本實用新型涉及鐵路供電領(lǐng)域，特別地，涉及一種鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國鐵路基礎(chǔ)建設(shè)的加快，在多山地域，形成了多而長的山體隧道，機(jī)車在隧道內(nèi)穿行時，需要電力的支持。為了滿足隧道內(nèi)用電設(shè)備的正常運(yùn)行，需要在隧道沿線設(shè)置供電系統(tǒng)。由于隧道負(fù)荷等級要求高，因此，供電系統(tǒng)的可靠關(guān)系著隧道內(nèi)電力電纜等設(shè)施的運(yùn)行安全，同時，還一定程度上關(guān)系著城市的穩(wěn)定發(fā)展。

目前我國電纜隧道供電主要采用雙電源樹干式供電方式，即采用兩路獨(dú)立的中壓電纜線路沿隧道起點(diǎn)敷設(shè)至終點(diǎn)，隧道沿線1 公里左右設(shè)置配電站，內(nèi)設(shè)兩套變配電設(shè)備為隧道供電。這種供電方式具有安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，但對于長度16 公里的電纜隧道來說，需配置高壓柜多達(dá)120 臺，變壓器40 臺，中壓電纜線路40 公里，電纜隧道供電系統(tǒng)設(shè)備非常多，施工實施難度大，投資成本高，給運(yùn)行維護(hù)帶來極大的不便。

另外，現(xiàn)有隧道內(nèi)的電力系統(tǒng)供給，是把整條線路鋪通電氣化線路，建立多個變電站系統(tǒng)。由于地形地貌的原因，隧道多位于人煙稀少的地段，隧道地處偏僻之地，因此，此種供電方式又帶來了投資成本的劇增的問題。整條電氣化線路的接觸網(wǎng)使用率極低，造成極大的資源浪費(fèi)，同時不利于管理及保養(yǎng)，且后期的維護(hù)成本過高。

針對現(xiàn)有技術(shù)中電氣化線路高建造成本、高維護(hù)成本與低使用率造成資源浪費(fèi)的問題，目前尚未有有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)在降低鐵路隧道運(yùn)行成本的前提下，保證隧道內(nèi)正常供電，避免因鐵路信號設(shè)備出現(xiàn)短路時，影響電源供電電路內(nèi)所有鐵路信號設(shè)備的正常工作。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：一種鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)，包括位于隧道內(nèi)的鐵軌和接觸網(wǎng)，其特征在于：所述的鐵軌的兩端側(cè)面設(shè)有電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器和接觸網(wǎng)分別接入供電單元，所述的供電單元的輸入端通過雙路供電電路與變電站連通；所述的供電單元包括與雙路供電電路連通的切換設(shè)備，切換設(shè)備分出至少兩個支路，每個支路均經(jīng)過整流器、逆變器分別與獨(dú)立的總線連接，每個總線經(jīng)轉(zhuǎn)換模塊與隧道內(nèi)用電端口連接，在支路與切換設(shè)備之間設(shè)有一個用于支路切換的交流轉(zhuǎn)轍機(jī)。

對上述方案作進(jìn)一步優(yōu)選，所述的電流感應(yīng)器位于隧道進(jìn)出口處，電流感應(yīng)器均電性連接或無線連接至供電單元，電流感應(yīng)器檢測機(jī)車進(jìn)入或離開隧道，并根據(jù)機(jī)車進(jìn)入或離開隧道的情況，控制供電單元啟停。

對上述方案作進(jìn)一步優(yōu)選，所述的電流感應(yīng)器包括兩個以上勵磁線圈、控制監(jiān)測單元及關(guān)斷單元，勵磁線圈的傳輸端口與關(guān)斷單元的傳輸端口相接，控制監(jiān)測單元的傳輸端口與關(guān)斷單元的傳輸端口相接，控制監(jiān)測單元對勵磁線圈的輸出電流進(jìn)行檢測，并與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值比對，來控制關(guān)斷單元的開關(guān)進(jìn)行不同組合的關(guān)斷與閉合，關(guān)斷單元與控制監(jiān)測單元匯入至用電設(shè)備。

對上述方案作進(jìn)一步優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)換模塊包括至少兩支并聯(lián)的子模塊，子模塊是由整流器和逆變器組成，子模塊的數(shù)量與支路個數(shù)相同，每個子模塊分別與一個總線連接。

對上述方案作進(jìn)一步優(yōu)選，所述的用電端口與用電設(shè)備相互匹配，其中用電端口包括機(jī)車動力電源、隧道監(jiān)測電源、隧道通風(fēng)電源和隧道照明電源，其中機(jī)車動力電源為25KV單相工頻交流電，隧道監(jiān)測電源為36V直流電源，隧道通風(fēng)電源和隧道照明電源為220V普通交流電。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

