CN105459839B - 双制式受流系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种双制式受流系统和方法。该系统包括：交直流受电弓、交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路以及切换控制器；交直流电压互感器与交直流受电弓连接；交直流转换开关与交直流受电弓、直流电路或交流电路连接；切换控制器与交直流电压互感器和交直流转换开关连接；直流电路和交流电路均与牵引变流器连接；切换控制器，用于获取接收的电压是交流电还是直流电，并根据获取结果控制交直流转换开关与直流电路连接或与交流电路连接，以便对牵引变流器进行直流供电或者交流供电。发明实施例提供的双制式受流系统和方法，可同时适用于交流制式和直流制式的列车轨道中，扩大了列车组的运营范围。

Description

双制式受流系统和方法

技术领域

本发明涉及列车组受流技术，尤其涉及一种双制式受流系统和方法。

背景技术

随着经济增长和经济结构的改变，城市的建设和发展越来越块，具有地铁线路的城市越来越多，城市与城市之间的城际线路也越来越多。轨道线路的建设进一步增进了城市的快速发展。

现有的城际线路与城内地铁线路并不连通，城际线路中的动车组，通过交流受电弓接收交流高压接触网提供的25kV/50Hz的交流电；而城市内的地铁车组，通过直流受电弓接收直流接触网提供的1500V直流电。

由于城际线路与城内地铁线路的供电网不同，动车组和列车组配置有不同的高压受流系统，而不同的高压受流系统只能接收特定的高压接触网提供的电压，不能通用，因而导致动车组及列车组的运营范围受限，不利于现有车组的效能充分发挥。

发明内容

本发明提供一种双制式受流系统和方法，用于克服现有列车组运营范围由于受到现有受流系统制式的限制，不利于现有车组的效能充分发挥的缺陷。

本发明一方面提供一种双制式受流系统，包括：

交直流受电弓、交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路以及切换控制器；

所述交直流电压互感器与所述交直流受电弓的输出端连接；

所述交直流转换开关的第一端与所述交直流受电弓的输出端连接，所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接或与所述交流电路的输入端连接；

所述切换控制器与所述交直流电压互感器和交直流转换开关连接；

所述直流电路的输出端与牵引变流器的直流输入端连接；

所述交流电路的输出端与所述牵引变流器的交流输入端连接；

所述切换控制器，用于获取所述交直流电压互感器感测到所述交直流受电弓接收的电压是交流电还是直流电，并根据获取结果控制所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接或与所述交流电路的输入端连接，以便对所述牵引变流器进行直流供电或者交流供电。

本发明另一方面提供一种双制式受流方法，该方法应用于上述系统，所述方法包括：

切换控制器获取所述交直流电压互感器感测到所述交直流受电弓接收的电压是交流电还是直流电，并且获取所述交直流转换开关的第二端当前与所述直流电路的输入端连接还是与所述交流电路的输入端连接；

若获取结果为所述交直流受电弓接收的是交流电且所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接，则所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述直流电路的输入端连接的状态切换为与所述交流电路的输入端连接的状态；

若获取结果为所述交直流受电弓接收的是直流电且所述交直流转换开关的第二端与所述交流电路的输入端连接，则所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述交流电路的输入端连接的状态切换为与所述直流电路的输入端连接的状态。

本发明实施例提供的双制式受流系统和方法，将直流受流系统与交流受流系统相结合，为直流受流系统与交流受流系统设置交直流转换开关和切换控制器，并提供适用于交直流受流系统的交直流受电弓和交直流电压互感器，使得该系统可同时适用于交流制式和直流制式的列车轨道中，可根据接入的接触网制式进行，受流系统的选择，扩大了列车组的运营范围，方便了现有车组的效能的充分发挥。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的双制式受流系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的双制式受流系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的双制式受流系统的系统布置示意图；

图4为本发明一实施例提供的双制式受流方法的流程图。

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。

图1为本发明一实施例提供的双制式受流系统的结构示意图。如图1所示，该双制式受流系统包括：交直流受电弓101、交直流电压互感器102、交直流转换开关103、直流电路104、交流电路105以及切换控制器106；

交直流电压互感器102与交直流受电弓101的输出端连接；

交直流转换开关103的第一端与交直流受电弓101的输出端连接，交直流转换开关103的第二端与直流电路104的输入端连接或与交流电路105的输入端连接；

切换控制器106与交直流电压互感器102和交直流转换开关103连接；

直流电路104的输出端与牵引变流器107的直流输入端连接；

交流电路105的输出端与牵引变流器107的交流输入端连接；

切换控制器106，用于获取交直流电压互感器102感测到交直流受电弓101接收的电压是交流电还是直流电，并根据获取结果控制交直流转换开关103的第二端与直流电路104的输入端连接或与交流电路105的输入端连接，以便对牵引变流器107进行直流供电或者交流供电。

