CN105790419A - 一种动车组辅助供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种动车组辅助供电装置，三相隔离接触器常开主触点串联在第一单元和第二单元三相四线制母线之间；三相隔离接触器的线圈串联在第一单元和第二单元供电电路；第一单元交流继电器线圈的两端分别连接第一单元的一相母线和中性线；第二单元交流继电器的线圈的两端分别连接第二单元的一相母线和中性线；第一单元控制电路在第一单元三相四线制母线供电时，控制第一单元供电电路通电，三相隔离接触器的线圈得电，三相隔离接触器常开主触点闭合；第二单元控制电路在第二单元三相四线制母线供电时，控制第二单元供电电路通电，三相隔离接触器的线圈得电，三相隔离接触器常开主触点闭合。该装置任一单元供电，三相隔离接触器闭合实现整列车供电。

Description

一种动车组辅助供电装置
技术领域
本发明涉及列车供电技术领域，尤其涉及一种动车组辅助供电装置。
背景技术
中国标准动车组列车包括八个车厢，其中1-4号车厢为第一单元，5-8号车厢为第二单元。列车两端分别设置一个司机室。但是，列车运行时，只能一个司机室被激活，即第一单元的司机室被激活控制列车运行，或第二单元的司机室被激活控制列车运行。
例如，第一单元的司机室被占用后，由第一单元的司机室操作列车运行。司机操作受电弓升弓与接触网接触，接触网给列车供电。
动车组除了由接触网给列车供电牵引列车的运行之外，还需要给列车上的辅助设备来供电，例如这些辅助设备包括牵引系统的辅助风机、空调、空压机等用电设备。
但是，当列车运行过程中发生三相母线接地故障时，将会导致辅助供电系统失效，从而使列车牵引、空调和空压机无法正常工作，列车将退出服务。
因此，本领域技术人员需要提供一种动车组辅助供电装置，以使列车能够正常供电。
发明内容
为了解决现有技术存在技术问题，本发明提供一种动车组辅助供电装置，以使列车能够正常供电。
本发明提供一种动车组辅助供电装置，包括：三相隔离接触器、第一单元交流继电器、第二单元交流继电器、第一单元控制电路、第二单元控制电路、第一单元供电电路和第二单元供电电路；
所述三相隔离接触器包括三相隔离接触器常开主触点和三相隔离接触器线圈；所述三相隔离接触器常开主触点串联在第一单元三相四线制母线和第二单元三相四线制母线之间；所述三相隔离接触器的线圈串联在所述第一单元供电电路和第二单元供电电路中；
所述第一单元交流继电器线圈的两端分别连接第一单元的一相母线和中性线；所述第二单元交流继电器的线圈的两端分别连接第二单元的一相母线和中性线；
所述第一单元控制电路，用于在所述第一单元三相四线制母线供电时，控制所述第一单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合；
所述第二单元控制电路，用于在所述第二单元三相四线制母线供电时，控制所述第二单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合。
优选地，所述第一单元控制电路包括：第一单元交流继电器第一常开触点、第二单元交流继电器常闭触点、辅助继电器第二常开触点、辅助继电器线圈和第一单元交流继电器第二常开触点；
所述第一单元交流继电器第二常开触点的静触点连接第一单元的中性线；所述第一单元交流继电器第二常开触点的动触点连接第一节点；
所述辅助继电器线圈的第一端连接所述第一节点，所述辅助继电器线圈的第二端通过串联的第一单元交流继电器第一常开触点和第二单元交流继电器常闭触点连接所述第一单元的一相母线；
所述辅助继电器第二常开触点并联在所述第二单元交流继电器常闭触点的两端。
优选地，所述第一单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈、第一单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第一常开触点；
所述三相隔离接触器的线圈的第一端连接所述第一节点；
所述三相隔离接触器的线圈的第二端通过串联的第一单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第一常开触点连接所述第一单元的一相母线；
优选地，所述第二单元控制电路包括：第二单元交流继电器第一常开触点、第一单元交流继电器常闭触点、辅助继电器第四常开触点、辅助继电器线圈和第二单元交流继电器第二常开触点；