（1）本實用新型中的鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)，采用雙總線供電的鐵路設(shè)備電源，在隧道內(nèi)采用接觸網(wǎng)供電正常運(yùn)行的前提下，利用電流傳感器來監(jiān)測機(jī)車進(jìn)入與離開，實現(xiàn)控制隧道內(nèi)設(shè)備的啟停，大幅度降低了電氣化線路的建造成本與維護(hù)成本，并相應(yīng)地提高了電氣化線路的使用率，極大地避免了資源浪費(fèi)；

（2）本實用新型中的雙總線供電系統(tǒng)，采用多個支路相互獨(dú)立，并利用交流轉(zhuǎn)轍機(jī)自動實現(xiàn)各個支路之間的切換，當(dāng)一支路出現(xiàn)短路故障，不會影響另一個供電支路，從而保證鐵路用電設(shè)備的正常工作；

（3）本實用新型中的電流感應(yīng)器，利用控制監(jiān)測單元與關(guān)斷單元配合，成功地解決了供電電路突然短路時電流過大導(dǎo)致電流互感器飽和，電流感應(yīng)器發(fā)熱嚴(yán)重，用電設(shè)備損毀的問題，在測得故障短路電流的同時也成功對后繼電路進(jìn)行保護(hù)措施。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體組成示意圖；

圖2是本實用新型中電流感應(yīng)器的組成框架示意圖；

圖3是本實用新型中供電單元的組成示意圖；

其中：1、隧道，2、電流感應(yīng)器，3、供電單元，4、接觸網(wǎng)，5、鐵軌，6、變電站，7、立桿，8、整流器，9、逆變器，10、總線，11、轉(zhuǎn)換模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖1中，本實用新型具體提供了一種鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)，包括位于隧道1內(nèi)的鐵軌5和接觸網(wǎng)4，鐵軌5的兩端側(cè)面設(shè)有電流感應(yīng)器2，電流感應(yīng)器2用于監(jiān)測機(jī)車是否進(jìn)入或離開隧道，電流感應(yīng)器2和接觸網(wǎng)4分別接入供電單元3，供電單元3的輸入端通過雙路供電電路與變電站6連通；供電單元3設(shè)置于隧道出入口處，供電單元3為鐵路隧道內(nèi)的電氣系統(tǒng)供電,用電設(shè)備在機(jī)車接近隧道時啟動工作，機(jī)車離開隧道后停止工作。變電站6通雙線立桿引導(dǎo)7輸電線路進(jìn)入供電單元3，進(jìn)行電能變換后為鐵路隧道內(nèi)的電氣系統(tǒng)供電。

本實用新型的供電單元3組成見附圖3所示，其具體包括與雙路供電電路連通的切換設(shè)備，切換設(shè)備分出至少兩個支路，每個支路均經(jīng)過整流器8、逆變器9分別與獨(dú)立的總線10連接，每個總線10經(jīng)轉(zhuǎn)換模塊11與隧道內(nèi)用電端口連接，在支路與切換設(shè)備之間設(shè)有一個用于支路切換的交流轉(zhuǎn)轍機(jī)；轉(zhuǎn)換模塊11包括至少兩支并聯(lián)的子模塊，子模塊是由整流器8和逆變器9組成，子模塊的數(shù)量與支路個數(shù)相同，每個子模塊分別與一個總線連接。整流器8和逆變器9可以對傳輸電具有穩(wěn)壓的作用，從而可以使鐵路設(shè)備能夠穩(wěn)定地工作。切換裝置用于對輸入的兩路市電進(jìn)行切換，在輸入的兩路電均正常的情況下，切換裝置有限切換到鐵路專用電路中，而在專用電路出現(xiàn)故障的情況下，切換至備用電路中，從而實現(xiàn)各個支路中的用電順利切換，并將切換一個支路輸入至所對應(yīng)的整流器8中。