上述实施例中的交直流受电弓101既能接收交流接触网的高电压也能接收直流接触网的大电流。具体的，本发明采用的交直流受电弓101结合交流受电弓和直流受电弓的特点，对受电弓中的碳滑板进行优化设计。具体的，交直流受电弓101的碳滑板轮廓曲线符合交流受电弓的需求，同时按照直流受电弓的需求增加交直流受电弓101的碳滑板的受流面积，以提高受电弓弓头的跟随性，并适应直流接触网下运行时的大电流需求。交直流受电弓101的输出端与交直流电压互感器102和交直流转换开关103的第一端连接，将接收到的直流电或交流电输入到交直流电压互感器102中，并通过交直流转换开关103输送到直流电路104或交流电路105中。

交直流电压互感器102用于根据感测到的电压的幅值和频率对交直流受电弓101导入的交流电和直流电进行识别。交直流电压互感器102与切换控制器106连接，用于将交直流电压互感器102的识别结果发送给切换控制器106。

交直流转换开关103的第一端与交直流受电弓101的输出端连接，接收来自受电弓的电压，同时，接收来自切换控制器106的指令信号，以控制交直流转换开关103的第二端与直流电路104的输入端连接或与交流电路105的输入端连接，以选择不同的受流电路。

具体的，交直流转换开关103可以为单刀双掷开关，具有一个输入端和两个输出端。交直流转换开关103的第一端与交直流受电弓101的输出端连接，交直流转换开关103的第二端包括两个输出端，分别与直流电路104的输入端和交流电路105的输入端连接。可通过控制连接刀片将输入端与不同的输出端连通，实现连通不同的电路结构，简化并加快受流系统变更时的操作流程。

本发明实施例提供的双制式受流系统中包括用于接收直流电压的直流电路104，以及用于接收交流电压的交流电路105。直流电路104的输出端与牵引变流器107的直流输入端连接，交流电路105的输出端与牵引变流器107的交流输入端连接，牵引变流器107的输出端与列车组的用电电路相连接，为列车组的各用电器件提供可用的电压。

通过切换控制器106控制交直流转换开关103选择直流电路104或交流电路105，使得交直流受电弓101接收的交流电或直流电均可通过对应的电路结构为列车组供电。

在列车的实际运行过程中，交直流受电弓101升起，接触到高压接触网后，交直流电压互感器102根据感测到的电压幅值和频率对当前接入的高压接触网进行识别，确认为直流电或交流电。切换控制器106获取交直流电压互感器102的识别结果，当当前接入的高压接触网确认为直流电时，切换控制器106指示交直流转换开关103与直流电路104连通，最终将直流电通过直流电路104、牵引变流器107输送给列车组的用电电路；当当前接入的高压接触网确认为交流电时，切换控制器106指示交直流转换开关103与交流电路104连通，最终将交流电通过交流电路104、牵引变流器107输送给列车组的用电电路。

在实际使用中，交直流转换开关103的默认连接方式为交流电路105连通的连接方式，以避免交流电压过高时造成直流电路104击穿。

可选的，如图1所示，上述双制式受流系统还包括：第一交流避雷器108。第一交流避雷器108与交直流受电弓101的输出端连接，用以保护直流电路104和交流电路105。

可选的，实际运行的列车组上安装有一套或多套如上述实施例所述的双制式受流系统。

本发明实施例提供的双制式受流系统，将直流受流系统与交流受流系统相结合，为直流受流系统与交流受流系统设置交直流转换开关和切换控制器，并提供适用于交直流受流系统的交直流受电弓和交直流电压互感器，使得该系统可同时适用于交流制式和直流制式的列车轨道中，可根据接入的接触网制式进行，受流系统的选择，扩大了列车组的运营范围，方便了现有车组的效能的充分发挥。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。在图1所示实施例的基础上，对双制式受流系统的直流电路、交流电路进行进一步的详细说明，并对直流电路、交流电路和切换控制器的连接关系和工作原理进行进一步的阐述和说明。

图2为本发明另一实施例提供的双制式受流系统的结构示意图。如图2所示，双制式受流系统包括：交直流受电弓201、交直流电压互感器202、交直流转换开关203、直流电路204、交流电路205、切换控制器206、牵引变流器207以及第一交流避雷器208。该些器件与图1所示实施例中的器件的连接方式及工作原理均相同，本发明对此不再赘述。

