[發(fā)明專利]一種過分相電弧抑制方法、抑制裝置及過分相裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810098159.X
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN110091763B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡家喜;吳麗然;尚敬;何多昌;周方圓;曹洋;呂順凱;胡前;張志學(xué);何健明;仇樂兵;肖宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: B60M3/04
• 分類號: B60M3/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種過分相電弧抑制方法，在過分相過程中，在過分相裝置與中性區(qū)構(gòu)成的供電回路中加入一個補償電壓，以補償過分相裝置的電壓降。本發(fā)明還公開了一種過分相電弧抑制裝置，包括補償電壓電路，所述補償電壓電路串聯(lián)于由過分相裝置與中性區(qū)構(gòu)成的供電回路中，用于在此供電回路中加入一個補償電壓以補償過分相裝置的電壓降。本發(fā)明還進一步公開了一種過分相裝置，包括兩個開關(guān)組件，兩個開關(guān)組件分別與接觸網(wǎng)兩相供電臂以及中性區(qū)連接；兩個開關(guān)組件與中性區(qū)之間連接有如上所述的過分相電弧抑制裝置。本發(fā)明的電弧抑制方法、抑制裝置以及過分相裝置均具有有效減少或避免電弧產(chǎn)生等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及分過分相技術(shù)領(lǐng)域，特指一種過分相電弧抑制方法、抑制裝置及過分相裝置。

背景技術(shù)

電氣化鐵路接觸網(wǎng)采用單相工頻交流供電方式，為了降低電力系統(tǒng)三相供電網(wǎng)的電壓不平衡度以及提高電網(wǎng)利用率，電氣化鐵路采用分段分相供電，即在電壓相位不同的兩個供電臂之間嵌入一段無電的中性區(qū)，每個供電臂與中性區(qū)之間通過錨段關(guān)節(jié)平滑過渡。

在電氣化鐵路運營中，為了減小接觸網(wǎng)電分相區(qū)的不利影響，大多采用車載自動過分相或地面自動過分相。在地面自動過分相系統(tǒng)中，根據(jù)檢測到的電力機車或電動車組(以下簡稱列車)位置信息，控制主開關(guān)合理的分合，可以在不同時刻將中性區(qū)與其中一個供電臂電氣連接，使得中性區(qū)帶電運行，列車可以帶電通過中性區(qū)。

如圖1和圖2所示，在地面自動過分相系統(tǒng)中，主要采用機械開關(guān)(如真空斷路器)或電子開關(guān)(如晶閘管)實現(xiàn)列車自動過分相。圖1為以機械開關(guān)為主要部件實現(xiàn)的自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，一般由兩個供電區(qū)間的接觸線(α、β)、中性線(n)、兩個機械開關(guān)(S1、S2)、連接電纜(等效電阻RL，等效電感LL)。圖2為以電子開關(guān)為主要部件實現(xiàn)的自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，與圖1結(jié)構(gòu)基本相同。圖1和圖2為地面自動過分相裝置的基本構(gòu)成，在實際工程實施中還有其它相關(guān)部件，在此不做具體說明。

在電氣化鐵路的實際運行中，列車通過分相區(qū)的拉弧現(xiàn)象嚴重影響列車的安全運行，因而列車過分相的電弧抑制是在科學(xué)研究和工程實踐中都需要重點對待的。中性線與工作支接觸線的電壓差是電弧的主要誘發(fā)因素之一。在負載電流通過時，過分相裝置開關(guān)及電纜等部件會產(chǎn)生壓降，使得中性線與工作支接觸線之間存在電壓差，列車在進、出錨段關(guān)節(jié)過渡區(qū)時易產(chǎn)生電弧。電壓差是過分相電弧的主要誘發(fā)因素之一，但不同電氣化鐵路線路的差異很大，如鐵路供電方式、既有供電設(shè)備布置方式等都有很大不同。因此，自動過分相裝置及電纜等配套部件的參數(shù)各不相同，這些設(shè)備引起的電壓降也各不相同，給電弧抑制帶來了不便。

在現(xiàn)有的電氣化鐵路地面自動過分相系統(tǒng)中，暫未有有效的電弧抑制方案。

例如：專利200910108641.8《接觸網(wǎng)消弧控制裝置》是一種主要用于鐵路接觸網(wǎng)的消弧控制裝置，其用于消除接觸網(wǎng)拉弧跳閘和燒傷等故障現(xiàn)象，主要由消弧控制器MCU、過電壓吸收器MDA和永磁控制滅弧開關(guān)組成。該方案主要采用具有滅弧能力的永磁真空開關(guān)，在拉弧位置前提前分斷主電，抑制電弧的產(chǎn)生。主要缺點是每個錨段關(guān)節(jié)都需要一套消弧控制裝置，且增加了列車的斷電時間。缺點：該方案主要解決列車卸載拉弧問題，要求列車過分相前必須斷電運行，不適用于地面自動過分相的電弧抑制，更不適用于列車不斷電的地面自動過分相系統(tǒng)。

期刊《電氣化鐵道》(2008-10-15)中文獻《高速鐵路弓網(wǎng)電弧抑制方法的研究》提出在車載高壓側(cè)并聯(lián)一個適當(dāng)大小的電容，根據(jù)電容為儲能原件，其電壓不能突變的特性，使得列車過分相后短暫時間內(nèi)，由該電容向列車供電，降低電源及回路電感中能量在電弧中的消耗，達到抑制電弧的目的。缺點：該方案在列車過分相受電弓斷電后，僅解決列車內(nèi)部電弧抑制問題。要求列車過分相前必須斷電運行，不適用于地面自動過分相的電弧抑制，更不適用于列車不斷電的地面自動過分相系統(tǒng)。此外，要求每個列車變壓器高壓側(cè)都需要安裝電容器，成本高，實現(xiàn)難。同樣，該方案僅適用于斷電過分相，不適合應(yīng)用于基于電子開關(guān)的列車不斷電過分相。

發(fā)明內(nèi)容