高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)。其主要內(nèi)容是將外部專用單相供電網(wǎng)改為雙相供電網(wǎng)。將單相受電弓改為雙相受電弓，把內(nèi)部受電分為TUB1和TUB2兩個完全獨立、互相對稱的基本單元分別為內(nèi)部的動力和輔助供電。特別適用于CRH3型和CRH2型8廂編組的動車組。同樣適用于CRH3型16廂重組、CRH2型16廂重組的動車組。由于該發(fā)明無需設置過分相的主斷路器或過分相的中性段，因此，在供電網(wǎng)線路無需設置過分相結(jié)構(gòu)，在三相高壓供電網(wǎng)也不引起負序電流。
【專利說明】高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)

【技術領域】
:
[0001]高速客運列車專線供電系統(tǒng)是保證高速列車安全、穩(wěn)定、高效運營的動力源，擔負著由供電網(wǎng)安全取電和向動車組提供穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的供電任務，是高速線路的重要基礎設施之一。本發(fā)明涉及一種高速列車的牽引供電系統(tǒng)，特別適用于CRH3型及CRH2型動車組的弓網(wǎng)供電系統(tǒng)。

【背景技術】
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[0002]電氣化高速鐵路的供電系統(tǒng)由外部供電系統(tǒng)和內(nèi)部供電系統(tǒng)兩大部分組成。
[0003]外部供電系統(tǒng):由發(fā)電廠輸出的電壓經(jīng)升壓變壓或由三相高壓公用電網(wǎng)經(jīng)降壓變壓，變換為鐵路專用A、B、C三相高壓(普通電氣鐵路為110KV，高速電氣鐵路為220KV)電，然后輸至牽引變電所變壓器，再轉(zhuǎn)換為27.5KV(額定電壓25KV)的兩路單相工頻交流電，分別給鐵路上行和下行接觸網(wǎng)供電，如圖5所示。已有鐵路專用外部供電系統(tǒng)的主要組成為牽引變電所，一條電氣化鐵路沿線設有多個牽引變電所，相鄰變電所間的距離約為40?50km，牽引變電所的核心設備為牽引變壓器。由于單相供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、建設成本低、運用和維護方便。所以鐵路部門希望電氣化列車采用單相工頻交流供電，供電部門的電力系統(tǒng)希望鐵路部門從電網(wǎng)三相平衡對稱取電，以避免專用高壓電網(wǎng)中三相不平衡，三相電網(wǎng)的不平衡，引起負序電流。負序電流使同步發(fā)電機的出力下降、產(chǎn)生附加振動，使定子各部分發(fā)熱不均勻、引起轉(zhuǎn)子表面發(fā)熱，造成電動機端子三相電壓不對稱使正序分量減小，引起定子電流的增加，造成電動機各相電流的不平衡，降低運行效率。負序電流使電機過熱，還將在感應電機中產(chǎn)生一個反向旋轉(zhuǎn)磁場，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個制動力矩，對電動機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動，引起電力變壓器容量利用率下降，造成變壓器的附加能耗，在變壓器的鐵芯磁路中造成附加發(fā)熱。負序電流通過送電線路時，負序功率并不做功，但造成電力線路電能損失增加，降低了電力電網(wǎng)的輸送能力，容易使電力系統(tǒng)中的負序分量起動的繼電保護及高頻保護誤動作，增加保護的復雜性。