[實(shí)用新型]一種SS3型電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420249473.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN204488519U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全柱;雷旻;鄧永紅;盧震宇;黃成玉;趙立永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北科技學(xué)院
• 主分類號(hào): B60L1/00
• 分類號(hào): B60L1/00;H02M7/219;H02M7/5387
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力機(jī)車供電系統(tǒng)，尤其涉及SS3型電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的鐵路事業(yè)也正發(fā)生著日新月異的變化，鐵路提速范圍的不斷擴(kuò)大，更多更新的鐵路的修建，說明了我國(guó)鐵路事業(yè)正在迅速發(fā)展。在快速發(fā)展的同時(shí)，如何保證機(jī)車安全高速運(yùn)行和在復(fù)雜的路況上正常運(yùn)行，己經(jīng)成為目前鐵路部門的工作重點(diǎn)。列車的運(yùn)行情況不但關(guān)系到乘客的安全，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有很大的影響，作為我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)中的主要運(yùn)輸方式，鐵路運(yùn)輸一直扮演著很重要的角色，一旦鐵路或列車出現(xiàn)故障，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)后果。2008年春運(yùn)期間，因?yàn)楸鶅鲎匀粸?zāi)害造成京廣線湖南段的電力機(jī)車運(yùn)輸中斷，造成大量貨物積壓和旅客滯留，其經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響有目共睹。

電力機(jī)車輔助系統(tǒng)是電力機(jī)車的重要組成部分，主要包括通風(fēng)及冷卻系統(tǒng)，壓縮機(jī)、空調(diào)等，其主要作用是為牽引及制動(dòng)系統(tǒng)提供保障，保證電力機(jī)車主電路系統(tǒng)充分發(fā)揮其功率，確保機(jī)車正常運(yùn)行。它的好壞直接關(guān)系到機(jī)車能否正常運(yùn)行。國(guó)產(chǎn)SS3型電力機(jī)車的原有劈相機(jī)供電方式的供電方式，如圖1所示，通過劈相機(jī)接受電力機(jī)車主變壓器輔助繞組的單相工頻交流電，將其“劈”成三相電后為輔助機(jī)組供電。然而這種供電方式存在諸多缺點(diǎn)：

(1)劈相機(jī)給輔助電機(jī)供電的電壓對(duì)稱度、平衡度、穩(wěn)定性都較差。劈相機(jī)只有在額定輸入電壓AC397V(對(duì)應(yīng)接觸網(wǎng)壓25kV)和空載情況下，才可形成三相對(duì)稱、平衡的AC380V供電電壓，而劈相機(jī)的實(shí)際輸入電壓是在AC302V～AC460V(對(duì)應(yīng)網(wǎng)壓19kV～29kV)范圍內(nèi)波動(dòng)，且負(fù)載經(jīng)常是根據(jù)機(jī)車運(yùn)行工況(如牽引與制動(dòng)、壓縮機(jī)打風(fēng)等)而變化的，可見由劈相機(jī)輸出的?三相交流電壓經(jīng)常是不平衡、不對(duì)稱、波動(dòng)的，嚴(yán)重時(shí)不對(duì)稱度大于10％，電壓波動(dòng)量超過30％。供電電壓的不對(duì)稱和欠不平衡，會(huì)導(dǎo)致輔助電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，影響輔助電機(jī)的運(yùn)用壽命。在實(shí)際應(yīng)用中，為了彌補(bǔ)供電電壓的不對(duì)稱度，往往在輔助電機(jī)(如牽引通風(fēng)和制動(dòng)通風(fēng)機(jī)電機(jī))輸入側(cè)并接“拉對(duì)稱”電力電容器組，還需要有投切電容器的相關(guān)接觸器，裝置比較繁瑣復(fù)雜，影響了輔助電機(jī)運(yùn)行的可靠性。劈相機(jī)供給輔助電機(jī)的電壓隨其輸入電壓和負(fù)載的波動(dòng)而波動(dòng)，輔助電機(jī)的供電額定電壓為AC380V，波動(dòng)范圍約-30％-+30％。特別在網(wǎng)壓較低或負(fù)載較重時(shí)，輔助電機(jī)輸出電壓較低，不能全額發(fā)揮其功率，不能在額定功率和額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，運(yùn)行效率較低。實(shí)際上電力機(jī)車的輔助電機(jī)在大多數(shù)情況下都是降額運(yùn)行，存在“大馬拉小車”的不合理現(xiàn)象。

