CN104149630A

CN104149630A - 一种轨道车牵引供电系统

Info

Publication number: CN104149630A
Application number: CN201410392553.6A
Authority: CN
Inventors: 刘友梅; 杨颖�; 柳晓峰; 李骏; 陈中杰; 张宇
Original assignee: CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co Ltd
Current assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明提供了一种轨道车牵引供电系统，当轨道车进入车站时，设置在轨道车车站的站台供电装置将与该轨道车上的受电器接触，从而为与该受电器连接的储能电源充电，进而由该储能电源为该轨道车提供牵引动力，以保证该轨道车正常运行，无需设置接触网，简化了供电系统结构，且当该轨道车制动时，其产生的制动能量将全部由储能电源回收，大大提高了能量利用率，减少了对环境热排放；并且，由于本发明供电系统中钢轨仅作为走行轨使用，不再承担回流，从而避免了对沿线设施的电腐蚀。

Description

一种轨道车牵引供电系统

技术领域

本发明涉及轨道车的节能技术领域，更具体地说，涉及一种轨道车牵引供电系统。

背景技术

目前，在轨道交通系统中，通常使用传统的轨道车是接触式轨道车，其采用接触网或第三轨授电，牵引时，轨道车从接触网吸收能量；制动时，轨道车向接触网反馈电能。但是，经研究发现，在制动时，由于当接触网吸收能力有限而导致网压升高时，轨道车将转为电阻制动或摩擦制动，使车辆的动能转化为热能而浪费，还会引起隧道温升等环境问题；而且，由于轨道车的钢轨兼做走行轨和回流轨，容易对沿线设施造成电腐蚀，从而影响沿线设施的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种轨道车牵引供电系统，解决了现有的牵引供电系统能耗大，且会对沿线设施造成电腐蚀的技术问题。为了实现该目的，本发明提出的技术方案为：

一种轨道车牵引供电系统，所述系统包括：

设置在轨道车上且相互连接的受电器和储能电源，所述储能电源与所述轨道车的牵引变流器连接；

设置在所述轨道车车站，通过所述受电器为所述储能电源充电的站台供电装置。

优选的，所述系统还包括：

与所述站台供电装置连接，当检测到所述储能电源的当前电压达到第一阈值时，控制站台电源开启；当检测到所述储能电源的当前电压达到第二阈值时，控制站台电压关闭的站台控制装置。

优选的，所述系统还包括：

与所述站台控制装置连接，当检测到所述储能电源的当前电压达到第二阈值时，输出提示信息的提示装置。

优选的，所述站台供电装置包括：

当所述轨道车驶入车站时，与所述受电器接触的站台供电轨；

与所述站台供电轨连接的站台电源。

优选的，所述提示装置具体为：蜂鸣器或语音提示模块。

优选的，所述储能电源具体为动力型电源。

优选的，所述动力型电源包括至少一个超级电容器组。

由此可见，本发明提供了一种轨道车牵引供电系统，当轨道车进入车站时，设置在轨道车车站的站台供电装置将与该轨道车上的受电器接触，从而为与该受电器连接的储能电源充电，进而由该储能电源为该轨道车提供牵引动力，以保证该轨道车正常运行，无需设置接触网，简化了供电系统结构，且当该轨道车制动时，其产生的制动能量将全部由储能电源回收，大大提高了能量利用率，减少了对环境热排放；并且，由于本发明供电系统中钢轨仅作为走行轨使用，不再承担回流，从而避免了对沿线设施的电腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种轨道车牵引供电系统的结构示意图；

图2为本发明另一种轨道车牵引供电系统的结构示意图；

图3为本发明储能式轨道车与接触式轨道车的参数比对表格；

图4为本发明储能式轨道车与接触式轨道车的运行时间与能耗的关系曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明一种轨道车牵引供电系统实施例的结构示意图，该系统可以包括：

设置在轨道车上且相互连接的储能电源100和受电器200。

其中，该储能电源100与轨道车的牵引变流器连接，为该牵引变流器提供电能，从而控制与该牵引变流器连接的牵引电机运转，进而控制该轨道车可靠运行。

优选的，该储能电源100为动力型电源，具体可以由至少一个超级电容器组构成，其充电率高达95％，当然，也可以是其他型号的动力电源，本发明对此不作具体限定。

另外，本实施例所用受电器200又称为滑触线集电器，当轨道车驶入车站后，与该车站的站台供电轨接触，从而将接收到的电能传输给轨道车的储能电源，实现对该储能电源的充电。

在实际应用中，该受电器200可安装在受电器支架，再将该受电器支架安装在轨道车上，因而，当该受电器200与站台供电轨相对移动时，受电器上的碳刷在该滑触线内移动，以实现不断供电。其中，需要说明的是，受电器容量必须与导线的容量匹配，常规的受电器有100A、250A等规格，当一个受电器容量不足时，可以在一根导线上并接两个甚至更多受电器使用，从而扩大其容量。