所述第二单元交流继电器第二常开触点的静触点连接第二单元的中性线；所述第二单元交流继电器第二常开触点的动触点连接所述第一节点；
所述辅助继电器线圈的第二端通过串联的第二单元交流继电器第一常开触点和第一单元交流继电器常闭触点连接所述第二单元的一相母线；
所述辅助继电器第四常开触点并联在所述第一单元交流继电器常闭触点的两端。
优选地，所述第二单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈、第二单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第三常开触点；
所述三相隔离接触器的线圈的第二端通过串联的第二单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第三常开触点连接所述第二单元的一相母线。
优选地，所述第一单元控制电路中还串联有第一隔离断路器；
所述第二单元控制电路中还串联有第二隔离断路器。
优选地，所述第一单元控制电路和第二单元控制电路中还串联有隔离交流接触器切除/复位继电器。
优选地，所述第一单元控制电路和第二单元控制电路中还串联有紧急牵引状态继电器。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
本发明提供的动车组辅助供电装置，第一控制单元可以在第一单元三相四线制母线得电时，控制第一供电电路导通，三相隔离接触器的线圈得电，继而使三相隔离接触器闭合，使第一单元的电源贯通到第二单元，从而实现全列车供电。同理，第二控制单元可以在第二单元三相四线制母线得电时，控制第一供电电路导通，三相隔离接触器的线圈得电，继而使三相隔离接触器闭合，使第二单元的电源贯通到第一单元，从而实现全列车供电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的控制继电器供电电路示意图；
图2为本发明提供的TBK的励磁及自保持控制电路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
本发明提供的动车组辅助供电装置，包括：三相隔离接触器、第一单元交流继电器、第二单元交流继电器、第一单元控制电路、第二单元控制电路、第一单元供电电路和第二单元供电电路；
所述三相隔离接触器包括三相隔离接触器常开主触点和三相隔离接触器线圈；所述三相隔离接触器常开主触点串联在第一单元三相四线制母线和第二单元三相四线制母线之间；所述三相隔离接触器的线圈串联在所述第一单元供电电路和第二单元供电电路中；
所述第一单元交流继电器线圈的两端分别连接第一单元的一相母线和中性线；所述第二单元交流继电器的线圈的两端分别连接第二单元的一相母线和中性线；
所述第一单元控制电路，用于在所述第一单元三相四线制母线供电时，控制所述第一单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合；
所述第二单元控制电路，用于在所述第二单元三相四线制母线供电时，控制所述第二单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合。
可以理解的是，第一控制单元可以在第一单元三相四线制母线得电时，控制第一供电电路导通，三相隔离接触器的线圈得电，继而使三相隔离接触器闭合，使第一单元的电源贯通到第二单元，从而实现全列车供电。同理，第二控制单元可以在第二单元三相四线制母线得电时，控制第一供电电路导通，三相隔离接触器的线圈得电，继而使三相隔离接触器闭合，使第二单元的电源贯通到第一单元，从而实现全列车供电。
下面结合图1和图2来详细介绍本发明的具体实现方式。
参见图1，该图为本发明提供的控制继电器供电电路示意图。
本发明提供的供电装置为三相四线制，即包括三相母线U、V和W，还有包括中性线N。第一单元的三相四线为：U101、V101、W101和N100；第二单元的三相四线为：U101A、V101A、W101A和N100A。
其中，在第一单元和第二单元的母线之间串联三相隔离接触器TBK。
VDR1和VDR2分别为第一单元交流继电器和第二单元交流继电器。可以理解的是，在本发明中所有继电器的线圈与对应的触点使用相同的标号，例如第一单元交流继电器触点和线圈均使用标号VDR1。