(2)劈相機(jī)機(jī)起動(dòng)復(fù)雜，故障隱患突出，可靠性較差。劈相機(jī)只能空載起動(dòng)，不可帶載起動(dòng)，只有在劈相機(jī)完全起動(dòng)結(jié)束后，才可以將輔助電機(jī)負(fù)載逐個(gè)投入。劈相機(jī)一般的起動(dòng)時(shí)間都在10s以上，起動(dòng)時(shí)在供電相和發(fā)電相間接入起動(dòng)電阻，在起動(dòng)結(jié)束時(shí)再靠接觸器將起動(dòng)電阻切除掉。一旦切除起動(dòng)電阻動(dòng)作失效，或發(fā)生了帶載起動(dòng)現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致劈相機(jī)起動(dòng)失敗，就會(huì)造成輔助電機(jī)單相供電(俗稱“走單相”)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒損劈相機(jī)及輔助電機(jī)。切除起動(dòng)電阻的接觸器都是在大電流(約200A)下分?jǐn)嗟模佑|器的使用壽命也受到影響，這也是故障隱患。

(3)劈相機(jī)運(yùn)行的噪聲和震動(dòng)大。劈相機(jī)屬于運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))式供電電源，與靜止式(如輔助變流器)供電電源相比，噪聲和振動(dòng)都比較大，這對(duì)于司乘人員的工作環(huán)境是不利的。

(4)劈相機(jī)給輔助電機(jī)供電，起動(dòng)電流大，耗能多。在劈相機(jī)給輔助電機(jī)供電時(shí)，輔助電機(jī)為全壓直接起動(dòng)(非軟起動(dòng))，起動(dòng)電流大(為額定電流的5倍以上)。這樣大的供電沖擊電流，會(huì)影響輔助電機(jī)的運(yùn)用壽命，耗能也很大。

(5)劈相機(jī)在站段停車上，不宜停機(jī)，造成能耗，不利于節(jié)能，也給站?段增加機(jī)器運(yùn)行噪聲。機(jī)車在站段停車時(shí)，為保證風(fēng)管空氣壓力，壓縮機(jī)會(huì)隨機(jī)自起動(dòng)打風(fēng)，由于劈相機(jī)存在起動(dòng)復(fù)雜、費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)，所以往往機(jī)車在站段停留時(shí)，劈相機(jī)是不能停機(jī)的，這既耗能，也給站段增添機(jī)器運(yùn)行噪聲。

(6)由于劈相機(jī)不能帶載直接起動(dòng)，機(jī)車在通過接觸網(wǎng)分相段時(shí)，往往需要關(guān)斷各個(gè)輔助電機(jī)，再關(guān)斷劈相機(jī)。待通過分相段后，先起動(dòng)劈相機(jī)，再逐個(gè)起動(dòng)各個(gè)輔助電機(jī)，費(fèi)時(shí)耗力，給司乘員增加了過分相期間的工作量。

(7)劈相機(jī)供給輔助電機(jī)的三相交流電是定頻(50Hz)的，不能實(shí)現(xiàn)輔助電機(jī)的變頻調(diào)速運(yùn)行(如根據(jù)散熱所需風(fēng)速或發(fā)熱體的溫度)，這也不利于節(jié)能。

(8)在機(jī)車庫(kù)檢試驗(yàn)時(shí)，由于機(jī)車總裝調(diào)試庫(kù)中無(wú)單相大容量交流電源，所以庫(kù)檢試驗(yàn)時(shí)，一般只試驗(yàn)輔助電機(jī)的運(yùn)行，無(wú)法對(duì)劈相機(jī)及輔助供電回路中其它設(shè)備做試驗(yàn)。