[實用新型]一種高壓交流動車組再生制動能量回饋吸收利用裝置

有效

• 申請號: 201420198179.1
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN203850847U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 武華軍;藍信章;安剛虎
• 申請（專利權）人: 青島海能阿爾派軌道電力設備工程科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M5/44;B60L7/14;B60M3/06
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域

本實用新型屬于高壓電氣化鐵路節能設備技術領域，涉及一種再生制動能量回饋吸收利用裝置，特別是一種城際鐵路高壓交流動車組再生制動能量回饋吸收利用裝置。?

背景技術

在城際鐵路交通中，交流傳動方式已經普遍采用，城際鐵路高壓交流動車組在運行過程中，由于兩站之間的距離較短，動車組需要頻繁起動和制動，因此要求動車組的起動加速度大，制動減速快，制動平穩，在制動過程中，動車組產生巨大的制動能量，對產生的制動能量進行回收利用已成為現有城際鐵路運營成本的重要課題。在現有技術中，制動能量吸收方式主要包括電阻耗能、逆變回饋、電容儲能和飛輪儲能等幾種，但是這幾種吸收方式都存在各自的優缺點，電阻耗能只能將電能轉換為熱能排掉，能源浪費嚴重；電容儲能需要設置體積龐大的電容器組，占用城際鐵路寶貴的地下空間；飛輪儲能對飛輪的制作工藝要求高，而且飛輪儲能制作成本很高，使用壽命不理想；對于逆變回饋，近幾年國內外已開始采用，但大都是針對低壓直流(DC1500V，DC750V)供電系統，目前尚未見有對高壓交流供電系統的制動能量地面吸收回饋的相關報道和公開使用。?

發明內容

本實用新型的發明目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種城際鐵路高壓交流動車組用的再生制動能量回饋吸收利用裝置，把動車組電制動過程中產生的再生制動能量回饋至低壓電網重新利用，吸收再生制動引起的交流母線泵升高壓，達到節能環保和制動安全的目的。?

為了實現上述目的，本實用新型的主體結構包括變電站、第一降壓變壓器、電阻卸載單元、可控整流單元、濾波單元、逆變單元、逆變輸出濾波單元、隔離變壓器、400V低壓網絡、變電站牽引變壓器、第一高壓側電流傳感器、第二高壓側電流傳感器、第一信號變送器、動車組、第二信號變送器、第三信號變送器、第四信號變送器、上位機、顯示系統、下位單片機總成、信號采集模塊、整流控制模塊、逆變控制模板、電阻卸載控制模塊、高壓真空斷路器、預投電阻、第二?降壓變壓器和調功電阻模塊；變電站分別與第一降壓變壓器和第二降壓變壓器的輸入端電連接，動車組分別與變電站輸出端和第一降壓變壓器輸入端電連接；第一降壓變壓器的輸出端分別連接有電阻卸載單元和可控整流單元，電阻卸載單元由電阻卸載控制模塊和預投電阻負載組成；可控整流單元與濾波單元電連通；逆變單元的一端與濾波單元電連通，另一端與逆變輸出濾波單元電連通；隔離變壓器的兩端分別與逆變輸出濾波單元和400V低壓網絡電連接；變電站牽引變壓器的輸出端分別與第一高壓側電流傳感器和第一信號變送器電信息連接，第二高壓側電流傳感器的一端與高壓側27.5kV牽引網母線連接，另一端與第四信號變送器電連接；第二信號變送器的一端與高壓側27.5kV牽引網母線電連接，另一端與第三信號變送器電連接；第一信號變送器、第三信號變送器和第四信號變送器分別與上位機電連接，上位機中具備有監控和顯示系統；與上位機電連接的下位單片機總成連接有信號采集模塊、整流控制模塊、逆變控制模板和電阻卸載控制模塊。?

本發明所述預投電阻負載提高降壓變壓器的動態響應，減小沖擊電流產生的磁滯現象發生而影響檢測速度，投入后使降壓變壓器一直有負荷電流經過；當逆變模塊滿功率或故障時，調功電阻模塊通過調節吸收功率使27.5kV側網壓恒定在設定范圍內；動車組再生制動時會反饋再生電能，反饋再生電能會導致27.5kV單相電壓泵升，電壓泵升會反應至降壓變壓器低壓側，同時整流輸出的直流電壓也會升高，超過系統設定的吸收值時三相逆變器工作將電能回送至400V低壓網絡，使27.5kV側電壓迅速降低，400V低壓網絡為由另一母線降壓供電的站內低壓負載(如排風扇、加熱器、電梯、照明等負載)；當逆變功率超負荷，但27.5kV側電壓還在持續升高時啟動電阻卸載模塊，以熱能的形式消耗電能，降低27.5kV側電壓；當400V低壓網絡吸收能力不足時，在允許條件下逆變回饋的電能經400V側的降壓變壓器反饋至上一級網絡。?