負序電流還會在電網(wǎng)中引起電壓諧波、閃變、非線性等，這便嚴重影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量、降低功率因素，致使電網(wǎng)能量的線損增加，變壓器效率降低。嚴重時，這些都影響保護的正常進行，甚至對電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大危害。電氣化鐵路牽引變電所普遍采用以下?lián)Q相接入電力系統(tǒng)中不同相的供電方式，這些方式為:單相牽引變電所的換相聯(lián)接，如圖6所示。V，V牽引變電所的換相聯(lián)接，如圖7所示。YN，dn牽引變電所的換相聯(lián)接，如圖8所示。兩個相鄰變電所的電壓為供電網(wǎng)電壓，電壓相位差60°。為了避免電網(wǎng)中的負序電流，電氣化鐵路采用相序輪換、分段分相供電的方案，在鐵路沿線每20?25km作為一個供電區(qū)段，各個區(qū)段依次分別由電網(wǎng)中的不同相供電，就形成了電氣化線路牽引供電系統(tǒng)的過分相結(jié)構(gòu)。過分相結(jié)構(gòu)為主斷路器和分相絕緣器。
[0004]I)主斷路器，斷開主斷路器開關，只靠慣性通過中性段。由于主斷路器的頻繁開閉，影響其使用壽命，增加了投資和運行費用，又影響列車的運行速度。而且切換頻繁會造成過電壓，影響列車的電器設備，在切換過程中，還可能出現(xiàn)鐵磁諧振現(xiàn)象，影響自動過分相的可靠性。
[0005]2)分相絕緣器，一般由三塊相同的玻璃鋼絕緣件組成，每塊玻璃鋼絕緣件長
1.8m,寬25mm，高60mm，其底面制成斜槽，以增加表面泄漏距離。三塊絕緣件之間的區(qū)域是不帶電的中性區(qū)域，中性區(qū)域的長度是以列車升雙弓時不致短接不同相位為限，列車通過中性區(qū)域時必須不帶電滑過，所以中性區(qū)域不能設置太長，以便越區(qū)供電。
[0006]為了實現(xiàn)同相供電問題，西南交通大學李群湛課題組經(jīng)科學論證，判明同相供電的關鍵是在牽引變電所實現(xiàn)三相和單相對稱變換。在現(xiàn)有牽引供電系統(tǒng)基礎上，引入了YN, vd平衡變壓器和潮流控制器IPFC。YN，vd平衡變壓器將來自電力系統(tǒng)側(cè)的三相對稱電壓平衡變換成兩相對稱電壓。IPFC將變電所將2條供電線合并為一條供電線，即將其中一相并聯(lián)接入另一相，實現(xiàn)原邊三相電流完全對稱。其基本控制原理是利用中間直流耦合電容作為能量交換環(huán)節(jié)，在2個端口之間實現(xiàn)有功功率的交換。各個變電所輸出相位相同的電壓，在牽引供電線處取消了電分相，不用設置分相絕緣器。該項成果于2010年10月在成昆鐵路眉山牽引變電所投入試運行。雖然該成果解決了外部同相供電的問題。但是，在同相供電的研究領域尚有創(chuàng)新空間，而且該成果沒有把外部供電和動車組內(nèi)部供電很好的結(jié)合起來。
[0007]內(nèi)部供電系統(tǒng):由三相A、B、C高壓電網(wǎng)進入牽引變壓器的原邊，經(jīng)降壓由牽引變壓器的副邊輸出的單相電與供電網(wǎng)連接，電能由供電網(wǎng)經(jīng)受電弓進入動車組。中國的動車組主要分為CRHl型、CRH2型、CRH3型、CRH5型動車組。其中，CRH2型和CRH3型的動車編組相同，都為4動4拖，8廂編組，如圖9所示。已有CRH3型動車相應的元件、部件和線路結(jié)構(gòu)如圖10所示。
[0008]受電弓的升弓方式采用氣囊裝置，輸入壓縮空氣的壓力為0.4?IMPa，靜態(tài)接觸壓力為70N時的標稱工作壓力約為0.35MPa，弓頭垂向位移60mm。一個受電弓抬起時，另一個受電弓必須落下。電能由供電網(wǎng)經(jīng)受電弓進入動車組的內(nèi)部供電系統(tǒng)，內(nèi)部供電系統(tǒng)主要由動車組的動力供電系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)兩部分組成。
