基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電氣化鐵路采用的機(jī)車斷電自動過分相存在的主要問題是:車載斷電自動過分相存在司機(jī)勞動強(qiáng)度大、車載斷路器動作頻繁問題;機(jī)械開關(guān)式地面切換自動過分相裝置在普速鐵路上有應(yīng)用，實現(xiàn)機(jī)車斷路器不分閘過分相，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其他型號機(jī)車適應(yīng)性還待驗證。由于機(jī)械開關(guān)式地面切換自動過分相裝置切換時間不能適應(yīng)CRH3型動車組控制特性，動車組過這種分相仍然分閘。
[0003]因此，國內(nèi)高速鐵路一直采用車載斷電過分相方式，至目前尚無地面切換自動過分相裝置。高速鐵路動車組質(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)電分相帶來的問題，克服機(jī)械開關(guān)難以滿足切換電源速度慢的缺陷，急需開發(fā)一種能夠快速切換的地面切換機(jī)車不分閘自動過分相的供電裝置，提高自動過分相的適用性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)以電力電子開關(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，提出適應(yīng)用電氣化鐵路快速切換的電力電子開關(guān)，實現(xiàn)電力電子開關(guān)為基礎(chǔ)的地面自動過分相系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采取技術(shù)方案是提供一種基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(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，從接觸網(wǎng)中性區(qū)獲取電能，其中:該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開關(guān)，過電壓抑制裝置RC，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)，機(jī)車位置檢測裝置，所述機(jī)車位置檢測裝置設(shè)置在鋼軌上，過電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開關(guān)及固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng);通過導(dǎo)通固態(tài)切換開關(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)通過時始終帶著電壓AB相。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:該系統(tǒng)通過切換固態(tài)開關(guān)使接觸網(wǎng)電分相中性區(qū)始終帶27.5kV電壓，消除了電分相對高速動車組、重載電力機(jī)車速度及運輸能力等多重影響;進(jìn)而解決由電分相帶來的一系列問題，大大提高列車的運能，降低司機(jī)的勞動強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的地面自動過分相裝置系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0008]圖中:
[0009]K1、第一保護(hù)開關(guān);K2、第二保護(hù)開關(guān);K3、第三保護(hù)開關(guān)
[0010]K4、第四保護(hù)開關(guān);F1、第一電力電子開關(guān);F2、第二電力電子開關(guān)
【具體實施方式】
[0011]結(jié)合附圖對本發(fā)明的基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加以說明。
[0012]本發(fā)明的基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(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，從接觸網(wǎng)中性區(qū)獲取電能，該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開關(guān)，過電壓抑制裝置RC，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)，機(jī)車位置檢測裝置，所述機(jī)車位置檢測裝置設(shè)置在鋼軌上，過電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開關(guān)及固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng)；通過導(dǎo)通固態(tài)切換開關(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)通過時始終帶著電壓AB相。
[0013]所述固態(tài)切換開關(guān)包括第一電力電子開關(guān)Fl、第二電力電子開關(guān)F2、第三保護(hù)開關(guān)K3、第四保護(hù)開關(guān)K4，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)包括第一保護(hù)開關(guān)Kl和第二保護(hù)開關(guān)K2，所述第一電力電子開關(guān)Fl與第三保護(hù)開關(guān)K3并聯(lián)連接和第二電力電子開關(guān)F2與第四保護(hù)開關(guān)K4并聯(lián)連接構(gòu)成固態(tài)切換開關(guān)，為了使固態(tài)切換開關(guān)能夠退出運行，在固態(tài)切換開關(guān)兩端分別串聯(lián)連接第一保護(hù)開關(guān)Kl和第二保護(hù)開關(guān)K2，構(gòu)成固態(tài)開關(guān)切換回路。
[0014]所述過電壓抑制裝置包括有電阻R及電容C，過電壓抑制裝置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)切換開關(guān)回路在切換過程中抑制過電壓過電流。
[0015]所述機(jī)車位置檢測裝置在鋼軌上采用計軸設(shè)備設(shè)置第一檢測裝置CG1、第二檢測裝置CG2、第三檢測裝置CG3三處機(jī)車位置檢測。
[0016]通過該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)消除了電分相對高速動車組、重載電力機(jī)車速度及運輸能力影響，降低了司機(jī)勞動強(qiáng)度。
[0017]為實現(xiàn)基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)其具體作法是:
