專利名稱：一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，具體是一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路。
技術(shù)背景
電力機(jī)車由受電弓從供電網(wǎng)獲取電能，通過主斷路器、高壓隔離開關(guān)、變壓器后給機(jī)車牽弓丨系統(tǒng)和控制系統(tǒng)供電。
目前電力機(jī)車常見的運營模式有單機(jī)牽引、雙機(jī)外重聯(lián)牽引和雙機(jī)固定內(nèi)重聯(lián)牽引三種。單臺電力機(jī)車牽引用的網(wǎng)側(cè)主電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，正常運行時，網(wǎng)側(cè)電流先后經(jīng)過受電弓EOl (或E02)、高壓隔離開關(guān)Q03 (或Q04)、主斷路器Q01、變壓器T03原邊繞組，由軸端接地裝置GOl接地后回流至牽引變電所；兩臺電力機(jī)車外重聯(lián)牽引時，兩臺電力機(jī)車的網(wǎng)側(cè)電路之間是相互獨立的，由兩套圖1所示的電路并聯(lián)組成；兩臺電力機(jī)車固定內(nèi)重聯(lián)牽引的主電路如圖2所示，正常運行時，由一個受電弓受流供給兩臺機(jī)車電能，一個主斷路器承擔(dān)兩臺機(jī)車的電流通斷。
電動車組的網(wǎng)側(cè)電路典型結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括兩組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路，每組網(wǎng)側(cè)電路包括受電弓、高壓電壓互感器、主斷路器、接地開關(guān)、支路電流互感器、變壓器、高壓隔離開關(guān)、原邊高壓電流互感器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置。高壓電壓互感器、受電弓、主斷路器、高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線依次連接；主斷路器通過接地開關(guān)接地； 原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器依次連接而成的支路并聯(lián)接入主斷路器和高壓隔離開關(guān)之間；變壓器原邊繞組低壓端通過原邊接地電流互感器后，由軸端接地裝置接地；原邊高壓電流互感器與高壓電壓互感器各并聯(lián)一個避雷器；第一組網(wǎng)側(cè)電路通過一個高壓隔離開關(guān)和一套高壓彈性電纜與第二組網(wǎng)側(cè)電路連接。正常運行時，電動車組的網(wǎng)側(cè)電路受流過程與兩臺電力機(jī)車固定內(nèi)重聯(lián)相同，由一個受電弓受流給兩個牽引變壓器提供電能，一個主斷路器承擔(dān)整列車的電流通斷。
受單個主斷路器電流通斷能力、變壓器容量、牽引變流設(shè)備容量、牽引電機(jī)功率等因素的限制，上述網(wǎng)側(cè)電路無法滿足重載大功率牽引的需求；且上述網(wǎng)側(cè)電路中高壓電器部件出現(xiàn)故障后，整車動力損失大，故障出現(xiàn)后整車的可用性低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，滿足重載大功率牽引的需求，并使網(wǎng)側(cè)任意高壓電器部件出現(xiàn)故障后都能實現(xiàn)隔離，保證故障隔離后整車動力損失最小，提高整車故障狀態(tài)的可用性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，包括兩組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路，每組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路分別包括高壓電壓互感器、受電弓、 高壓隔離開關(guān)、主斷路器、接地開關(guān)、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、 軸端接地裝置。每組網(wǎng)側(cè)電路中，高壓電壓互感器、受電弓、第一個高壓隔離開關(guān)、第二個高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線依次連接；主斷路器、原邊高壓電流互感器、變壓器的原邊繞組、原邊接地電流互感器串聯(lián)組成的支路并聯(lián)接入兩個高壓隔離開關(guān)之間；變壓器原邊繞組低壓端通過原邊接地電流互感器后，由軸端接地裝置接地；主斷路器兩端與接地開關(guān)連接；第一組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)與第二組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線及高壓彈性電纜連接。