[0009]由上可知，在電氣化鐵路的全程供電網(wǎng)中，不設主斷路器開關或絕緣中性段，在三相高壓電網(wǎng)中也不產(chǎn)生負序電流，是電氣化鐵路供電系統(tǒng)亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種不設過分相，在全程不產(chǎn)生負序電流的上行和下行雙線運行的高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用外部供電和內(nèi)部供電系統(tǒng)的最佳配合分別說明，特別適用CRH3型或CRH2型8廂動車組及CRH3 (CRH2)型16廂重組動車組的供電線路結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下。
[0012]一種高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，主要由外部供電系統(tǒng)和內(nèi)部供電系統(tǒng)組成，由三相110KV或220KV專用供電網(wǎng)輸至牽引變壓器的原邊，由牽引變壓器副邊輸出電壓為27.5KV(額定電壓25KV)的兩路單相α和β電，在鐵路上行或下行的每一列錨段支柱上設有錨段腕臂，在錨段腕臂上設有兩條平行的承力索，在每條承力索與接觸導線之間設有吊弦，單相α和單相β分別與接觸導線連接，單相α和單相β相互平行，彼此絕緣；
[0013]動車組的受電弓為雙相受電弓TpTyT1升起時，T2必須降下；Τ2升起時,T1必須降下，在雙相受電弓左右兩臂的上端分別設置左右接觸器α '和β'，接觸器為凹型結(jié)構(gòu)，而且分別與供電網(wǎng)的單相α、單相β有良好的滑動接觸，受電弓兩臂為碳結(jié)構(gòu)，左右兩臂彼此由絕緣器Ml和M2實現(xiàn)良好的絕緣。
[0014]CRH3型動車組為8廂，分別設入斷路器開關Κ3、Κ4，將I動、2拖、3動、4拖設為基本單元TUB1，5拖、6動、7拖、8動設為基本單元TUB2，當斷開Κ3、Κ4時，基本單元TUBl和基本單元TUB2便分為兩個完全獨立，彼此絕緣，供電相同，相互對稱的基本單元，雙相受電弓T\、T2分別設在2拖、7拖車頂上方，當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，由雙相受電弓左右兩臂滑動接觸器α '和β '與雙相開關Kla和K10相連，當雙相受電弓T2升起，雙相受電弓T1降下時，由雙相受電弓左右兩臂的滑動接觸器a '和β '與雙相開關K2a和K2e相連，于是單相a只給基本單元TUBl供電，單相β只給基本單元TUB2供電，在單相a或單相β不設過分相結(jié)構(gòu)時，在A、B、C三相專用高壓電網(wǎng)的負載也完全平衡、對稱，便在運行全線不引起負序電流。
[0015]CRH2型動車組為8廂，將I拖、2動、3動、4拖設為基本單元TUBlJf 5拖、6動、7動、8拖設為基本單元TUB2，TUBl與TUB2之間增設斷路開關K3、K4，當斷開K3、K4時，基本單元TUBl和基本單元TUB2便分為兩個完全獨立，彼此絕緣，供電相同，相互對稱的基本單元，雙相受電弓！\、T2分別設在4拖、6動的車頂上方，當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，經(jīng)雙相受電弓左右兩臂的滑動接觸器a '和β '與進入動車組的單相α和單相β，與雙相切斷開關Kla和Kie相連，當雙相受電弓T2升起，雙相受電弓T1降下時，由雙相受電弓左右兩臂a '和β '與進入動車組的單相a和單相β，與雙向開關K2a和K2e相連，由于兩路單相供電網(wǎng)的負載相同，所以無需設置過分相，在專用三相A、B、C高壓電網(wǎng)中也不引起負序電流。
