[發明專利]一種用于高速列車的牽引供電系統及其車載儲放電系統

有效

• 申請號: 201610398211.4
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107472037B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 宋玉泉;管曉芳;王明輝;吳文福
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;B60L9/00;B60L50/53;B60L50/14;B60L53/20;B60L50/40;B60L50/75
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 楊勝軍

1.一種用于高速列車的牽引供電系統，包括車內供電裝置，所述車內供電裝置包括車內動力供電和輔助供電電路和車載儲放電電路，所述車內動力供電和輔助供電電路和車載儲放電電路構成復合線路，其中由牽引供電網牽引變壓器副邊的兩路單相α和β電經雙相受電弓T1和T2輸入車內供電系統，當雙相受電弓T1和T2的一個升起時，另一個必須降下，其中單相α電始終與車內動力供電和輔助供電電路相連，單相β電始終與車載儲放電電路相連，車內動力供電和輔助供電電路與車載儲放電電路彼此獨立、互相絕緣，當雙相受電弓T1和T2都降下時，單相α電和單相β電不供電。

2.根據權利要求1所述的牽引供電系統，其特征在于，所述車載儲放電電路包括超級電容器和高能蓄電池的組合。

3.根據權利要求1或2所述的牽引供電系統，其特征在于，所述車內動力供電和輔助供電電路包括車內基本線路，其中車內基本線路通過主變流器輸出的直流電分為兩路：第一路經輔助變流器直接連至輔助供電系統，第二路經牽引變流器供給牽引電動機而連接至動力供電系統，其中在所述主變流器與所述輔助變流器之間設置引出連接線，該引出連接線的接線端為A端，以及在所述主變流器和牽引變流器之間設置雙向開關K3，當雙向開關K3的B-C的C端接通時，斷開雙向開關K3的B-B接線。

4.根據權利要求3所述的牽引供電系統，其特征在于，當動車進入L₁區段時，由牽引供電網輸至雙相受電弓T1，經雙相切斷開關K1_α輸入車內的α電，或者動車進入下一個L₁區段時，由牽引供電網輸至雙相受電弓T2，經雙相切斷開關K2_α輸入車內的單相α電，單相α電供給車內動力供電和輔助供電電路；當動車進入L₁區段時，由牽引供電網輸至雙相受電弓T1，經雙相切斷開關K1β輸入車內的β電，或者動車進入下一個L₁區段時，由牽引供電網輸至雙相受電弓T2，經雙相切斷開關K2_β輸入車內的單相β電，單相β電經主變流器輸出的直流電分為兩路：一路經二極管直接連至由基本線路的主變流器與輔助變流器之間引出的連接線的A端；另一路由車載儲放電電路的輸出端經二極管接至基本線路的雙向開關K3的C端，二極管防止電流的能量回流。

5.根據權利要求4所述的牽引供電系統，其特征在于，復合線路的主變流器經二極管與基本線路的連接線的A端相連，A端連至基本線路的輔助變流器，于是復合線路的輔助供電和基本線路的輔助供電具有共用的輔助供電系統，共用的輔助供電系統的輔助變流器、濾波變壓器的變壓器和蓄電池具有增大的容量，其中蓄電池是鋰離子蓄電池，其容量大于等于基本線路的蓄電池的容量與動車進入L₂區段所需的輔助供電量之和，其中在L2區段不設供電網也無需電網的支撐結構。

6.根據權利要求3所述的牽引供電系統，其特征在于，由車載儲放電電路輸出的電流經二極管與基本線路的雙向開關K3的C端相連，進入基本線路的動力供電系統，此時，斷開雙向開關K3的B-B，復合線路的動力供電和基本線路的動力供電具有共用的供電系統，車內儲放電線路具有增大能量容量的高能蓄電池，其中高能蓄電池的額定電壓與牽引逆變器的電壓相匹配，高能蓄電池的能量容量要大于等于動車進入L₂區段所需的能量，所述高能蓄電池組由石墨烯、氫燃料、或鋰離子電池并串結合。

7.根據權利要求3所述的牽引供電系統，其特征在于，車載儲放電電路是由單相β電經主變流器輸出的直流電，直流電的負極接至車載儲放電電路的主電路的負極，直流電的正極輸入充電緩沖電路，充電緩沖電路由短接接觸器和充電限流電阻并聯后串接在主電路的正極中，當超級電容器組電壓低于下限時，斷開短接接觸器，將充電限流電阻接入電路，限制供電時的瞬時充電電流；當超級電容組電壓高于下限時，由控制器輸出的信號吸合短接接觸器，將充電限流電阻切除，超級電容器組是跨接在主電路的正負極之間，由充電緩沖電路輸出的電流給超級電容器組充電。