本實用新型中的電流感應(yīng)器2位于隧道1進(jìn)出口處，電流感應(yīng)器2均電性連接或無線連接至供電單元3，電流感應(yīng)器2檢測機(jī)車進(jìn)入或離開隧道，并根據(jù)機(jī)車進(jìn)入或離開隧道的情況，控制供電單元3啟停。如附圖2所示，電流感應(yīng)器2包括三個勵磁線圈、控制監(jiān)測單元及關(guān)斷單元，勵磁線圈的傳輸端口與關(guān)斷單元的傳輸端口相接，控制監(jiān)測單元的傳輸端口與關(guān)斷單元的傳輸端口相接，控制監(jiān)測單元對勵磁線圈的輸出電流進(jìn)行檢測，并與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值比對，來控制關(guān)斷單元的開關(guān)進(jìn)行不同組合的關(guān)斷與閉合，關(guān)斷單元與控制監(jiān)測單元匯入至用電設(shè)備。其中的控制監(jiān)測單元包括：電流互感器、分流模塊、采樣單元、A/D 轉(zhuǎn)換器、微處理器及單片機(jī)控制模塊，幾部分的傳輸端口依次相接；電流互感器測得勵磁線圈的輸出電流；所述采樣單元對分流模塊輸出電流進(jìn)行采樣； A/D 轉(zhuǎn)換器對采樣單元輸出電流進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換；微處理單元對轉(zhuǎn)換后電流值與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行比對；單片機(jī)接受微處理單元信號后，對關(guān)斷單元執(zhí)行關(guān)斷和閉合指令。

關(guān)斷單元可以依據(jù)單片機(jī)控制模塊的指令使用一個勵磁線圈輸出電流，也可以依據(jù)單片機(jī)控制模塊的指令使用兩個或多個勵磁線圈輸出電流，其中當(dāng)使用多于（包括）兩個勵磁線圈輸出電流時，關(guān)斷單元根據(jù)單片機(jī)控制模塊的指令進(jìn)行關(guān)斷，閉合以抵消短路電流，最后使輸出電流保持在額定范圍內(nèi)。在檢測電流超出額定范圍并執(zhí)行關(guān)斷指令時，可以向上位機(jī)發(fā)出短路信號，以提醒工作人員進(jìn)行檢修。

在本實施例中，首先有控制監(jiān)測單元對輸出電流進(jìn)行檢測比對。當(dāng)控制監(jiān)測單元中檢測到的電流處于額定輸出電流范圍內(nèi)時，微處理器向單片機(jī)控制模塊發(fā)送保持指令，此時，單片機(jī)控制模塊不執(zhí)行任何操作。當(dāng)控制監(jiān)測單元檢測到電流超過額定輸出電流范圍時，微處理器向單片機(jī)控制模塊發(fā)送限流保護(hù)指令，此時，單片機(jī)控制模塊控制開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷，使輸出電流降到最小值；隨后，控制監(jiān)測單元繼續(xù)對輸出電流進(jìn)行檢測比對，微處理器繼續(xù)向單片機(jī)控制模塊發(fā)出指令，繼續(xù)調(diào)整關(guān)斷組合單元電路，直至輸出電流在額定范圍內(nèi)。在控制監(jiān)測單元發(fā)現(xiàn)被檢測電路突然超過額定標(biāo)準(zhǔn)3 倍時，由微處理器向上位機(jī)發(fā)出短路警報。

本實用新型中供電單元中用電端口與隧道內(nèi)的用電設(shè)備相互匹配，其中用電端口包括機(jī)車動力電源、隧道監(jiān)測電源、隧道通風(fēng)電源和隧道照明電源，其中機(jī)車動力電源為25KV單相工頻交流電，隧道監(jiān)測電源為36V直流電源，隧道通風(fēng)電源和隧道照明電源為220V普通交流電。

本實用新型中的鐵路隧道內(nèi)雙總線供電系統(tǒng)，采用多個支路相互獨(dú)立，并利用交流轉(zhuǎn)轍機(jī)自動實現(xiàn)各個支路之間的切換，當(dāng)一支路出現(xiàn)短路故障，不會影響另一個供電支路，從而保證鐵路用電設(shè)備的正常工作；采用雙總線供電的鐵路設(shè)備電源，在隧道內(nèi)采用接觸網(wǎng)供電正常運(yùn)行的前提下，利用電流傳感器來監(jiān)測機(jī)車進(jìn)入與離開，實現(xiàn)控制隧道內(nèi)設(shè)備的啟停，大幅度降低了電氣化線路的建造成本與維護(hù)成本，并相應(yīng)地提高了電氣化線路的使用率，極大地避免了資源浪費(fèi)；本實用新型中的電流感應(yīng)器，利用控制監(jiān)測單元與關(guān)斷單元配合，成功地解決了供電電路突然短路時電流過大導(dǎo)致電流互感器飽和，電流感應(yīng)器發(fā)熱嚴(yán)重，用電設(shè)備損毀的問題，在測得故障短路電流的同時也成功對后繼電路進(jìn)行保護(hù)措施。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。