[0016]所述動車組采用雙列8廂重組為16廂動車組，前列8廂與后列8廂機械連接，前列8廂動車組為TUBl基本單元，后8廂動車組為TUB2基本單元，兩個基本單元的電路用斷路器開關斷開或連接，當兩列8廂編組的雙相受電弓T1升起時，兩列8廂編組的雙相受電弓T2降下時，由牽引變壓器輸出的單相a和單相β經(jīng)雙相受電弓T1的滑動接觸器a /和β '輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)，當兩列8廂編組的雙相受電弓T2升起時，兩列8廂編組的雙相受電弓T1降下時，由牽引變壓器輸出的單相a和單相β經(jīng)雙相受電弓T2的滑動接觸器a '和β '輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)，前后列8廂編組的供電線路完全相同，于是在三相專用高壓電網(wǎng)Α、B、C便不引起負序電流。
[0017]所述單相a和單相β不設過分相，在三相高壓電網(wǎng)的全程也不產(chǎn)生負序電流，在全程只有電阻損耗降壓。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]1、將三相高壓電輸入到上行線牽引變壓器的原邊，由牽引變壓器的副邊輸出兩路單相電，兩路單相電彼此絕緣，并與受電弓的雙向受電臂為滑動接觸，而且彼此絕緣，雙相受電弓的兩路單相連線，分別連接動車組CRH3兩個完全對稱的供電系統(tǒng)。這便可以在供電網(wǎng)全程不設主斷路器或絕緣器，也在三相專用高壓電網(wǎng)引起負序電流，于是消除了負序電流對高壓電網(wǎng)供電的許多不良影響。
[0020]2、由于不設過分相的斷路器或中性段絕緣器，牽引變電所之間的距離僅由輸電線路的電壓損耗決定，便可大大增加牽引變電所之間的距離，節(jié)省了許多牽引變電所的建設費用。
[0021]3、對于兩列8廂動車組，重組連接成16廂的線路結(jié)構(gòu)，由兩個8廂動車組分為兩個基本供電系統(tǒng)，同樣可以在全線路消除負序電流，節(jié)省斷路器和中性絕緣器，實現(xiàn)同等效果O
[0022]4、在與上行線完全對稱的位置設置下行線的供電系統(tǒng)，就能建造下行線的不設過分相的斷路器或中性絕緣器，在三相專用高壓電網(wǎng)也不引起負序電流。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0023]圖1為高速客運專線全程無分相供電系統(tǒng)的新結(jié)構(gòu)。
[0024]圖2為圖1的A-A向視圖。
[0025]圖3為圖1的B-B向視圖。
[0026]圖4為CRH3型8廂動車組的新結(jié)構(gòu)圖，其中:
[0027]圖4(a)為圖4的I動、2拖的局部放大圖；
[0028]圖4(b)為圖4的3動、4拖、5拖、6動的局部放大圖；
[0029]圖4(c)為圖4的7拖、8動的局部放大圖。
[0030]圖5為電力系統(tǒng)牽引供電示意圖。
[0031]圖6(a)為單相變壓器聯(lián)接示意圖；
[0032]圖6(b)為單相變壓器全序列相序圖。
[0033]圖7為單相V，V變壓器全序列相序圖，其變壓器連接示意圖與圖6(a)相同。
圖7 (a)是三相V，V變壓器聯(lián)接示意圖；
圖7 (b)是單相V，V變壓器全序列相序圖；
[0034]圖8 (a)為YN，dn變壓器聯(lián)接示意圖；
[0035]圖8 (b)為YN，dn變壓器全序列相序圖。
[0036]圖9 (a)為CRH3型8廂動車組編組示意圖；