以及，设置在轨道车车站，通过受电器200为储能电源100充电的站台供电装置300。

在本实施例实际应用中，如图2所示，该站台供电装置300具体可以包括：当轨道车驶入车站时，与所述受电器接触的站台供电轨301，以及与该站台供电轨连接的站台电源(图2中未给出)，无需设置接触网即可满足轨道车对能量的需求，而且，当采用本实施例所提供的供电系统的轨道车制动时，其产生的制动能量将全部由该储能电源回收，大大提高了能量利用率。

经研究发现，本发明的供电系统中的储能电源的充电效率为95％，牵引逆变器效率0.98，电机效率0.96，机械传动效率0.98，总再生能量吸收率可达87％，显然，与现有的再生能量吸收率在20％～80％的接触式轨道车的供电系统相比，本发明提供的供电系统中的储能电源对再生能量利用率明显较高。其中，牵引逆变器效率、电机效率和机械传动效率三者乘积为牵引传动效率。

举例说明，假设这两种轨道车均采用相同的运行策略(如全功率输出模式)，额定载荷、1km站间距，且接触式轨道车依次按80％和50％再生吸收率进行核算，得到如图3所示储能式轨道车与接触式轨道车的参数比对表格，以及图4所示储能式轨道车与接触式轨道车的运行时间与能耗的关系曲线，其中，曲线W1为储能式轨道车的运行距离与能耗之间的关系曲线；曲线W2为接触式轨道车的运行距离与50％再生吸收车辆能耗之间的关系曲线；曲线W3为接触式轨道车的运行距离与80％再生吸收车辆能耗之间的关系曲线。

由该表格以及关系曲线可以看出，与按照50％吸收率回收制动能量的接触式轨道车能耗相比，本发明提供的储能式轨道车的能耗要低32％以上；而与按照80％吸收率回收制动能量的接触式轨道车能耗相比，本发明提供的储能式轨道车的能耗仍能降低18％以上，节能效果非常明显。所以说，与制动能量吸收率在20％～80％的接触式轨道车的供电系统相比，本发明实施例提供的供电系统将大大提高制动能量的利用率，从而降低了能耗。

作为本发明另一实施例，为了实现对储能电源的自动充电，该供电系统还可以包括：

与所述站台供电装置300连接，当检测到储能电源100的当前电压达到第一阈值时，控制站台电源开启；当检测到储能电源100的当前电压达到第二阈值时，控制站台电压关闭的站台控制装置。

在实际应用中，由于正常工作的储能电源的电压通常都在400V以上，当检测到储能电源的当前电压低于400V，则需要对其进行检修或更换，所以，本实施例中的第一阈值可以为400V。优选的，为了避免储能电源的电压过低而损耗，第一阈值也可以大于400V，如600V等，本发明对此不作具体限定。

当然，将来随着科技的发展，储能电源正常使用电压的临界值还可能会减少，即小于400V，但该临界值不会低于150V，也就是说，正常情况下，第一阈值不能小于150V。

其中，第二阈值可以根据轨道车内储能电源所能承受的最大电压设定，可以为额定工作电压，本实施例可以设定为900V，但本发明对此不作具体限定，其需要根据储能电源的具体型号确定。

当轨道车驶入车站后，可由该站台控制装置300自动控制站台电源的开启，实现对该轨道车内储能电源充电，无需工作人员参与，降低了劳动力；而且，由上述分析可知，本发明无需设置接触网，降低了供电系统成本。

优选的，该供电系统还可以包括：与该站台控制装置300连接，当检测到储能电源100的当前电压达到第二阈值时，输出提示信息的提示装置，从而提醒用户该轨道车的储能电源已充满，则工作人员也可据此直接关闭站台电源，避免因站台控制装置故障而不能及时关闭站台电源，造成电能浪费甚至对使该储能电源充电过量而降低使用寿命。

其中，该提示装置具体可以为蜂鸣器或语音提示模块等等，本发明对此不作具体限定。

综上，当轨道车进入车站时，设置在轨道车车站的站台供电装置将与该轨道车上的受电器接触，从而为与该受电器连接的储能电源充电，进而由该储能电源为该轨道车提供牵引动力，以保证该轨道车正常运行，无需设置接触网，简化了供电系统结构，且当该轨道车制动时，其产生的制动能量将全部由储能电源回收，大大提高了能量利用率，减少了对环境热排放；并且，由于本发明供电系统中钢轨仅作为走行轨使用，不再承担回流，从而避免了对沿线设施的电腐蚀。

需要说明的是，在本发明实施例所提供的轨道车牵引供电系统中，除了上述装置外，还可以包括用于显示轨道车的储能电源的当前电压的显示装置，用于实现个装置之间连接的连接部件等等，本发明此处不再一一列举，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的，均属于本发明保护范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种轨道车牵引供电系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述站台供电装置包括：

与所述站台供电轨连接的站台电源。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述提示装置具体为：蜂鸣器或语音提示模块。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述储能电源具体为动力型电源。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述动力型电源包括至少一个超级电容器组。