CN101811451B - 一种机车过分相控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机车过分相控制方法,通过机车的实时速度和当前牵引力等参数得出合适的卸载斜率进行牵引力卸载,以解决机车可能合主断过分相和过分相时牵引力卸载过早的问题;使机车在过分相时尽可能的保持其速度,减少列车停在分相区需要救援的几率。

Description

一种机车过分相控制方法
技术领域
本发明涉及机车控制领域,具体是一种机车过分相控制方法。
背景技术
由于铁路牵引接触网使用的是单相工频交流电,为了使电力系统三相负荷平衡和提高电网利用率,要求电气化铁路接触网分段分相供电,为防止相间短路,各相间用空气或者绝缘物分割,称为分相。在通过分相区时,机车需要断开主断使受电弓在无电流的状态下通过分相区。如果没有分断主断就通过分相区将会在受电弓和接触网间拉出很大的电弧,可能导致接触网烧断。
现在的自动过分相方式是在分相区的前后都埋下磁铁G1点-G4点以提供分相的指示信号(如图1,从左至右,G1点为预告信号,G2点为断主断信号,G3点和G4点都为恢复信号;从右至左则相反)。G1点-G4点的设置距离一般由具体的铁路标准进行预先设定。机车上安装有自动过分相装置,此装置将收到的G1点-G4点的指示信号(其中预告/恢复为一路信号,断主断为一路信号),再发送给机车控制系统。同时,机车控制系统将机车的运行方向发给自动过分相装置。机车在收到分相指示信号后按照固定的牵引力下降斜率卸载牵引力,然后分断主断;通过分相区后在收到闭合信号后再自动闭合主断。在此种技术中,机车只根据自动过分相装置收到的发给机车控制系统的信号(预告/恢复,断主断)进行主断分断/闭合的操作,当机车控制系统发送至自动过分相装置的运行方向信号相反时,会导致机车闭合着主断过分相的中性区,引起严重拉弧,严重时还可能导致接触网烧断。
除上述问题以外,现有机车在过分相时收到预告/恢复信号会以固定的牵引力下降斜率卸载牵引力,当机车重载上长大坡道时,会因为没有牵引力而导致列车停在分相区内,导致机破。
在操作方面,司机在特定情况下需要切除自动过分相装置时,司机不能在司机室切除自动过分相功能,而须到机械间的主机上切除,不利于方便操作。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷,本发明目的旨在提供一种过分相控制方法,以解决机车可能合主断过分相和过分相时牵引力卸载过早的问题;使机车在过分相时尽可能的保持其速度,减少列车停在分相区需要救援的几率。
为实现上述发明目的,本发明采取的技术方案是,一种机车过分相控制方法,在分相中性区两侧设有四个触发点G1点-G4点,其中按照机车的运行方向分别是:G1点触发过分相预告信号;G2点触发过分相强断信号,G3点和G4点为过分相恢复信号,其特征是,过分相控制过程包括如下步骤:
1)机车正常运行时,当机车控制系统接收到自动过分相装置发来的由G1点触发的过分相预告信号时,执行步骤2);当没有接收过分相预告信号,而直接接收到G2点触发的过分相强断信号时,执行步骤3);当机车控制系统接收到自动过分相装置发出的故障信号或者手动过分相指令时,执行步骤4);当机车控制系统接收到司机手动过分相指令超过设定时间时,执行步骤8);
2)机车控制系统在收到自动过分相装置接收的过分相预告信号后,机车控制系统根据已知的G1点到G2点的距离L、机车的当前速度V以及当前的牵引力F来计算牵引力卸载斜率k或者得出卸载延迟时间t,以使得出的牵引力卸载斜率或者卸载延迟时间能保证机车在到达G2点时或在G2点之前机车的牵引力卸载到零,即k≥FV/L,t≥L/V-F/k1,其中k1为设定的最大卸载斜率;当牵引力卸载至零后,断开主断,并执行步骤5);