[0037]圖9 (b)為CRH2型8廂動車組編組示意圖。
[0038]圖10為已有CRH3型動車組動力供電及輔助供電結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖中:
[0040]A、B、C為鐵路專線三相高壓(110KV或220KV)供電網(wǎng)；S為牽引變電所；α、β為兩路單相27.5KV(額定電壓25KV)供電電線；α '為與α的滑動接觸器，β '為與β的滑動接觸器；La為雙相受電弓的左臂，Ra為雙相受電弓的右臂；M1和M2為絕緣器；R為鋼軌；T1和T2為雙相受電弓；K3和K4為A — A和B — B加設的斷路器開關，Κ3和Κ4為TUBl單元和TUB2單元的斷路器開關；Kla為α單相電輸入TUBl單元的斷路器開關，K10為β單相電輸入TUB2單元的斷路器開關；K2a為α單相電輸入TUB1，K20為β單相電輸入TUB2單元的斷路器開關。
[0041]1.單相受電弓，2.電涌放電器(避雷器)，3.電壓測量變壓器，4.接地開關，5.主斷路器，6、8、12.電流互感器，7.受電弓切斷開關，9.主變壓器，10.牽引變流器，11.牽引電動機，13.輔助變流器，14.雙輔助變流器，15.雙輔助變流器裝置的外部電源插座，16.空調(diào)倉，17.牽引裝置輔助系統(tǒng)，18.前擋風玻璃加熱，19.變壓器，20.砂管加熱器，21.自動車鉤加熱，22.主變壓器的輔助系統(tǒng)，23.水系加熱，24.主空氣壓縮機，25.充電機，26.蓄電池箱，27.蓄電池箱的外部電源插座，28.逆變器，29.清潔用插座，30.直連電池母線BD，31.常規(guī)電池母線BN1，32.常規(guī)電池母線BN2。

【具體實施方式】
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[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明上下雙線運行供電系統(tǒng)，并針對外部供電、內(nèi)部供電系統(tǒng)的新結(jié)構(gòu)，作進一步說明。
[0043]外部供電:
[0044]所述原有的外部供電系統(tǒng)，參閱圖2，由發(fā)電廠輸出的三相電經(jīng)升壓或由三相高壓公用電網(wǎng)輸出的高壓電經(jīng)降壓，變壓為110KV或220KV的專用高壓電(250km/h為110KV，350km/h為220KV)，輸至專用三相高壓電網(wǎng)。由專用三相高壓電網(wǎng)輸至上行線牽引變電所牽引變壓器的原邊，將牽引變壓器副邊27.5KV(額定電壓為25KV)輸至一路單相接觸網(wǎng)。
[0045]所述的外部供電系統(tǒng):參閱圖1，將原來在腕臂上固定一條承力索上的吊弦連至一路單相接觸網(wǎng)。本專利改為兩條承力索，兩條承力索上連接兩條平行吊弦的上端連接，吊弦的下端與牽引變壓器副邊輸出的兩路單相α和β接觸網(wǎng)連接。兩條承力索，兩條承力索上端連接的吊弦，下端連接的兩路單相α和β接觸線，均互相平行，彼此絕緣，絕不能短路，形成上行線的線路。與上行線對稱的位置設錨段支柱，腕臂，承力索，吊弦和牽引變電所，便形成下行線的線路。由于不設過分相，在三相高壓電網(wǎng)的全程也不產(chǎn)生負序電流。在全程只有電阻損耗降壓。因此只需設置少數(shù)牽引變電所，這便節(jié)省了建設資金、維護資金，而且增加了電氣化線路的運行安全性。
