[發明專利]一種用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法及其裝置

在審

• 申請號: 201611178346.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106740283A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李冠中;王天舒
• 申請（專利權）人: 李冠中;王天舒
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;B60M3/04
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 董一寧

1.一種用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法，其特征在于：在兩個相鄰的牽引變電所設置分相區且在分相處設置一套柔性相位變換裝置，該裝置的電源取自其中一側牽引變電所的供電臂或取自外部電源，柔性相位變換裝置的輸出向中性段供電；柔性相位變換裝置輸出與機車的位置有關，在機車進入中性段前，使得中性段的相位與機車后面的接觸網供電臂相位一致，當機車進入中性段后，柔性相位變換裝置的輸出在每個周波增加一個相位角，這樣，經過幾個周波的變換，逐步使中性段的相位變換成機車前進方向的接觸網供電臂的相位。

2.一種根據權利要求1所述的用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法所用的裝置，牽引變電所1(1)經饋線斷路器(4)向接觸網供電臂(6)供電，牽引變電所2(2)經饋線斷路器(5)向接觸網供電臂(7)供電，接觸網供電臂(6)經分段絕緣器(10)與中性段(14)相連，供電臂(7)經分段絕緣器(11)與中性段(14)相連，其特征在于：接觸網供電臂(6)上連接監測裝置(8)用于監測供電臂(6)的電流和電壓信號，接觸網供電臂(7)上連接監測裝置(9)用于監測供電臂(7)的電流電壓信號；柔性相位變換裝置(3)經過斷路器(12)與接觸網供電臂(6)相連并經斷路器(13)與中性段(14)相連，中性段(14)連接有一臺單相電壓傳感器(37)用于監測中性段(14)的電壓；

所述柔性相位變換裝置(3)由輸入電流互感器(34)、輸入整流變壓器(32)、交直交移相模塊(31)、電抗型升壓輸出變壓器(33)、電抗器(35)、電阻(30)以及控制裝置組成；上述斷路器(12)經過輸入電流互感器(34)連接至輸入整流變壓器(32)的原邊一端，而輸入整流變壓器(32)的原邊另一端和鋼軌(25)連接；所述輸入整流變壓器(32)的次邊連接至交直交移相模塊(31)的輸入端，交直交移相模塊(31)的兩個輸出端連接至電抗型升壓輸出變壓器(33)原邊的兩個輸入端，電抗型升壓輸出變壓器(33)的次邊的一端連接至電抗器(35)的輸入端，次邊的另一端與鋼軌(25)連接；所述電抗器(35)和一臺電阻(30)的并聯后形成的輸出端(B)與斷路器(13)輸出端連接，可以向中性段(14)的負載供電；

所述控制裝置由一套監控單元(22)、一套DSP控制單元(21)和一組功率驅動模塊(20)組成，監控單元(22)與DSP控制單元(21)之間通過光纖或雙絞線通信，而DSP控制單元(21)與功率驅動模塊(20)之間通過光纖通信；功率驅動模塊(20)與柔性相位變換裝置(3)中的交直交移相模塊(31)相連，實現對交直交移相模塊(31)的控制；DSP控制單元(21)與監測裝置(8)和監測裝置(9)中的單向電壓互感器(38)的輸出端連接、與柔性相位變換裝置(3)中的輸入電流互感器(34)和單相電壓傳感器(37)的輸出端連接，用于接收被連接設備的電流和電壓數據；監控單元(22)與斷路器(12)、斷路器(13)連接實現柔性相位變換裝置(3)的投入與切除。

3.根據權利要求2所述的用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法所用的裝置，其特征在于：上述交直交移相模塊(31)是由整流橋或全控整流橋(28)、整形回路(29)、全控逆變橋(30)的串接形成的。

4.根據權利要求2所述的用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法所用的裝置，其特征在于：上述在接觸網供電臂(6)安裝一段機車位置監測導線(39)與接觸網供電臂(6)平行，監測裝置(8)中的單相電壓互感器(38)輸入端中的一端與這一段接觸導線(39)相連，而另一端與鋼軌(25)相連。

5.根據權利要求2所述的用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法所用的裝置，其特征在于：上述中性段(14)外側設置一段接觸導線(40)。

6.根據權利要求3所述的用于電氣化鐵道的柔性同相供電方法所用的裝置，其特征在于：上述整形回路(29)是在整流橋(30)輸出的直流環節的正極回路中串聯一臺電抗器，在正、負極之間并聯一組電解電容和高頻電容、二極管、IGBT電子開關和電阻，以整理直流波形和吸收高頻信號。