从图1中可以看出，VDR1的线圈的两端分别连接V101和N100；VDR2的线圈的两端分别连接V101A和N100A；可以看出，VDR1和VDR2的线圈通过三相交流母线直接进行供电，供电电压为AC220V，频率为50Hz。
当第一单元的辅助电源启动时，VDR1的线圈得电；当第二单元的辅助电源启动时，VDR2的线圈得电。
本发明的目的是当第一单元供电时，使图1中的三相隔离接触器TBK的触点能够闭合，即第一单元的供电可以贯通到第二单元的三相母线。同理，当第二单元供电时，使图1中的三相隔离接触器TBK的触点能够闭合，即第二单元的供电可以贯通到第一单元的三相母线。即，列车的任一单元供电时，可以贯通全列车供电，即为全列车的车厢均供电。
下面结合图2介绍本发明提供的TBK的励磁及自保持控制电路。
结合图2结合图1中的三相隔离接触器的线圈得电并保持的控制电路。只有三相隔离接触器的线圈得电时，三相隔离接触器的常开触点才能闭合，即图1中的TBK的常开触点才能闭合，从而实现由一侧的一个单元供电时，贯通整个列车供电。
所述第一单元控制电路包括：第一单元交流继电器第一常开触点VDR1、第二单元交流继电器常闭触点VDR2、辅助继电器第二常开触点TBR、辅助继电器线圈TBR和第一单元交流继电器第二常开触点VDR1；
需要说明的是，第一单元交流继电器的常开触点共包括三个，均用VDR1表示，并且第一单元交流继电器的线圈和常闭触点也使用VDR1表示。当第一单元交流继电器的线圈得电或失电时，对应的触点全部动作。
所述第一单元交流继电器第二常开触点VDR1的静触点连接第一单元的中性线N100；所述第一单元交流继电器第二常开触点VDR1的动触点连接第一节点O；
所述辅助继电器线圈TBR的第一端连接所述第一节点O，所述辅助继电器线圈TBR的第二端通过串联的第一单元交流继电器第一常开触点VDR1和第二单元交流继电器常闭触点VDR2连接所述第一单元的一相母线V101；
所述辅助继电器第二常开触点TBR并联在所述第二单元交流继电器常闭触点VDR2的两端。可以理解的是，当辅助继电器线圈TBR得电时，辅助继电器第二常开触点TBR闭合，将第二单元交流继电器常闭触点VDR2短路。
所述第一单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈TBK、第一单元交流继电器第三常开触点VDR1和辅助继电器第一常开触点TBR；
所述三相隔离接触器的线圈TBK的第一端连接所述第一节点O；
所述三相隔离接触器的线圈TBK的第二端通过串联的第一单元交流继电器第三常开触点VDR1和辅助继电器第一常开触点TBR连接所述第一单元的一相母线V101；
所述第二单元控制电路包括：第二单元交流继电器第一常开触点VDR2、第一单元交流继电器常闭触点VDR1、辅助继电器第四常开触点TBR、辅助继电器线圈TBR和第二单元交流继电器第二常开触点VDR2；
所述第二单元交流继电器第二常开触点VDR2的静触点连接第二单元的中性线N100A；所述第二单元交流继电器第二常开触点VDR2的动触点连接所述第一节点O；
所述辅助继电器线圈TBR的第二端通过串联的第二单元交流继电器第一常开触点VDR2和第一单元交流继电器常闭触点VDR1连接所述第二单元的一相母线V101A；
所述辅助继电器第四常开触点TBR并联在所述第一单元交流继电器常闭触点VDR1的两端。
所述第二单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈TBK、第二单元交流继电器第三常开触点VDR2和辅助继电器第三常开触点TBR；
所述三相隔离接触器的线圈TBK的第二端通过串联的第二单元交流继电器第三常开触点VDR2和辅助继电器第三常开触点TBR连接所述第二单元的一相母线。
需要说明的是，第一单元控制电路和第二单元控制电路共有一部分，例如，线圈TBR既位于第一单元控制电路中，又位于第二单元控制电路中。第一单元供电电路和第二单元供电电路共用一部分，例如，线圈TBK既位于第一单元供电电路中，又位于第二单元供电电路中。
例如，当第一单元侧的三相母线供电时，由于VDR2的线圈此时还没有得电，VDR2的常闭触点闭合，VDR1的线圈得电，VDR1对应的所有的常开触点闭合，即图2中的控制电路回路路径为：V101-416A-416C-VDR2常闭触点-416E-VDR1第一常开触点-416G-辅助继电器TBR的线圈-VDR1第二常开触点-N100。