[0046]由專用三相高壓(110KV或220KV)電網(wǎng)輸入牽引變電所變壓器的原邊，再由牽引變壓器的副邊輸出單相α和單相β電(電壓27.5KV，額定電壓為25KV)，將牽引變壓器輸出的兩路單相α和單相β電線與兩條供電接觸導線相連，兩條供電接觸導線必須相互平行、彼此絕緣，始終不能接通或短路。動車組的受電弓為雙相受電弓，在雙相受電弓左右兩臂的上端分別設置左右兩個接觸器α '和β '，接觸器為凹型結(jié)構(gòu)，而且分別與供電網(wǎng)的單相α、單相β有良好的滑動接觸。受電弓兩臂為碳結(jié)構(gòu)，左右兩臂彼此由絕緣器Ml和M2實現(xiàn)良好的絕緣。將原有的單相接觸受電弓改為雙相接觸受電弓，這比只在受電弓中間設置一個接觸器的接觸受電，具有機械傳遞平順，電能傳輸更加可靠和穩(wěn)定。絕緣器由玻璃鋼制成，以便使受電弓的左右兩臂完全絕緣。由于在供電網(wǎng)不設主斷路器開關或中性段，所以牽引變電所的設置只是為了補償電流在運行中的電壓降，這就可以將變電所的數(shù)量減至最少。所以牽引變電所的相鄰距離會大大增加，這便大大減少了變電所及其建設、維護資金。
[0047]內(nèi)部供電:
[0048]所述的內(nèi)部供電系統(tǒng)，如圖3所示，將原設在動車組車頂上方的兩個單相牽引受電弓，改為兩個雙相牽引受電弓!\和T2，當雙相牽引受電弓T1升起時，雙相牽引受電弓1~2必須降下；當雙相牽引受電弓T1降下時，雙相牽引受電弓T2必須升起。在雙相受電弓左右兩臂的上端分別設置左右兩個接觸器α '和β'，接觸器為凹型結(jié)構(gòu)，而且分別與供電網(wǎng)的單相α和單相β有良好的滑動接觸，受電弓左右兩臂1^和艮為碳結(jié)構(gòu)，左右兩臂彼此由絕緣器Ml和M2實現(xiàn)良好的絕緣，絕緣器由玻璃鋼制成。將原有的單相接觸受電弓I改為雙相接觸受電弓T1或T2，比只在受電弓中間設置一個接觸器的接觸受電，具有機械傳遞平順，電能傳輸可靠和穩(wěn)定。單相α和單相β經(jīng)左右受電弓兩臂端部的滑動接觸器α ,和β '進入動車組的供電系統(tǒng)。圖9 (a)為CRH3型8廂動車組的排列順序，圖4為CRH3型的改進線路結(jié)構(gòu)，在圖中的A — A、B 一 B分別由K3、Κ4代替。將I動、2拖、3動、4拖設為基本單元TUB1，5拖、6動、7拖、8動設為基本單元TUB2，基本單元TUBl和基本單元TUB2便分為兩個完全獨立，彼此絕緣，供電相同，相互對稱的基本單元。當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，受電弓左右兩臂接觸器α '和β '與動車組的單相α和單相β接觸，由α和β進入雙向開關Kla和Kie。當雙相受電弓T2升起，雙相受電弓T1降下時，受電弓左右兩臂接觸器a '和β '與進入動車組的單相α和單相β接觸，由α和β進入雙向開關K2a和K20。于是單相α只給基本單元TUBl供電，單相β只給基本單元TUB2供電。因此，在Α、B、C三相專用高壓電網(wǎng)的負載完全平衡、對稱，便在上行和下行全線不產(chǎn)生負序電流。
[0049]將CRH3型8廂動車編組的I動、2拖、3動、4拖設為基本單元TUBlJf 5拖、6動、7拖、8動設為基本單元TUB2。在CRH3型動車組電路結(jié)構(gòu)圖中的A — A和B — B斷開，增設斷路開關Κ3和Κ4，開啟Κ3和Κ4時，基本單元TUBl和TUB2完全斷開。由于TUBl和TUB2為兩個完全相同、彼此對稱的基本單元。再將原有的單相切斷開關用雙相切斷開關Kla和K10代替。并將單相受電弓改為雙臂雙相受電弓T1和T2，在雙臂受電弓的上端設有接觸器a'和β'。當需要雙臂受電弓T1升起，雙臂受電弓T2降下時，先斷開雙相切斷開關K2a和K20，升起雙臂受電弓T1，雙相切斷開關Kla相便承擔基本單元TUBl的供電，雙相切斷開關K10相便承擔基本單元TUB2的供電。當需要雙臂受電弓T1降下，雙臂受電弓1~2升起時，先斷開雙相切斷開關Kla和K10，雙相開關K2a相便承擔基本單元TUBl的供電，雙相切斷開關K2e相便承擔基本單元TUB2的供電。由于α相和β相完全絕緣，基本單元TUBl和基本單元TUB2的線路結(jié)構(gòu)和電器元件完全相同，便實現(xiàn)了牽引變壓器輸出單相α和單相β在運行全程始終對稱供電。即使不設過分相的主斷路器開關或中性段，也不會在全程造成輸入牽引變壓器的高壓三相Α、B、C的負載不平衡，而產(chǎn)生負序電流。
