CN102420388A - 一种用于交流传动电力机车的列车供电柜 - Google Patents
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Abstract
一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，包括两个相同的列车供电子柜；两个所述列车供电子柜与微机控制系统相连；每个所述列车供电子柜包括独立的主电路和供电控制系统；所述供电控制系统接收客车信号，并具备确保机车向所述客车安全供电的集中控制功能。本发明提供一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，克服现有技术中整体系统性较差的问题，以及不方便机车回库检修问题。
Description
技术领域
本发明涉及机车列车技术领域，特别是涉及一种用于交流传动电力机车的列车供电柜。
背景技术
铁道部为促进铁路节能降耗、提高运输效益，大规模取消发电车，推广电力机车的DC600V列车供电系统。
目前，电力机车列车供电柜已在型号为SS7C/SS7D/SS7E/SS8/SS9/SS9G等的交直型电力机车上大规模使用。
所有交直型电力机车列车供电系统在原理上大同小异，都是一个集中式供电控制系统控制两路独立供电回路。各种交直型电力机车列车供电柜最大的差别就在于把两路独立的供电回路内的元器件如何布置，有的供电柜不含辅助风机，有的供电柜不含整流桥元件，所有交直型电力机车列车供电柜直流输出侧的平波电抗器均外置于电力机车的变压器中。
以往的交直型电力机车列车供电柜存在以下缺点：由于列车供电主电路中的部分器件较为分散(特别是直流侧的平波电抗器)，未全部集中到列车供电柜中，导致整体系统性较差。这样机车的电缆用量增加，主机厂施工成本较高，施工难度较高。在列车供电柜外部设置有机车供电集中控制器，用于协助列车供电柜进行机车和客车之间的逻辑处理。这样就导致中间处理环节太多，使得列车供电柜出现故障的概率增加。
SS9G电力机车列车供电柜为一个整体系统，除平波电抗器以外的整流器、电容器、通风机、线路输入接触器、传感器、供电控制箱等都在一个供电整流柜中，系统性相对于其它车型的列车供电柜较好；而SS7系列电力机车、SS8电力机车的列车供电系统是分散布置，供电整流器在机车主硅机组上面，接触器、电容器在高压供电柜内，系统性更差。
SS9G电力机车列车供电柜内部的和客车上的接地检测装置，均不能记录故障发生时刻的状态，因而不方便机车回库后的检修工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，克服现有技术中整体系统性较差的问题，以及不方便机车回库检修问题。
本发明提供一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，包括两个相同的列车供电子柜；两个所述列车供电子柜与微机控制系统相连；每个所述列车供电子柜包括独立的主电路和供电控制系统；
所述供电控制系统接收客车信号，并具备确保机车向所述客车安全供电的集中控制功能。
优选地，所述主电路具体为：额定交流电压860V经真空接触器和快速熔断器到单相整流桥与电流传感器，通过所述列车供电子柜内的滤波电抗器和滤波电容器输出直流电压600V；
所述整流桥的交流侧，并联过电压吸收电路与控制用同步变压器。
优选地，每个所述列车供电子柜包括网卡模块，与机车微机控制系统通信交换数据。
优选地，所述整流桥内各元件两端均并联RC电路，用于吸收所述元件的换相过电压。
优选地，所述整流桥的直流侧还有空载电阻与检测用电流传感器11SC，接地分压电阻、第一电压传感器用于接地保护。
优选地，所述整流桥的直流侧的第二电压传感器11SV、第三电压传感器12SV为供电控制系统提供电压反馈信号。
优选地，所述列车供电子柜进一步包括为通风机M1供电的辅助电路。
优选地，所述供电控制系统通过中间继电器13KA控制所述真空接触器的闭合。
优选地，所述供电控制系统通过中间继电器14KA送出供电允许信号给所述客车。
优选地，所述供电控制系统通过给定延时积分环节的预置值与所述电压反馈信号比较，进行调节器运算得出晶闸管的触发角，通过同步处理与功率放大环节控制晶闸管的触发脉冲模块，经隔离处理控制晶闸管的开通。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜，包括两个相同的列车供电子柜；两个所述列车供电子柜与微机控制系统相连；每个所述列车供电子柜均包括独立的主电路和供电控制系统，系统集成度高，可有效减少机车布线，降低主机厂施工成本和施工难度。本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜取消了外部的机车供电集中控制器，将相关的客车信号引入列车供电子柜，由供电控制系统统一处理，降低主机厂采购成本，减少中间控制环节，减少机车布线，降低出问题的概率。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜可以将列车供电子柜的信号发送到所述微机控制系统，这样可以使机车增加故障诊断和促进机车信息化，提高维护检修的效率。
附图说明
图1为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜结构示意图；
图2为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电子柜主视图；
图3为图1所示用于交流传动电力机车的列车供电子柜左视图；
图4为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电子柜电路图。
具体实施方式