[0018]通過電力電子技術(shù)將固態(tài)開關(guān)用于切換電分相兩端電源在中性區(qū)內(nèi)實現(xiàn)切換，使中性區(qū)始終帶電。
[0019]通過設(shè)置在中性區(qū)的過電壓過電流吸收裝置，實現(xiàn)固態(tài)開關(guān)在中性區(qū)切換過程中得過電壓過電流抑制。
[0020]本發(fā)明的固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)的原理:
[0021]如圖1所示，正常運行時第一保護(hù)開關(guān)Kl和第二保護(hù)開關(guān)K2閉合，當(dāng)機(jī)車從第一檢測裝置CGl向第三檢測裝置CG3運行時，位于第一檢測裝置CGl位置時，觸發(fā)固態(tài)切換第一電力電子開關(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)第二檢測裝置CG2位置時，觸發(fā)信號使固態(tài)切換開關(guān)Fl斷開，固態(tài)切換第二電力電子開關(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)車位于第三檢測裝置CG3時，觸發(fā)信號斷開第二電力電子開關(guān)F2，開關(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電分相區(qū)域。
[0022]固態(tài)切換的第一保護(hù)開關(guān)Kl?第四保護(hù)開關(guān)K4為保護(hù)電力電子開關(guān)。當(dāng)電力電子開關(guān)出現(xiàn)問題時，采用第三保護(hù)開關(guān)K3、第四保護(hù)開關(guān)K4開關(guān)實現(xiàn)機(jī)車過分相過程切換，流經(jīng)固態(tài)切換開關(guān)處的電流超過允許值時，打開第一保護(hù)開關(guān)Kl和第二保護(hù)開關(guān)K2，恢復(fù)此處的電分相設(shè)置。
[0023]中性區(qū)段的過電壓過電流抑制裝置RC主要作用是機(jī)車在位置第二檢測裝置CG2時，抑制固態(tài)切換第一電力電子開關(guān)Fl和第二電力電子開關(guān)F2在切換過程產(chǎn)生的過電壓過電流問題。
【主權(quán)項】
1.一種基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(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，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)切換開關(guān)，過電壓抑制裝置(RC)，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)，機(jī)車位置檢測裝置，所述機(jī)車位置檢測裝置設(shè)置在鋼軌上，過電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開關(guān)及固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng);通過導(dǎo)通固態(tài)切換開關(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)通過時始終帶著電壓(AB相)。2.如權(quán)利I所述的基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)，其特征是:所述固態(tài)切換開關(guān)包括第一電力電子開關(guān)(Fl)、第二電力電子開關(guān)(F2)、第三保護(hù)開關(guān)(K3)、第四保護(hù)開關(guān)(K4)，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)包括第一保護(hù)開關(guān)(Kl)和第二保護(hù)開關(guān)(K2)，所述第一電力電子開關(guān)(Fl)與第三保護(hù)開關(guān)(K3)并聯(lián)連接和第二電力電子開關(guān)(F2)與第四保護(hù)開關(guān)(K4)并聯(lián)連接構(gòu)成固態(tài)切換開關(guān)，為了使固態(tài)切換開關(guān)能夠退出運行，在固態(tài)切換開關(guān)兩端分別串聯(lián)連接第一保護(hù)開關(guān)(Kl)和第二保護(hù)開關(guān)(K2)，構(gòu)成固態(tài)開關(guān)切換回路。3.如權(quán)利I所述的基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)，其特征是:所述過電壓抑制裝置包括有電阻(R)及電容(C)，過電壓抑制裝置(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)切換開關(guān)回路在切換過程中抑制過電壓過電流。4.如權(quán)利I所述的基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)，其特征是:所述機(jī)車位置檢測裝置在鋼軌上采用計軸設(shè)備設(shè)置第一檢測裝置(CGl)、第二檢測裝置(CG2)、第三檢測裝置(CG3)三處機(jī)車位置檢測。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于固態(tài)切換開關(guān)的電氣化鐵路用地面自動過分相系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括固態(tài)切換開關(guān)，過電壓抑制裝置，固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)，機(jī)車位置檢測裝置，所述機(jī)車位置檢測裝置設(shè)置在鋼軌上，過電壓抑制裝置設(shè)在中性區(qū)接觸網(wǎng)與鋼軌之間，固態(tài)切換開關(guān)及固態(tài)切換開關(guān)回路保護(hù)開關(guān)連通接觸網(wǎng)中性區(qū)及相鄰兩側(cè)接觸網(wǎng)；通過導(dǎo)通固態(tài)切換開關(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)通過時始終帶著電壓AB相。有益效果是該系統(tǒng)通過切換固態(tài)開關(guān)使接觸網(wǎng)電分相中性區(qū)始終帶27.5kV電壓，消除了電分相對高速動車組、重載電力機(jī)車速度及運輸能力等多重影響；進(jìn)而解決由電分相帶來的一系列問題，大大提高列車的運能，降低司機(jī)的勞動強(qiáng)度。
【IPC分類】B60M3/04
【公開號】CN105644392
【申請?zhí)枴?br>【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, 尚國旭
【申請人】鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月22日