[0050]對于CRH3 (CRH2)型16廂重組動車組的供電線路結(jié)構(gòu)，將一組CRH3 (CRH2)型8廂動車組設為基本單元TUB1，將另一組CRH3(CRH2)型8廂動車組設為基本單元TUB2。將雙相受電弓T1設在CRH3型一列8廂動車組2拖或7拖的車頂上方，將雙相受電弓T2設在另一列8廂動車組的2拖或7拖車頂上方。將T1設在CRH2型一列8廂動車組的4拖或6動的車頂上方，將T2設在另一列8廂動車組4拖或6動的車頂上方。其余的線路結(jié)構(gòu)與以上所述完全相同。
[0051]對于如圖9(b)所示的CRH2型的動車組，由于其線路結(jié)構(gòu)與圖9 (a) CRH3型動車組完全相同，只是受電弓T1是設在4拖的車頂上方，受電弓T2是設在6動的車頂上方。將I拖、2動、3動、4拖設為基本單元TUBlJf 5拖、6動、7動、8拖設為基本單元TUB2。用斷路器開關將TUBl和TUB2分成兩個相互對稱，彼此完全獨立的單元。仿照圖4的CRH3車頂部的線路連接，當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，經(jīng)雙相受電弓左右兩臂的接觸器α '和β '進入動車組的單相α和單相β與雙向開關Kla和Kie相連。當牽引受電弓T2升起，牽引受電弓T1降下時，由雙相受電弓左右兩臂a '和β '進入動車組的單相α和單相β與雙向開關K2a和K20相連。由于兩路單相供電網(wǎng)的負載相同，所以無需設置過分相，在專用三相Α、B、C高壓電網(wǎng)中也不引起負序電流。
[0052]對于雙列重組的CRH3型或CRH2型的16廂動車組。CRH3型的兩列8廂編組要有可靠的機械連接，但將其電路系統(tǒng)完全斷開，兩列編組的受電弓T1升起時，兩列編組的受電弓T2必須降下，由牽引變壓器輸出的單相α和單相β經(jīng)受電弓T1滑動接觸器α '和β '輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)。當兩列編組的受電弓T2升起時，兩列編組的受電弓T1必須降下，由牽引變壓器輸出的單相α和單相β經(jīng)受電弓T2滑動接觸器α '和β '輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)。由牽引變壓器輸出的單相α電和單相β電的負荷互相獨立，完全相同，于是在三相專用高壓電網(wǎng)Α、B、C便不產(chǎn)生負序電流。
【權利要求】
1.一種高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，主要由外部供電系統(tǒng)和內(nèi)部供電系統(tǒng)組成，其特征在于: 由三相IlOKV或220KV專用供電網(wǎng)輸至牽引變壓器的原邊，由牽引變壓器副邊輸出電壓為27.5KV、額定電壓25KV的兩路單相α和β電，在鐵路上行或下行的每一列錨段支柱上設有錨段腕臂，在錨段腕臂上設有兩條平行的承力索，在每條承力索與接觸導線之間設有吊弦，單相α和單相β分別與接觸導線連接，單相α和單相β相互平行，彼此絕緣； 動車組的受電弓為雙相受電弓V T2, T1升起時，T2必須降下；Τ2升起時，T1必須降下，在雙相受電弓左右兩臂的上端分別設置左右接觸器α '和β '，接觸器為凹型結(jié)構(gòu)，而且分別與供電網(wǎng)的單相α、單相β有良好的滑動接觸，受電弓兩臂為碳結(jié)構(gòu)，左右兩臂彼此由絕緣器Ml和M2實現(xiàn)良好的絕緣。