本發(fā)明的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路還包括一組不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路，不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路包括主斷路器、接地開關(guān)、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置，主斷路器、原邊高壓電流互感器、變壓器的原邊繞組、原邊接地電流互感器依次連接，主斷路器兩端與接地開關(guān)連接；不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路并聯(lián)接入第一組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)和第二組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)之間。
每組帶受電弓的電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路至少包括一個受電弓，在每個受電弓附近都設(shè)置有至少一個避雷器和一個電壓互感器，該避雷器和電壓互感器的高壓輸入端與受電弓相連。
每組帶受電弓的電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路設(shè)置了至少兩個高壓隔離開關(guān)，分別用于隔離受電弓和隔離相鄰機(jī)車的網(wǎng)側(cè)電路。
在每個主斷路器附近設(shè)置一個避雷器，對網(wǎng)側(cè)高壓部件的操作過電壓能有效吸收。
每節(jié)機(jī)車的網(wǎng)側(cè)電路至少設(shè)置一個原邊高壓電流互感器和一個原邊接地電流互感器，進(jìn)行原邊電流檢測，檢測到的電流信號用于機(jī)車控制和保護(hù)。
在每個受電弓附近設(shè)置一個高壓電壓互感器，為整個電力機(jī)車組提供升單個受電弓運行時所需的供電網(wǎng)電壓信號，并保證整個電力機(jī)車組升兩個受電弓運行時，每節(jié)由受電弓供電的機(jī)車都能獲得對應(yīng)受電弓處的供電網(wǎng)電壓同步信號。
每節(jié)機(jī)車至少包含一個主斷路器和一個接地開關(guān)，且接地開關(guān)設(shè)置在主斷路器兩端，保證網(wǎng)側(cè)電路需要接地時能使主斷路器兩端的電路同時接地。
本發(fā)明的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路中，不帶受電弓的機(jī)車從機(jī)車組中移出后，可由兩節(jié)帶受電弓的機(jī)車構(gòu)成新的完整的電力機(jī)車組，網(wǎng)側(cè)電路保護(hù)與故障隔離功能不受影響； 帶受電弓的機(jī)車可以單節(jié)運用，不帶受電弓的機(jī)車可以和帶受電弓的機(jī)車編組后運用，本發(fā)明的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路使網(wǎng)側(cè)高壓電器部件出現(xiàn)故障后都能實現(xiàn)隔離，并保證故障隔離后整車動力損失最小，滿足了大功率牽引的需求，并提高了故障狀態(tài)下的整車可用性。


圖1為單臺電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路原理圖2為固定內(nèi)重聯(lián)電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路原理圖3為電動車組典型網(wǎng)側(cè)電路原理圖4為本發(fā)明一實施例電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路原理其中
E01/E02/E11/E21/E31 受電弓；Q01/Q11/Q21/Q33 主斷路器；Q03/Q04/Q13/Q23/ Q31/Q32 高壓隔離開關(guān)；T01/T11/T21/T31 高壓電壓互感器；T02/T04/T12/T22/T32 原邊高壓電流互感器；Q02/Q12/Q22/Q14/QM/Q;M 接地開關(guān)；T03/T13/T23/T33 變壓器；T14/T24/T34 原邊接地電流互感器；F01/F11/F12/F21/F31/F32 避雷器；T15/T25 支路電流互感器。
具體實施方式
圖4所示電路是本發(fā)明一實施例提供的一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路結(jié)構(gòu)，由兩組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路和一組不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路構(gòu)成三節(jié)帶動力的電力機(jī)車組的網(wǎng)側(cè)主電路，其中第一組和第三組為帶受電弓的電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路，第二組為不帶受電弓的電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路。