此时，由于辅助继电器TBR的线圈得电，从而辅助继电器TBR第一常开触点闭合，由于TBR第一常开触点和VDR1第三常开触点以及TBK的线圈串联在供电回路中，这样当TBR第一常开触点和VDR1第三常开触点均闭合时，供电回路通电，TBK的线圈得电，从而使图1中的TBK的触点得电，即第一单元的三相母线与第二单元的三相母线贯通，整个列车实现贯通供电。
需要说明的是，TBR这个继电器的作用是作为一个中间继电器，通过这个中间继电器的触点来带动TBK的线圈得电。通过中间继电器实现TBK的控制电路和供电电路的隔离：所有的判断条件满足后使得TBR的线圈来得电，将辅助继电器第一常开触点TBR串在TBK线圈供电的前面，将辅助继电器第三常开触点TBR串在TBK线圈供电的前面，这样即使TBK线圈的功率比较大，供电电路也可以承受。如果没有TBR作为中间继电器，整个TBK控制电路有可能承受较大的电流，控制用继电器VDR1、VDR2、TBCOR、EMODR1的触点长时间流经大电流容易造成粘连故障，合理的选择TBR的参数，可以有效提高电路的可靠性。
另外，由于VDR2的常闭触点两端并联有TBR第二常开触点，当TBR的线圈得电后，TBR第二常开触点闭合，此时，由于TBK触点闭合，VDR2线圈得电，VDR2常闭触点断开，由TBR第二常开触点闭合实现自保持供电。
由于第一单元的供电电路和控制电路与第二单元对应的供电电路和控制电路对称相同，因此工作原理和连接关系也相同，如图2所示。
同理，当第二单元的三相母线供电时，也可以通过第二单元对应的控制电路和供电电路使TBK的触点闭合，第二单元的供电贯通到第一单元的三相母线，实现整个列车的贯通供电。
下面结合图2来进行详细的说明。
当VDR2的线圈得电时，VDR2对应的所有常开触点闭合，图2中VDR2继电器对应的三个常开触点，这三个常开触点同时动作。
当V101A和N100A供电时，由于VDR1的线圈还没有得电，因此VDR1的常闭触点闭合，此时VDR2第一常开触点闭合，TBR的线圈得电，第二单元的控制电路通电，第二单元的控制电路的回路为：V101A-416B-416D-VDR1常闭触点-416F-VDR2第一常开触点-TBR线圈-VDR2第二常开触点-N100A。
此时，由于TBR的线圈得电，TBR第三常闭触点和TBR第四常闭触点均闭合，供电电路导通，第二单元的供电电路的通路路径为：TBR第三常开触点-VDR2第三常开触点-416J-TBK线圈-VDR2第二常开触点-N100A。
TBK线圈得电，从而使图1中的TBK常开触点闭合，第二单元的供电贯通到第一单元，实现整个列车供电。
同理，当VDR1线圈得电后，VDR1常闭触点断开，由TBR第四常开触点提供通路，实现自保持供电。
另外，在第一单元的供电电路中，包括VDR1第三常开触点和TBR第一常开触点串联，目的是当第一单元的供电出现故障时，可以切除第一供电电路，防止第二单元的供电反灌到第一单元供电电路上。例如，当第一单元VDR1故障，为保护继电器和供电电路，需要将断路器TBKCN1断开，如果不增加VDR1和VDR2的常开触点，当TBR得电后，常开触点闭合，那么TBKCN2的电源就会从TBR的常开点串到断路器TBKCN1的下方，造成断开的断路器TBKCN1仍带电。
另外，本发明中在第一单元的控制电路回路中串联了VDR2的常闭触点，在第二单元的控制电路回路中串联了VDR1的常闭触点。这样的目的是为了实现互锁保护逻辑，当第一单元和第二单元同时投入供电时，由于两个单元同时投入供电时的三相母线的电压和相序不一定是相同的，如果盲目将TBK闭合可能烧损辅助用电设备，此时若两单元同时供电时，将直接对TBK电路进行封锁。VDR1常闭触点和VDR2常闭触点同时断开，TBK闭合不上，从而可以有效保护辅助用电设备。
另外，需要说明的是，图2中的第一隔离断路器TBKCN1和第二隔离断路器TBKCN2正常情况下均闭合。隔离交流接触器切除/复位继电器TBCOR正常情况下也闭合。紧急牵引状态继电器EMODR1正常情况下也闭合。因此，TBKCN1、TBKCN2、TBCOR和EMODR1可以串联在控制电路的回路中。
第一单元供电时，需要满足以下条件：
VDR1得电；列车无隔离交流接触器切除指令输出，即TBCOR继电器未被励磁；TBKCN1断路器闭合；列车未处在紧急牵引状态，即EMODR1继电器未被励磁。
第二单元供电时，需要满足以下条件：