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，其特征在于: CRH3型8廂動車組，將I動、2拖、3動、4拖設為基本單元TUB1，將5拖、6動、7拖、8動設為基本單元TUB2，TUBl與TUB2之間增設斷路開關Κ3、Κ4，當斷開Κ3、Κ4時，基本單元TUBl和基本單元TUB2便分為兩個完全獨立，彼此絕緣，供電相同，相互對稱的基本單元，雙相受電弓TpT2*別設在2拖、7拖車頂上方，當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，由雙相受電弓左右兩臂滑動接觸器α '和β '與雙相開關Kla和Kie相連，當雙相受電弓T2升起，雙相受電弓T1降下時，由雙相受電弓左右兩臂的滑動接觸器α '和β'與雙相開關K2a和K20相連，于是單相a只給基本單元TUBl供電，單相β只給基本單元TUB2供電，在單相a或單相β不設過分相結(jié)構(gòu)的條件下，在A、B、C三相專用高壓電網(wǎng)的負載也完全平衡、對稱，便在運行全線不引起負序電流。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，其特征在于: CRH2型8廂動車組，將I拖、2動、3動、4拖設為基本單元TUBlJf 5拖、6動、7動、8拖設為基本單元TUB2，TUBl與TUB2之間增設斷路開關K3、K4，當斷開1(3、1(4時，基本單元1'服1和基本單元TUB2便分為兩個完全獨立，彼此絕緣，供電相同，相互對稱的基本單元，雙相受電弓T2分別設在CRH2型8廂動車組4拖、6動的車頂上方，當雙相受電弓T1升起，雙相受電弓T2降下時，經(jīng)雙相受電弓左右兩臂的滑動接觸器a '和β '與進入動車組的單相a和單相β，與雙相切斷開關Kla和K10相連，當雙相受電弓1~2升起，雙相受電弓T1降下時，由雙相受電弓左右兩臂a '和β '與進入動車組的單相a和單相β，與雙相開關K2a和K20相連，由于兩路單相供電網(wǎng)的負載相同，所以無需設置過分相，在專用三相Α、B、C高壓電網(wǎng)中也不引起負序電流。
4.根據(jù)權利要求1所述的高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，其特征在于: 所述動車組采用雙列8廂重組為16廂動車組,前列8廂與后列8廂機械連接,前列8廂動車組為TUBl基本單元，后8廂動車組為TUB2基本單元，兩個基本單元的電路用斷路器開關斷開或連接，當兩列8廂編組的雙相受電弓T1升起時，兩列8廂編組的雙相受電弓T2降下時，由牽引變壓器輸出的單相α和單相β經(jīng)雙相受電弓T1的滑動接觸器a '和β '輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)，當兩列8廂編組的雙相受電弓T2升起時，兩列8廂編組的雙相受電弓T1降下時，由牽引變壓器輸出的單相a和單相β經(jīng)雙相受電弓T2的滑動接觸器a'和β'輸入兩列動車組的供電系統(tǒng)，前后列8廂編組的供電線路完全相同，于是在三相專用高壓電網(wǎng)A、B、C便不引起負序電流。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的高速客運專線全程無負序供電系統(tǒng)，其特征在于: 所述單相α和單相β不設過分相，在三相高壓電網(wǎng)的全程也不產(chǎn)生負序電流，在全程只有電阻損耗降壓。
【文檔編號】B60M3/00GK104369676SQ201410182358
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】宋玉泉, 管曉芳, 宋家旺 申請人:吉林大學