第一組和第三組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路包括高壓電壓互感器T11/T31、受電弓 E11/E31、高壓隔離開關(guān)Q13/Q23/Q31/Q32、主斷路器Q11/Q33、接地開關(guān)Q14/Q34、原邊高壓電流互感器T12/T32、變壓器T13/T33、原邊接地電流互感器T14/T34、軸端接地裝置Gll/ G31 ；第二組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路包括主斷路器Q21、接地開關(guān)Q24、原邊高壓電流互感器T22、 變壓器T23、原邊接地電流互感器T24、軸端接地裝置G21。第一組和第三組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路中，高壓電壓互感器、受電弓、第一個高壓隔離開關(guān)、第二個高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線依次連接，主斷路器、原邊高壓電流互感器、變壓器的原邊繞組、原邊接地電流互感器串聯(lián)組成的支路并聯(lián)接入兩個高壓隔離開關(guān)之間，變壓器原邊繞組低壓端通過原邊接地電流互感器后，由軸端接地裝置接地，主斷路器兩端與接地開關(guān)連接；第二組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路中，主斷路器Q21、原邊高壓電流互感器T22、變壓器T23的原邊繞組、原邊接地電流互感器TM依次連接，主斷路器Q21兩端與接地開關(guān)QM連接；第一組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)Q23與第三組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)Q32通過高壓彈性電纜連接，第三組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路并聯(lián)接入第一組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)Q23和第三組電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)Q32之間。
本實施例電路的工作過程如下
(1)電力機(jī)車組正常運行情況下，只升一個受電弓。受電弓Ell升起受流時，高壓隔離開關(guān)Q13、Q23、Q32都處于閉合狀態(tài)，受流過程如下
供電網(wǎng)電流通過受電弓Ell進(jìn)入電力機(jī)車組車頂高壓母線，流經(jīng)高壓隔離開關(guān) Q13后，一部分電流通過主斷路器Q11、變壓器T13原邊繞組和軸端接地裝置Gll ；—部分電流通過高壓隔離開關(guān)Q23、高壓彈性電纜M12、主斷路器Q21、變壓器T23原邊繞組和軸端接地裝置G21 ；—部分電流通過高壓隔離開關(guān)Q23、高壓彈性電纜M12和M23、高壓隔離開關(guān) Q32、主斷路器Q33、變壓器T33原邊繞組和軸端接地裝置G31。
(2)電力機(jī)車組正常運行情況下，受電弓E31升起受流時，高壓隔離開關(guān)Q23、Q32、 Q31都處于閉合狀態(tài)，受流過程如下
供電網(wǎng)電流通過受電弓E31進(jìn)入電力機(jī)車組車頂高壓母線，流經(jīng)高壓隔離開關(guān) Q31后，一部分電流通過主斷路器Q33、變壓器T33原邊繞組和軸端接地裝置G31 ；—部分電流通過高壓隔離開關(guān)Q32、高壓彈性電纜M23、主斷路器Q21、變壓器T23原邊繞組和軸端接地裝置G21 ；—部分電流通過高壓隔離開關(guān)Q32、高壓彈性電纜M23和M12、高壓隔離開關(guān) Q23、主斷路器Q11、變壓器T13原邊繞組和軸端接地裝置G11。
(3)當(dāng)受電弓Ell出現(xiàn)故障時，高壓隔離開關(guān)Q13打到斷開位，可將受電弓Ell隔離開來，由受電弓E31從供電網(wǎng)獲取電能，整個電力機(jī)車組的受流過程與(2)相同，不損失整車動力；
(4)當(dāng)受電弓E31出現(xiàn)故障時，高壓隔離開關(guān)Q31打到斷開位，可將受電弓E31隔離開來，由受電弓Ell從供電網(wǎng)獲取電能，整個電力機(jī)車組的受流過程與(1)相同，不損失整車動力；
(5)主斷路器Qll故障時，Ell受電弓不升起，斷開高壓隔離開關(guān)Q23，將主斷路器 Qll所在機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路切除，由受電弓E31受流給另外兩節(jié)車供電；
(6)主斷路器Q21故障時，斷開高壓隔離開關(guān)Q23和Q32，將主斷路器Q21所在機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路隔離，升起受電弓Ell和受電弓E31，分別給另外兩節(jié)機(jī)車供電；
(7)主斷路器Q33故障時，E31受電弓不升起，斷開高壓隔離開關(guān)Q32，將主斷路器 Q33所在機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路切除，由受電弓Ell受流給另外兩節(jié)車供電；
(8)任何一節(jié)機(jī)車的變壓器故障時，可斷開對應(yīng)支路上的主斷路器將故障變壓器隔離，而不影響其它機(jī)車受流；
(9)在每節(jié)車的網(wǎng)側(cè)電路支路上，原邊高壓電流互感器輸入端子和主斷路器輸出端子之間至少設(shè)置一個避雷器，用于吸收對應(yīng)支路上的主斷路器操作過電壓，以免操作過電壓對變壓器及牽引變流系統(tǒng)等設(shè)備造成破壞；