3)当机车控制系统接收到G2点触发的过分相强断信号时,机车经过延时后断开主断,在该段延时中,机车同时以固定牵引力卸载斜率卸载牵引力;再执行步骤5);
4)机车控制系统不接受自动过分相装置的指令信号,并发出固定牵引力卸载斜率指令,当机车牵引力卸载至零后,断开主断;再执行步骤5);
5)机车控制系统检测接触网电压是否中断在恢复,如果是,执行步骤6),如果不是,执行步骤7);
6)机车控制系统将闭合机车主断,并根据机车牵引手柄当前的位置重新给出牵引力;然后再返回运行步骤1);
7)机车控制系统经延时后或者收到自动过分相装置发来的恢复信号后,采取手动闭合主断,然后再返回运行步骤1);
8)机车控制系统将隔离自动过分相功能,只有当机车控制系统再次接收到手动过分相指令超过设定时间时,机车控制系统将启动自动过分相功能,然后再返回运行步骤1);
作为优选方案,所述步骤2)之后,可进行步骤2’):机车按照计算的卸载斜率或者延时时间卸载牵引力,并实时检测机车距G2点的当前距离L’、机车的当前速度V’以及当前的牵引力F’,并计算出机车在G2点或该点之前是否可以将牵引力卸载到零,如可以则保持当前的卸载斜率,如不可以则进一步加大卸载斜率。
本发明通过实时计算机车牵引力卸载斜率和过分相时检测网压中断的方法,提高了电力机车通过分相区的安全性,降低了电力机车在通过分相区时停在分相区的几率;并实现了司机室隔离自动过分相装置的功能,具有安全可靠,容易实现,推广应用方便的优点。
在电力机车上采用本发明的方法,即可以完成电力机车自动过分相功能,并能根据需要在司机室切除自动过分相装置。避免了其他方法存在的风险,并提高了过分相通过能力,具有很大的应用前景。
附图说明
图1是实施例所述过分相控制方法的原理示意图;
具体实施方式
实施例1,如图1所示,机车从左向右通过图中所示中性区,即两相供电中的分相区。,G1点、G2点、G3点和G4点为分相区两侧安装指示信号的点(一般G1点至G2点和G3点至G4点之间的距离为165米,G2点和G3点距中性区的距离为35米):
1)机车正常运行,当机车控制系统接收到自动过分相装置发来的过分相预告信号G1点时,执行步骤2);当没有接收G1点直接接受到过分相强断信号G2点时,执行步骤4);当机车控制系统接收到自动过分相装置发来的故障信号时,执行步骤5);当机车控制系统接收到司机给出的手动过分相指示达到10秒时,执行步骤9);
2)机车控制系统在收到自动过分相装置收到的地面预告信号G1点后,机车控制系统将根据已知的L(G1点到G2点的距离)和机车的当前速度V以及当前的牵引力F来计算牵引力卸载斜率,此斜率将保证机车到达G2点时,机车的牵引力提前10米卸载到零;并在司机室微机显示屏上显示“自动过分相开始”;并执行步骤3);
3)机车按照计算的卸载斜率或者延时时间卸载牵引力,并实时计算当前的条件是否满足要求,如满足则保持当前的条件,如不满足则进一步加大卸载斜率;当牵引力卸载至零后断开主断;并执行步骤6);
4)当机车控制系统接收到G2点触发的强断信号时,机车控制系统发出200kN/s的牵引力卸载斜率指令,同时在收到G2点触发的强断信号延时1秒后断开主断;并在司机室微机显示屏上显示“自动过分相开始”;并执行步骤6);
5)机车控制系统接收到司机给出的手动过分相指示信号后,控制系统将发出75kN/s的牵引力卸载斜率指令,并在司机室微机显示屏上显示“过分相手动开始”;当机车牵引力卸载至零后,断开主断;并执行步骤6);
6)机车控制系统检测接触网电压是否中断在恢复(从有电至无电,再从无电至有电),如果是,执行步骤7),如果不是,执行步骤8);
