電接地I ” “供電接地11”、“供電輸出”等顯示出來。適應車輛運行中沖擊大、振動大的特點，系統(tǒng)采用金屬框架結(jié)構，具有理想的機械特性與電磁屏蔽特性。各功能采用模塊化設計，使單元功能便于維護與完善。
[0032]整個系統(tǒng)由電子控制箱、整流裝置、網(wǎng)關、電能監(jiān)控表、過壓吸收、流波電容、傳感器等組成。
[0033]列車供電系統(tǒng)直流側(cè)輸出由外接濾波電感13L(14L)、濾波電容19C(30C)構成濾波電路。供電柜有兩套獨立的供電系統(tǒng)，其原理電路完全相同，基本原理圖見圖一，交流輸入電壓為860V，由主變壓器供電繞組a7(a8) x7 (x8)提供，經(jīng)接觸器13KM(14KM)與快速熔斷器1FU(2FU)到單相全橋半控相控整流與電流傳感器11SC(12SC)，通過外接平波電抗器13L(14L)和柜內(nèi)的濾波電容器19C(30C)輸出直流電壓600V。
[0034]整流器VGD、VGT為單相半控橋式整流，額定輸出電壓600V、電流670A，容量400kW。濾波電抗L與電容C2構成濾波電路，電抗值為13.5mH,電容值為10400uF，濾波后輸出電流脈動率小于30% ;R3、R4分別為電容C2的放電電阻，接觸器KM斷開后，電容端電壓由600V降至50V需要30s。電阻R1、R2與電容Cl組成過壓保護電路；電流互感器UA及電壓互感器UV1、UV2構成直流側(cè)恒壓限流控制及過流保護控制。
[0035]整流橋的交流側(cè)，并聯(lián)21R1、21R2、17C(22R1、22R2、18C)組成的過電壓吸收電路和控制同步變壓器TBKl (TBK2)，同步變壓器提供整流用同步移相電壓信號，改信號還作為整流橋投入或停止工作的提示信號。同時，有元件擊穿時，快速熔斷器能快速熔斷保護、分斷主電路，避免故障的進一步擴大。整流橋內(nèi)各元件兩端并聯(lián)RC用于吸收元件的換相過壓倉tfi。
[0036]列供柜直流側(cè)輸出由外接濾波電感13L(14L)、濾波電容19C(30C)構成濾波電路。列供柜直流側(cè)還有空載電阻電阻5R1、5R2 (6R1、6R2)與檢測用電流傳感器11 SC (12SC)、電壓傳感器11SV、15SV(12SV、16SV)，主電路接地保護通過13SV(14SV)取電壓信號與11LSC(12LSC)取漏電流信號，用控制板實現(xiàn)，當主電路或客車干線某點接地，控制板封鎖脈沖，同時送出接地信號送司機室顯示與6A系統(tǒng)。
[0037]電壓傳感器11SV(12SV)電壓傳感器15SV(16SV)實現(xiàn)保護冗余。直流輸出通過隔離開關MQS1、MQS2(MQS3、MQS4)可實現(xiàn)手動斷開供電柜與客車供電。供電柜每路輸入側(cè)配有電流互感器，用于判斷交流電流狀態(tài)。
[0038]安全連鎖要求:列車供電柜柜門應設有安全連鎖機構，以保護維護人員的人身安全。綠色列車供電柜門鎖鑰匙放置在網(wǎng)側(cè)高壓柜安全聯(lián)鎖鑰匙箱上，只有當高壓接地開關上的黃鑰匙解鎖并插入網(wǎng)側(cè)高壓柜安全聯(lián)鎖鑰匙箱的黃色鑰匙孔后，才能取下綠鑰匙打開列車供電柜柜門，進行相關作業(yè)。
[0039]列車供電柜采用I型螺栓安裝。柜體上部設有四個吊環(huán)，用于供電柜安裝及運輸。
[0040]列車供電柜所有交流輸入電纜和直流輸出電纜從柜體底部前方進入柜體，輸入輸出電纜壓接母排上；供電柜輔助電源線從柜體底部前方進入柜體，壓接在端子排上。
[0041]列車供電柜的控制線分別通過矩形連接器聯(lián)接，接線方式采取壓接工藝；對應的插頭、插針及出線附件應作為供電柜的附件提供給委托方。
[0042]列車供電柜設有2個110的接地螺座，用于系統(tǒng)接地采用。
[0043]供電柜設計應充分考慮安全和維修的要求。供電柜前面裝有上下門，上門便于在線運行時操作和測試控制箱，電度表和斷路器；下門在斷電后方可打開操作。本裝置的結(jié)構設計充分考慮了安全和維修方便，所有零部件的拆裝均可從前門操作。
[0044]本發(fā)明實施例所述用于交流傳動電力機車的列車供電柜為單一列車供電柜，包括有兩套完全獨立的供電系統(tǒng)，分別稱為I路、II路，其主回路原理完全相同，兩套供電系統(tǒng)在硬件、控制軟件以及容量上完全相同，無論控制或主電路發(fā)生故障都可以切除，由一路供電，增加冗余，減小故障停車風險；兩套系統(tǒng)集成于一臺柜體，集成程度高，可有效減少機車布線，降低主機廠施工成本和施工難度。本發(fā)明實施例所述用于交流傳動電力機車的列車供電柜取消了外部的機車供電集中控制器，將相關的客車信號引入列車供電子柜，由供電控制系統(tǒng)統(tǒng)一處理，降低主機廠采購成本，減少中間控制環(huán)節(jié)，減少機車布線，降低出問題的概率，柜體中取消了電抗器，使柜體減重60%以上，同時由兩個柜子空間減為一個。
[0045]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，包括電路結(jié)構相同的第一主電路、第二主電路，其特征在于，兩路主電路完全集成于單個柜體中，兩路主電路互為冗余； 兩路主電路的輸入端分別連接一個真空接觸器及一個快速熔斷器，作為控制輸入開通及保護作用，所述真空接觸器的輸入端作為主電路的輸入端； 兩路主電路的輸出端分別連接有一個隔離開關，所述隔離開關為雙刀三維隔離開關，其隔離開關的輸出端為作為主電路的輸出端； 在主電路的中間留出兩端子作為連接變壓器內(nèi)部平波電抗器的串聯(lián)端子。
2.根據(jù)權利要求1所述的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，其特征在于，該供電裝置設有電動操作隔離開關或手電一體操作隔離開關。
3.根據(jù)權利要求2所述的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，其特征在于，正常情況下，第一路主電路和第二路主電路給列車供電，當一路主電路發(fā)生故障時，就會切換到另一路給機車供電。
4.根據(jù)權利要求3所述的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，其特征在于，每路主電路中分別設有電壓傳感器，用于實現(xiàn)保護冗余。
5.根據(jù)權利要求4所述的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，其特征在于，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)集成于一個電子控制箱，包括兩套控制電路，分別對兩路主電路進行控制，所述兩套控制電路互為冗余。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的DC600V列車供電柜雙路冗余供電裝置，其特征在于，所述平波電抗器集成于機車主變壓器中。
【文檔編號】H02J9/00GK104467153SQ201410802252
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權日:2014年12月19日
【發(fā)明者】徐玉峰, 邵慧, 賀覓知 申請人:北京賽德高科鐵道電氣科技有限責任公司