[發明專利]一種用于電力機車的電力供給系統

有效

• 申請號: 202011040333.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112109596B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李建龍;牛可;張瓊潔;海方;陳奎元
• 申請（專利權）人: 湖北賽尼爾機械制造股份有限公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;B60M1/13
• 代理公司: 蕪湖宸澤知識產權代理事務所(普通合伙) 34208
• 代理人: 李俊建

本發明涉及一種用于電力機車的電力供給系統，包括接觸網，所述接觸網包括中性區和分別設于中性區兩端的供電臂一及供電臂二，包括TCMS機車控制器、供電單元和檢測單元，所述供電單元包括牽引變壓器、降壓變壓器、升壓變壓器、三相整流器和單相逆變器，所述檢測單元包括開關一及與開關一串聯的阻抗一、開關二及與開關二串聯的阻抗二、設于鋼軌上的位置傳感器；本發明提供的電力供給系統，通過改變中性段變流器輸出電壓，使中性區和供電臂產生同相位、同幅值的電壓，使電力機車在通過電分相區時，斷電滿負荷靠慣性駛過，消除機車的供電死區，提高安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于軌道交通技術領域，具體涉及一種用于電力機車的電力供給系統。

背景技術

電力機車是由牽引電動機驅動車輪運動的機車，電力機車因為所需電能由電氣化鐵路供電系統的接觸網供給，因此是一種非自帶能源的機車。電力機車以其功率大、過載能力強、牽引力大、速度快、整備作業時間短、維修量少、運營費用低、便于實現多機牽引、能采用再生制動以及節約能量等諸多優點，越來越廣泛地應用于鐵路運輸行業中，使用電力機車牽引車列，能夠提高列車運行速度和承載重量，從而大幅度地提高鐵路的運輸能力和通過能力。

目前我國電力系統采用三相供電系統，而電氣化鐵道牽引電網現采用的是分段單相供電，采用三相-單相變換器替代以前的牽引變壓器，從三相電網取電，通過變換器實現三相交流電轉化為工頻50Hz、有效值27.5kV的單相交流電，因而為保證電網三相供電系統平衡，U、V、W三相在牽引變電所的進線過程中換相連接，實現電氣化鐵道接觸網的三相負荷平衡。電分相是指在兩相轉換時，為了防止發生短路，各相間用絕緣物或空氣隔開。在我國電氣化鐵道接觸網上每隔20-25km就進行相間的轉換，設置一個電分相，相鄰分相由不同的兩相供電，兩相之間的間隔大約有30m的無電區（絕緣物或空氣），也稱為死區或分相區。傳統過分相方案中，存在變流器容量大、成本高，電力機車存在供電死區及不具備負序與無功電流補償能力的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決背景技術中所提出的問題，而提供一種用于電力機車的電力供給系統，通過改變中性段變流器輸出電壓，使中性區和供電臂產生同相位、同幅值的電壓，使電力機車在通過電分相區時，斷電滿負荷靠慣性駛過，消除機車的供電死區，提高安全性和可靠性。

本發明的目的是這樣實現的：

一種用于電力機車的電力供給系統，包括接觸網，所述接觸網包括中性區和分別設于中性區兩端的供電臂一及供電臂二，包括TCMS機車控制器、供電單元和檢測單元，所述供電單元包括牽引變壓器、降壓變壓器、升壓變壓器、三相整流器和單相逆變器，所述降壓變壓器的原邊輸出端子分別連接到供電臂一、供電臂二和鋼軌，所述降壓變壓器的副邊連接至三相整流器，所述升壓變壓器的原邊連接單相逆變器的交流輸出端，所述升壓變壓器的副邊與降壓變壓器二次繞組串聯后連接至中性區；

所述檢測單元包括開關一及與開關一并聯的阻抗一、開關二及與開關二并聯的阻抗二、設于鋼軌上的位置傳感器，所述開關一的一端連接至供電臂一，所述開關一的另一端通過開關二連接至供電臂二，所述開關一和開關二之間的連接線經分線連接至中性區，所述鋼軌上、對應接觸網的中性區、供電臂一及供電臂二處均設有位置傳感器，所述接觸網的中性區、供電臂一和供電臂二上分別均設有電壓互感器，所述接觸網通過受流器連接至TCMS機車控制器，所述受流器上設有用于檢測流經受流器電流的電流互感器。

優選的，所述位置傳感器、電壓互感器和電流互感器均連接至TCMS機車控制器。

優選的，所述開關一和開關二均為由兩個晶閘管閥串聯而成，所述晶閘管閥由晶閘管原件順序單向串聯組成，所述阻抗一和阻抗二均為靜態均壓電阻。

優選的，所述分線設兩條，所述兩條分線的輸入端均連接至開關一和開關二之間的連接線，所述兩條分線的輸出端分別連接至中性區的兩端。

優選的，所述受流器的輸出端連接牽引逆變器和輔助逆變器所述輔助逆變器的輸出端連接負載，所述牽引逆變器的輸出端連接牽引電機。