[發(fā)明專利]一種單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310435317.3
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103490645A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳元初;黃燕艷;張敏;嚴(yán)樹鋼;趙道德;周方圓;陳潔蓮;陶洪亮;周成;梁文超;唐亞軍;吳明水;郭民;柳浩;許汝波;沈丁建;王海軍;孫茂;初蕊;卡格德爾·魯卡
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02M7/155
• 分類號: H02M7/155;H02G7/16
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高鐵供電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高鐵供電技術(shù)中的單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

近年來，中國高鐵行業(yè)高速發(fā)展，高鐵運輸已逐漸成為鐵路客運主力軍；高鐵供電系統(tǒng)的安全成為高鐵線路安全可靠和高速運行的保障。?

在國內(nèi)，電網(wǎng)及鐵路接觸網(wǎng)融冰還處于發(fā)展初期，由于高鐵變電所電氣條件的獨特性以及接觸網(wǎng)系統(tǒng)的高安全性要求，電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)更是無法推廣實施應(yīng)用。設(shè)計一種能適用各種變電所現(xiàn)有電氣條件的智能化直流融冰系統(tǒng)，對提高鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)的抗冰災(zāi)能力并確保安全運營一個亟待解決的問題。?

目前，電氣化鐵路接觸網(wǎng)融冰的主要思路包括直流融冰和交流融冰方法。直流融冰因其克服了交流融冰時阻抗較大，對融冰裝置容量要求較高的缺點，現(xiàn)在已成為最主要的融冰方式，在接觸網(wǎng)直流融冰的領(lǐng)域里也形成了一些比較成熟的技術(shù)路線。在現(xiàn)有的牽引變電所中，部分變電所采用T線和F線兩相同時供電的方式，部分采用T線或F線單相供電的模式，單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)就是一種能兼容兩種供電模式的直流融冰系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中介紹了以下融冰系統(tǒng)：?

文獻(xiàn)一是株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司整理的專利《一種高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置及其系統(tǒng)》，該發(fā)明專利是應(yīng)用于高鐵接觸網(wǎng)直流融冰，采用三相全控橋的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無法滿足單相交流供電高鐵變電所直流融冰需求；系統(tǒng)控制系統(tǒng)不具備溫度檢測及反饋控制功能，需在接觸網(wǎng)線路上額外增加或裝設(shè)溫度監(jiān)控設(shè)備，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和損傷既有高鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)的可能性。?

文獻(xiàn)二是中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司2009年申請的實用新型專利《一?種電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)》。該實用新型專利中涉及的系統(tǒng)設(shè)備都固定安裝于高鐵變電所內(nèi)，無法實現(xiàn)移動式直流融冰；專利中描述的系統(tǒng)采用的是三相交流作為二極管/晶閘管限流器的輸入，無法能適應(yīng)高鐵變電所的T線或F線單獨供電的條件。同時系統(tǒng)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)過于復(fù)雜，數(shù)據(jù)接口及數(shù)據(jù)量太大，在工程引用中成本太高，故障風(fēng)險太大。?

文獻(xiàn)三是論文《電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰技術(shù)及裝置研制》。該論文提出了融冰電流、電壓隨距離和覆冰厚度變化的調(diào)節(jié)方法，提出了新型功率單元斬波級聯(lián)全控整流電路拓?fù)涞取Ｎ闹刑岢龅闹麟娐吩遣捎肐GBT，相比采用晶閘管元件的主電路大大提高了設(shè)計成本；工程應(yīng)用主電路結(jié)構(gòu)是三相全控橋模式無法滿足某些高鐵變電所的T線或F線單獨供電的實際情況。?

鑒于上述技術(shù)中還存在問題，因此，需要提供一種能適應(yīng)高鐵變電所的T線或F線單獨供電的模式，也能滿足T線和F線同時供電的模式的直流融冰系統(tǒng)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種新的單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置以及直流融冰系統(tǒng)。其中，本發(fā)明的單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置包括：?

單相整流變壓器單元，其輸入側(cè)通過單相交流開關(guān)與變電所的單相牽引變壓器的二次側(cè)單相輸出線相連，用于對所述二次側(cè)的交流電壓進(jìn)行進(jìn)一步的變壓處理；?

單相級聯(lián)型整流單元，其與所述單相整流變壓器單元的輸出側(cè)相連，用于將所述交流電壓轉(zhuǎn)換為單相直流電壓進(jìn)行輸出以供接觸網(wǎng)線產(chǎn)生融冰所需要的熱量，?

其中，所述級聯(lián)型整流單元包括三組級聯(lián)的整流橋，第一組和第二組整流橋的主電路的橋臂共用，其中，在其交流側(cè)形成的三個輸入端連接在所述變壓器的第一副邊上，而第三組整流橋的兩個輸入端連接在所述變壓器的第二副邊上，所述三組級聯(lián)的整流橋中的直流續(xù)流支路和整流橋的主電路共用，使得所述級聯(lián)型整流單元包括一組輸出電路。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置還包括平波電抗器，其串聯(lián)在所述單相級聯(lián)型整流單元的輸出和要融冰的接觸網(wǎng)線之?間，用于減小提供給直流電壓中的紋波電壓。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述變壓器單元輸入側(cè)和所述單相級聯(lián)型整流單元的輸出側(cè)上還設(shè)置直流隔離開關(guān)，其用于與變電所接口。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述單相電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰裝置還包括在接觸網(wǎng)線上設(shè)置的多個接觸網(wǎng)隔離開關(guān)以及在所述單相級聯(lián)型整流單元的輸出側(cè)上還設(shè)置了直流融冰網(wǎng)開關(guān)。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在接觸網(wǎng)上行線和下行線之間設(shè)置直流短接開關(guān)。?