(10)在每個受電弓附近至少設(shè)置一個避雷器，用于吸收對應(yīng)機(jī)車上受電弓的操作過電壓和來自供電網(wǎng)的瞬時過電壓，以避免受電弓操作過電壓和供電網(wǎng)的瞬時過電壓對網(wǎng)側(cè)高壓電壓互感器等檢測設(shè)備造成破壞；
(11)在每個受電弓附近至少設(shè)置一個電壓互感器，用于檢測供電網(wǎng)電壓，同時給機(jī)車的牽引控制系統(tǒng)提供網(wǎng)側(cè)電壓同步信號。
權(quán)利要求
1.一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，包括兩組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路，每組網(wǎng)側(cè)電路分別包括高壓電壓互感器、受電弓、高壓隔離開關(guān)、主斷路器、接地開關(guān)、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置，其特征在于，每組網(wǎng)側(cè)電路中，高壓電壓互感器、 受電弓、第一個高壓隔離開關(guān)、第二個高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線依次連接，主斷路器、原邊高壓電流互感器、變壓器的原邊繞組、原邊接地電流互感器串聯(lián)組成的支路并聯(lián)接入兩個高壓隔離開關(guān)之間，原邊接地電流互感器通過軸端接地裝置接地，主斷路器兩端與接地開關(guān)連接；第一組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)與第二組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線、高壓彈性電纜或高壓連接器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，其特征在于，還包括一組不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路，不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路包括主斷路器、接地開關(guān)、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置，主斷路器、原邊高壓電流互感器、變壓器的原邊繞組、原邊接地電流互感器依次連接，主斷路器兩端與接地開關(guān)連接，不帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路并聯(lián)接入第一組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)和第二組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路的第二個高壓隔離開關(guān)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，其特征在于，每組網(wǎng)側(cè)電路分別包括至少一個避雷器，避雷器與主斷路器并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，其特征在于，所述每組網(wǎng)側(cè)電路中，受電弓為至少一個，高壓電壓互感器為至少一個，高壓電壓互感器的高壓輸入端與受電弓相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，其特征在于，所述每組網(wǎng)側(cè)電路中，高壓隔離開關(guān)為兩個以上，高壓隔離開關(guān)通過車頂高壓母線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，其特征在于，所述每組網(wǎng)側(cè)電路中原邊高壓電流互感器、原邊接地電流互感器、主斷路器和接地開關(guān)為一個以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路，包括兩組帶受電弓的網(wǎng)側(cè)電路，每組網(wǎng)側(cè)電路分別包括高壓電壓互感器、受電弓、高壓隔離開關(guān)、主斷路器、接地開關(guān)、避雷器、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置；本發(fā)明所公開的電力機(jī)車組高壓電路還包括一組不帶受電弓的高壓電路，含主斷路器、接地開關(guān)、避雷器、原邊高壓電流互感器、變壓器、原邊接地電流互感器、軸端接地裝置；這三組高壓電路通過車頂高壓母線和高壓聯(lián)接電纜連接。本發(fā)明的電力機(jī)車組網(wǎng)側(cè)電路可滿足重載大功率牽引的需求，且網(wǎng)側(cè)任意高壓電器部件出現(xiàn)故障后都能實現(xiàn)隔離，并保證故障隔離后整車動力損失最小。
文檔編號B60L5/18GK102490618SQ20111038575
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者康明明, 張振華, 成本權(quán), 溫中建, 金希紅, 韓行一, 顏罡 申請人:南車株洲電力機(jī)車有限公司