本发明提供一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，克服现有技术中整体系统性较差的问题，以及不方便机车回库检修问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明所述列车供电柜作进一步详细的说明。
参见图1，该图为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜结构示意图。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜，包括两个相同的列车供电子柜11、12；两个所述列车供电子柜11、12与微机控制系统2相连；每个所述列车供电子柜11、12包括独立的主电路和供电控制系统。
所述供电控制系统接收客车发送的客车信号，并具备确保向所述客车安全供电的集中控制功能。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜，包括两个相同的列车供电子柜11、12；两个所述列车供电子柜11、12与微机控制系统2相连；每个所述列车供电子柜11、12均包括独立的主电路和供电控制系统，系统集成度高，可有效减少机车布线，降低主机厂施工成本和施工难度。本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜取消了外部的机车供电集中控制器，将相关的客车信号引入列车供电子柜11、12，由供电控制系统统一处理，降低主机厂采购成本，减少中间控制环节，减少机车布线，降低出问题的概率。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜可以将列车供电子柜11、12的信号发送到所述微机控制系统，这样可以使机车增加故障诊断和促进机车信息化，提高维护检修的效率。
参见图2至图4，图2为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电子柜主视图；图3为图2所示用于交流传动电力机车的列车供电子柜左视图；图4为本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电子柜电路图。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电子柜的所有交流输入和直流输出均可以从柜体下部前方通过螺栓连接接口，控制信号线及控制电源线可以从柜体顶部通过一个矩形连接器连接。柜体下端设有接地螺栓。外部交流进线和直流出线的接线均可以从柜体前方底部进出。
所述列车供电子柜上部区域左边可以设置供电控制系统1(供电控制箱)，右边设置电压传感器、中间继电器、网卡模块和电度表11等。所述列车供电子柜后部为直流平波电抗器、风机12。所述列车供电子柜下部为单向整流桥4(整流器)、真空接触器2(交流接触器)、滤波电容7、电流传感器5等。
所述列车供电子柜需要充分考虑安全和维修要求，所有操作均从走廊端进行。供电柜前面装有上下门，上门便于在线运行时操作和测试控制箱，电度表和断路器。下门在断电后方可打开操作。本发明所述列车供电子柜的结构设计充分考虑了安全和维修方便，所有零部件的拆装均可从前门操作。
所述列车供电子柜的主要技术参数：额定功率：400kW，额定交流输入电压：860V，交流输入电压范围：600V～1050V，额定直流电压：600V，额定直流电流：670A，额定功况稳压精度：±5％，过载直流电流：750A。
本发明所述列车供电子柜的主要功能有：集中控制、整流稳压，供电电量、电压、电流显示、直流侧电容滤波、故障显示等。
本发明所述列车供电子柜设置的保护功能包括：交直流过压保护，交直流过流保护，主电路接地保护。
每个所述列车供电子柜包括网卡模块，与所述微机控制系统相通信。
参见图4，所述主电路具体可以为：额定交流电压860V经真空接触器13KM和快速熔断器11FU到单相整流桥与电流传感器11SC，通过所述列车供电子柜内的滤波电抗器13L和滤波电容器19C输出直流电压600V。
额定交流电压860V具体从151/161、152/162端输入。
所述整流桥的交流侧，并联过电压吸收电路与控制用同步变压器。
过电压吸收电路由电阻21R、电容17C和压敏电阻13RV组成。电阻21R、电容17C组成RC电路，压敏电阻13RV与该RC电路并联。
同时，在所述整流桥的交流侧有元件击穿短路时，快速熔断器能快速熔断保护，分断主电路，避免故障的进一步扩大。
所述整流桥内各元件两端均并联RC电路，用于吸收该元件的换相过电压。
所述整流桥的直流侧还有空载电阻R5与检测用电流传感器11SC，接地分压电阻1R1、1R2、第一电压传感器13SV用于接地保护。
第二、第三电压传感器11SV、12SV为供电控制系统提供电压反馈信号。
所述列车供电子柜还可以进一步包括为通风机M1供电的辅助电路。通风机M1具体是由机车逆变器供电的三相交流380V通风机M1。
所述列车供电子柜采用了功率元件整流及直流负载电阻与交流阻容保护，均会产生热量，需通风带走。一台由机车逆变器供电的三相交流380V通风机M1负责进行强制风冷。为了保证安全，通风机M1未闭合时，不允许列车供电柜投入工作，以免损坏器件。
所述供电控制系统可以通过中间继电器13KA控制所述真空接触器13KM的闭合。
真空接触器的控制具体是来自控制系统的合接触器信号通过中间继电器13KA闭合真空接触器13KM。
所述供电控制系统可以通过中间继电器14KA送出供电允许信号给所述客车。
集控信号的控制是所述供电控制系统接收客车送来供电申请信号，并通过闭合中间继电器14KA送出供电允许信号给客车。
所述供电控制系统通过给定延时积分环节的预置值与所述电压反馈信号比较，进行调节器运算得出晶闸管的触发角，通过同步处理与功率放大环节控制晶闸管的触发脉冲模块，经隔离处理控制晶闸管的开通。