7)机车控制系统将闭合机车主断,并根据机车牵引手柄当前的位置重新给出牵引力;并在司机室微机显示屏上显示“自动过分相成功完成”,并在90秒内忽略来自自动过分相装置的信号,然后再返回运行步骤1);由于本实施例中自动过分相装置发给机车控制系统的预告和恢复信号为一路通道,因此在此步骤中,为了屏蔽将恢复信号当做预告信号需要设置一定时间,即90秒时间忽略来自自动过分相装置的信号。
8)机车控制系统将在等待30秒后或者收到自动过分相装置发来的恢复信号G3点时,在司机室微机显示屏上提示“自动过分相失败,请手动闭合主断”;并在90秒内忽略来自自动过分相装置的信号,然后在返回运行步骤1);
9)机车控制系统将忽略来自自动过分相装置的信号(相当于隔离自动过分相装置),并在司机室微机显示屏上显示“自动过分相装置已经隔离,过分相必须手动完成”,此时过分相由司机控制完成;当司机再次给出的手动过分相指示超过10秒,机车控制系统将重新接收来自自动过分相装置的信号,并在司机室微机显示屏上显示“自动过分相装置已经投入”,并返回运行步骤1)。

Claims (2)

1.一种机车过分相控制方法,在分相中性区两侧设有四个触发点G1点-G4点,其中按照机车的运行方向分别是:G1点触发过分相预告信号;G2点触发过分相强断信号,G3点和G4点为过分相恢复信号,其特征是,过分相控制过程包括如下步骤:
1)机车正常运行时,当机车控制系统接收到自动过分相装置发来的由G1点触发的过分相预告信号时,执行步骤2);当没有接收过分相预告信号,而直接接收到G2点触发的过分相强断信号时,执行步骤3);当机车控制系统接收到自动过分相装置发出的故障信号或者手动过分相指令时,执行步骤4);当机车控制系统接收到手动过分相指令超过设定时间时,执行步骤8);
2)机车控制系统在收到自动过分相装置接收的过分相预告信号后,机车控制系统根据已知的G1点到G2点的距离L、机车的当前速度V以及当前的牵引力F来计算牵引力卸载斜率k或者得出卸载延迟时间t,以使得出的牵引力卸载斜率或者卸载延迟时间能保证机车在到达G2点时或在G2点之前机车的牵引力卸载到零,即k≥FV/L,t≥L/V-F/k1,其中k1为设定的最大卸载斜率;当牵引力卸载至零后,断开主断,并执行步骤5);
3)当机车控制系统接收到G2点触发的过分相强断信号时,机车经过延时后断开主断,在该段延时中,机车同时以固定牵引力卸载斜率卸载牵引力;再执行步骤5);
4)机车控制系统不接受自动过分相装置的指令信号,并发出固定牵引力卸载斜率指令,当机车牵引力卸载至零后,断开主断;再执行步骤5); 
5)机车控制系统检测接触网电压是否中断再恢复,如果是,执行步骤6),如果不是,执行步骤7);
6)机车控制系统将闭合机车主断,并根据机车牵引手柄当前的位置重新给出牵引力;然后再返回运行步骤1);
7)机车控制系统经延时后或者收到自动过分相装置发来的恢复信号后,采取手动闭合主断,然后再返回运行步骤1);
8)机车控制系统将隔离自动过分相功能,只有当机车控制系统再次接收到司机手动过分相指令超过设定时间时,机车控制系统将启动自动过分相功能,然后再返回运行步骤1)。
2.根据权利要求1所述机车过分相控制方法,其特征是,在所述步骤2)之后,进行步骤2’):机车按照计算的卸载斜率或者延时时间卸载牵引力,并实时检测机车距G2点的当前距离L’、机车的当前速度V’以及当前的牵引力F’,并计算出机车在G2点或该点之前是否可以将牵引力卸载到零,如可以则保持当前的卸载斜率,如不可以则进一步加大卸载斜率。 
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