直流电路204具体包括：直流隔离开关2041和高速断路器2042；直流隔离开关2041的第一端与交直流转换开关203的第二端连接，高速断路器2042的第一端与直流隔离开关2041的第二端连接，高速断路器2042的第二端与牵引变流器207的直流输入端连接；切换控制器206与直流隔离开关2041和高速断路器2042分别连接，以控制直流隔离开关2041和高速断路器2042的连通和断开。

直流电路204还包括：直流避雷器2043，直流避雷器2043与交直流转换开关203的第二端连接。

交流电路205包括：主断路器2051和变压器2052；主断路器2051的第一端与交直流转换开关203的第二端连接，主断路器2051的第二端与所变压器2052的第一端连接；变压器2052的第二端与牵引变流器207的交流输入端连接；切换控制器206与主断路器2051连接，以控制主断路器2051的连通和断开。

交流电路205还包括：第二交流避雷器2053，第二交流避雷器2053与主断路器2051的第二端连接，用以避免主断路器开关动作时的瞬时电压对变压器2052的绕组造成冲击。

在实际使用中，牵引变流器207的数量可依据列车组的用电设备的数量进行调整。

在实际使用中，直流电路204包括直流隔离开关2041和高速断路器2042，当交直流电压互感器202感测到交直流受电弓201接收的电压为直流电时，切换控制器206控制交直流转换开关203与直流电路204连接，同时将直流电路204中的直流隔离开关2041和高速断路器2042闭合，交流电路205中的主断路器2051断开，直流电在通过高速断路器2042后，通过牵引变流器207的直流输入端流入牵引变流器207中，经过牵引变流器的直交流转化为列车组供电。

在实际使用中，交流电路205包括主断路器2051和变压器2052，当交直流电压互感器202感测到交直流受电弓201接收的电压为交流电时，切换控制器206控制交直流转换开关203与交流电路205连接，同时将交流电路205中的主断路器2051闭合，直流电路204中的直流隔离开关2041和高速断路器2042断开，交流电在通过主断路器2042后，通过变压器2052和牵引变流器207的交流输入端流入牵引变流器207中，经过牵引变流器的交直流与直交流转化为列车组供电。

通过在直流电路204和交流电路205中设置专门的受流系统开关，并与切换控制器206连接，控制直流电路204和交流电路205的关断，提高了整个双制式受流系统的安全性。

在上述任一实施例的基础上，双制式受流系统还包括设置在车顶外侧的承载架，交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路设置于承载架上。承载架用于依据需安装在车顶的不同高压部件的尺寸和安装高度，对高压部件的安装位置进行调整，使得车顶的不同高压部件的高度一致，方便了不同高压部件之间的连接，由于高压部件安装在承载架上，未固定在车顶上，从而使得车顶可拆卸，高压部件的检修可从车内进行。同时，通过将承载架设置在车顶外侧，保证了车内空间，提高了乘客的舒适度。

可选的，也可将承载架和固定在承载架上的高压部件采用开放式空间设计，以方便检修。

具体的，图3为本发明另一实施例提供的双制式受流系统的系统布置示意图。上述实施例所述的双制式受流系统的各高压部件通过固定在承载结构上，实现了如图3所示的布置效果，将各高压器件抬高至统一高度，方便了个部件之间的连接。

可选的，直流电路中的连接电缆由多跟电缆并联。

本发明实施例另一方面还提供一种双制式受流方法。该方法应用于上述任一实施例所述的双制式受流系统。图4为本发明一实施例提供的双制式受流方法的流程图。如图4所示，该方法包括：

步骤401、切换控制器获取交直流电压互感器感测到交直流受电弓接收的电压是交流电还是直流电，并且获取交直流转换开关的第二端当前与直流电路的输入端连接还是与交流电路的输入端连接；

步骤402、若获取结果为交直流受电弓接收的是交流电且交直流转换开关的第二端与直流电路的输入端连接，则切换控制器控制交直流转换开关的第二端从与直流电路的输入端连接的状态切换为与交流电路的输入端连接的状态；

步骤403、若获取结果为交直流受电弓接收的是直流电且交直流转换开关的第二端与交流电路的输入端连接，则切换控制器控制交直流转换开关的第二端从与交流电路的输入端连接的状态切换为与直流电路的输入端连接的状态。

