[發明專利]兼具融冰與能饋功能的牽引供電系統

有效

• 申請號: 202110871620.2
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113370849B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李增勤;魏應冬;沈華;侯靈犀;李笑倩;張冬冬;白雪蓮;黃紅志
• 申請（專利權）人: 清華大學;中鐵電氣化局集團有限公司;中鐵電氣工業有限公司
• 主分類號: B60M1/13
• 分類號: B60M1/13;B60M1/02;B60M1/30;B60M3/00;B61L1/02;B61L1/20
• 代理公司: 石家莊領皓專利代理有限公司 13130
• 代理人: 阿曉東

本發明涉及鐵路供電技術領域，提出了兼具融冰與能饋功能的牽引供電系統，包括多個供電區間，每個供電區間對應設置有牽引變壓器，每個供電區間均設置有整流機組牽引所或柔性直流牽引所；整流機組牽引所的輸入端與牽引變壓器連接，整流機組牽引所的輸出正極通過供電開關與上行供電軌連接，整流機組牽引所的輸出負極與上行走行軌連接；柔性直流牽引所的輸出正極通過第一開關與上行供電軌連接，直流牽引所的輸出負極通過第四開關與上行走行軌連接，每個供電區間均設置有第五開關，第五開關的一端與上行供電軌連接，另一端與上行走行軌連接。通過上述技術方案，解決了相關技術中牽引供電軌道融冰操作復雜、能耗高的問題。

技術領域

本發明涉及鐵路供電技術領域，具體的，涉及兼具融冰與能饋功能的牽引供電系統。

背景技術

當前中國高速鐵路、城市輕軌等軌道交通行業飛速發展，成為人們出行的重要方式，為日常生活帶來了極大的便利。然而，機車牽引供電軌道暴露在復雜多變的自然環境中，在惡劣的環境溫度和濕度情況下會出現覆冰問題，導致機車受電弓無法正常取電，影響機車運行，甚至導致受電弓損壞及機車運行事故。因此，研究牽引供電軌道融冰或防止覆冰，是實現電氣化軌道交通急需解決的問題，對于軌道交通行業的發展具有非常重要的意義。

目前常規的牽引供電系統整流站多采用二極管作為整流器件，所構成的牽引供電系統結構如附圖1所示，每個牽引供電裝置均為二極管整流器，牽引供電裝置的直流正極與機車的上行供電軌和下行供電軌相連，牽引供電裝置的直流負極與上行走行軌和下行走行軌相連，牽引供電裝置的交流端通過變壓器與牽引供電系統的交流母線相連，牽引供電系統交流母線再通過變壓器與城市電網相連。此外，每個牽引供電裝置配有無功補償裝置與濾波裝置，相鄰兩個牽引供電裝置之間為一個供電區間。

目前針對牽引供電軌道融冰及防覆冰問題，工程應用中主要采取的方法主要有三種。傳統的線路覆冰大多依靠人工清除，即使用工具將覆冰敲碎掉落，其缺點是清理成本高、效率低、范圍有限、且對線路損傷大；另一種方式是接觸網熱滑法，其利用車輛惰行時受電弓刮除接觸線上的覆冰，該方法由于過度的機械摩擦對線路的磨損很大，縮短線路的壽命周期，造成線路不平滑，運行時也會產生電弧，影響列車的安全運行。第三種方式是通過外加加熱裝置，加熱融化線路覆冰，由于熱傳導效率不高，鋪設加熱設備成本高。如果軌道經過地形復雜或自然條件惡劣地區，鋪設加熱設備難度更大，且日常運行維護困難。此外，也有研究采用化學藥劑法，即在線路結冰前，在受電弓上裝設涂刷設備，將防結冰藥劑涂抹在導線上，其缺點是藥劑有效時間有限，且容易污染空氣，因此應用較少。

綜上所述，為了推動軌道交通的快速發展，亟需方便、可靠、靈活的技術來解決牽引供電軌道融冰及防覆冰問題。

發明內容

本發明提出兼具融冰與能饋功能的牽引供電系統，解決了相關技術中牽引供電軌道融冰操作復雜、能耗高的問題。

本發明的技術方案如下：每個供電區間均設置有整流機組牽引所或柔性直流牽引所，所述整流機組牽引所的個數大于所述柔性直流牽引所的個數；

所述整流機組牽引所的輸入端與牽引變壓器連接，所述整流機組牽引所的輸出正極通過供電開關與上行供電軌連接，所述整流機組牽引所的輸出負極與上行走行軌連接；

所述柔性直流牽引所的輸出正極通過第一開關與上行供電軌連接，所述直流牽引所的輸出負極通過第四開關與上行走行軌連接，

每個供電區間均設置有第五開關，所述第五開關的一端與上行供電軌連接，另一端與上行走行軌連接。

進一步，每個供電區間還設置有第二開關，所述柔性直流牽引所的輸出正極通過第二開關與下行供電軌連接，所述直流牽引所的輸出負極通過第四開關與下行走行軌連接。

進一步，所述整流機組牽引所和柔性直流牽引所間隔設置，每N個整流機組牽引所之間設置有一個柔性直流牽引所，其中N為大于等于1的整數。