如图4所示，供电控制系统接收以前机车供电集中控制器中的客车信号，并具备确保机车向客车安全供电的集中控制功能，即供电控制系统在确认客车电源工作正常、已发出供电申请信号的情况下，机车向客车发送供电允许信号，同时延时启动DC600V输出。
如图4所示，网卡模块可以通过RS485通讯方式收集供电控制系统和电度表的信息，然后将以上信息按照通讯协议发送到所述微机控制系统(司机台)。通讯信息包括列车供电柜输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障信息、供电柜开关状态信号、客车信号、电度信息等。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜的列车供电子柜内部集成完整的主电路(含平波电抗器)和供电控制系统所需的全部器件，系统集成度高，可有效减少机车布线，降低主机厂施工成本和施工难度。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜的列车供电子柜取消了外部的机车供电集中控制器，降低主机厂采购成本，减少中间控制环节，减少机车布线，降低出问题的概率。
本发明实施例所述用于交流传动电力机车的列车供电柜的列车供电子柜通过通讯的方式将列车供电柜的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障信息、供电柜开关状态信号、客车信号、电度信息等发送到司机台，这样可以使机车增加故障诊断和促进机车信息化，提高维护检修的效率。
所述列车供电子柜的结构及元器件布置可进行整体或者部分调整及变动，但其技术实质是一样的，只是实现的手段不同而已，也属于本专利保护的范畴。
本发明实施例所述列车供电子柜内包含了一个供电控制箱、一个电度表和一个网卡模块。供电控制箱完成供电控制、集中控制、故障保护等功能，电度表完成原边交流电压、原边交流电流的采集和电度量的计量，网卡模块完成供电控制箱和电度表的信息收集，并按照通讯协议发送到所述微机控制系统(司机台)。其它厂家可对供电控制箱、电度表和网卡进行整合，信号传递也可以通过其它方式进行，但其技术实质、实现目的是一样的，只是实现的方法不同而已，也属于本专利保护的范畴。
机车供电集中控制器是DC600V供电空调列车中确保机车向客车安全供电的重要设备。该设备主要作用是接收客车供电申请信号，并根据供电钥匙状态，顺序启动列车供电柜和客车负载。
网卡模块可以采用RS-485形式，RS-485是由美国电子工业协会(EIA)制订并发布的一种串行通讯标准，允许多个发送器和接收器连接到同一条总线上，且可以进行双向通信。因为RS-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，使得EIARS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。
以上对本发明所提供的所述统一通信实现动态域名方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，包括两个相同的列车供电子柜；两个所述列车供电子柜与微机控制系统相连；每个所述列车供电子柜包括独立的主电路和供电控制系统；
所述供电控制系统接收客车信号，并具备确保机车向所述客车安全供电的集中控制功能。
2.根据权利要求1所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述主电路具体为：额定交流电压860V经真空接触器和快速熔断器到单相整流桥与电流传感器，通过所述列车供电子柜内的滤波电抗器和滤波电容器输出直流电压600V；
所述整流桥的交流侧，并联过电压吸收电路与控制用同步变压器。
3.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，每个所述列车供电子柜包括网卡模块，与机车微机控制系统通信交换数据。
4.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述整流桥内各元件两端均并联RC电路，用于吸收所述元件的换相过电压。
5.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述整流桥的直流侧还有空载电阻与检测用电流传感器11SC，接地分压电阻、第一电压传感器用于接地保护。
6.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述整流桥的直流侧的第二电压传感器11SV、第三电压传感器12SV为供电控制系统提供电压反馈信号。
7.根据权利要求1所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述列车供电子柜进一步包括为通风机M1供电的辅助电路。
8.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述供电控制系统通过中间继电器13KA控制所述真空接触器的闭合。
9.根据权利要求2所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述供电控制系统通过中间继电器14KA送出供电允许信号给所述客车。
10.根据权利要求6所述的用于交流传动电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述供电控制系统通过给定延时积分环节的预置值与所述电压反馈信号比较，进行调节器运算得出晶闸管的触发角，通过同步处理与功率放大环节控制晶闸管的触发脉冲模块，经隔离处理控制晶闸管的开通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120418 |