在上述实施例的基础上，在切换控制器控制交直流转换开关的第二端从与直流电路的输入端连接的状态切换为与交流电路的输入端连接的状态之后，该方法还包括：

切换控制器控制直流电路中的直流隔离开关和高速断路器断开，并且控制直流电路中的主断路器闭合。

在上述实施例的基础上，在切换控制器控制交直流转换开关的第二端从与交流电路的输入端连接的状态切换为与直流电路的输入端连接的状态之后，还包括：

切换控制器控制直流电路中的直流隔离开关和高速断路器闭合，并且控制直流电路中的主断路器断开。

本发明实施例提供的双制式受流系统和方法，将直流受流系统与交流受流系统相结合，为直流受流系统与交流受流系统设置交直流转换开关和切换控制器，并提供适用于交直流受流系统的交直流受电弓和交直流电压互感器，使得该系统可同时适用于交流制式和直流制式的列车轨道中，可根据接入的接触网制式进行，受流系统的选择，扩大了列车组的运营范围，方便了现有车组的效能的充分发挥。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种双制式受流系统，其特征在于，包括：

交直流受电弓、交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路以及切换控制器；

所述交直流电压互感器与所述交直流受电弓的输出端连接；

所述交直流转换开关的第一端与所述交直流受电弓的输出端连接，所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接或与所述交流电路的输入端连接；

所述切换控制器与所述交直流电压互感器和所述交直流转换开关连接；

所述直流电路的输出端与牵引变流器的直流输入端连接；

所述交流电路的输出端与所述牵引变流器的交流输入端连接；

所述切换控制器，用于获取所述交直流电压互感器感测到所述交直流受电弓接收的电压是交流电还是直流电，并根据获取结果控制所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接或与所述交流电路的输入端连接，以便对所述牵引变流器进行直流供电或者交流供电；

还包括第一交流避雷器，所述第一交流避雷器与所述交直流受电弓的输出端连接；

所述直流电路还包括直流避雷器，所述直流避雷器与所述交直流转换开关的第二端连接；

所述交流电路还包括第二交流避雷器，所述第二交流避雷器与所述交流电路的主断路器的第二端连接；

还包括设置在车顶外侧的承载架，所述交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路设置于所述承载架上，所述承载架用于依据需安装在车顶的不同高压部件的尺寸和安装高度，对高压部件的安装位置进行调整，使得车顶的不同高压部件的高度一致。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流电路包括：

直流隔离开关和高速断路器；

所述直流隔离开关的第一端与所述交直流转换开关的第二端连接，所述高速断路器的第一端与所述直流隔离开关的第二端连接，所述高速断路器的第二端与所述牵引变流器的直流输入端连接；

所述切换控制器与所述直流隔离开关和高速断路器分别连接，以控制所述直流隔离开关和高速断路器的连通和断开。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流电路包括：

变压器；

所述主断路器的第一端与所述交直流转换开关的第二端连接，所述主断路器的第二端与所述变压器的第一端连接；

所述变压器的第二端与所述牵引变流器的交流输入端连接；

所述切换控制器与所述主断路器连接，以控制所述主断路器的连通和断开。

4.一种双制式受流方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1～3中任一项所述的系统，所述方法包括：

切换控制器获取所述交直流电压互感器感测到所述交直流受电弓接收的电压是交流电还是直流电，并且获取所述交直流转换开关的第二端当前与所述直流电路的输入端连接还是与所述交流电路的输入端连接；

若获取结果为所述交直流受电弓接收的是交流电且所述交直流转换开关的第二端与所述直流电路的输入端连接，则所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述直流电路的输入端连接的状态切换为与所述交流电路的输入端连接的状态；

若获取结果为所述交直流受电弓接收的是直流电且所述交直流转换开关的第二端与所述交流电路的输入端连接，则所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述交流电路的输入端连接的状态切换为与所述直流电路的输入端连接的状态；

还包括第一交流避雷器，所述第一交流避雷器与所述交直流受电弓的输出端连接；

所述直流电路还包括直流避雷器，所述直流避雷器与所述交直流转换开关的第二端连接；

所述交流电路还包括第二交流避雷器，所述第二交流避雷器与所述交流电路的主断路器的第二端连接；

还包括设置在车顶外侧的承载架，所述交直流电压互感器、交直流转换开关、直流电路、交流电路设置于所述承载架上，所述承载架用于依据需安装在车顶的不同高压部件的尺寸和安装高度，对高压部件的安装位置进行调整，使得车顶的不同高压部件的高度一致。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述直流电路的输入端连接的状态切换为与所述交流电路的输入端连接的状态之后，还包括：

所述切换控制器控制所述直流电路中的直流隔离开关和高速断路器断开，并且控制所述直流电路中的主断路器闭合。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切换控制器控制所述交直流转换开关的第二端从与所述交流电路的输入端连接的状态切换为与所述直流电路的输入端连接的状态之后，还包括：

所述切换控制器控制所述直流电路中的直流隔离开关和高速断路器闭合，并且控制所述直流电路中的主断路器断开。