VDR2得电；列车无隔离交流接触器切除指令输出，即TBCOR继电器未被励磁；TBKCN2断路器闭合；列车未处在紧急牵引状态，即EMODR1继电器未被励磁。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种动车组辅助供电装置，其特征在于，包括：三相隔离接触器、第一单元交流继电器、第二单元交流继电器、第一单元控制电路、第二单元控制电路、第一单元供电电路和第二单元供电电路；
所述三相隔离接触器包括三相隔离接触器常开主触点和三相隔离接触器线圈；所述三相隔离接触器常开主触点串联在第一单元三相四线制母线和第二单元三相四线制母线之间；所述三相隔离接触器的线圈串联在所述第一单元供电电路和第二单元供电电路中；
所述第一单元交流继电器线圈的两端分别连接第一单元的一相母线和中性线；所述第二单元交流继电器的线圈的两端分别连接第二单元的一相母线和中性线；
所述第一单元控制电路，用于在所述第一单元三相四线制母线供电时，控制所述第一单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合；
所述第二单元控制电路，用于在所述第二单元三相四线制母线供电时，控制所述第二单元供电电路通电，所述三相隔离接触器的线圈得电，所述三相隔离接触器常开主触点闭合。
2.根据权利要求1所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第一单元控制电路包括：第一单元交流继电器第一常开触点、第二单元交流继电器常闭触点、辅助继电器第二常开触点、辅助继电器线圈和第一单元交流继电器第二常开触点；
所述第一单元交流继电器第二常开触点的静触点连接第一单元的中性线；所述第一单元交流继电器第二常开触点的动触点连接第一节点；
所述辅助继电器线圈的第一端连接所述第一节点，所述辅助继电器线圈的第二端通过串联的第一单元交流继电器第一常开触点和第二单元交流继电器常闭触点连接所述第一单元的一相母线；
所述辅助继电器第二常开触点并联在所述第二单元交流继电器常闭触点的两端。
3.根据权利要求2所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第一单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈、第一单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第一常开触点；
所述三相隔离接触器的线圈的第一端连接所述第一节点；
所述三相隔离接触器的线圈的第二端通过串联的第一单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第一常开触点连接所述第一单元的一相母线。
4.根据权利要求2所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第二单元控制电路包括：第二单元交流继电器第一常开触点、第一单元交流继电器常闭触点、辅助继电器第四常开触点、辅助继电器线圈和第二单元交流继电器第二常开触点；
所述第二单元交流继电器第二常开触点的静触点连接第二单元的中性线；所述第二单元交流继电器第二常开触点的动触点连接所述第一节点；
所述辅助继电器线圈的第二端通过串联的第二单元交流继电器第一常开触点和第一单元交流继电器常闭触点连接所述第二单元的一相母线；
所述辅助继电器第四常开触点并联在所述第一单元交流继电器常闭触点的两端。
5.根据权利要求2所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第二单元供电电路包括：三相隔离接触器的线圈、第二单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第三常开触点；
所述三相隔离接触器的线圈的第二端通过串联的第二单元交流继电器第三常开触点和辅助继电器第三常开触点连接所述第二单元的一相母线。
6.根据权利要求1所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第一单元控制电路中还串联有第一隔离断路器；
所述第二单元控制电路中还串联有第二隔离断路器。
7.根据权利要求1所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第一单元控制电路和第二单元控制电路中还串联有隔离交流接触器切除/复位继电器。
8.根据权利要求1所述的动车组辅助供电装置，其特征在于，所述第一单元控制电路和第二单元控制电路中还串联有紧急牵引状态继电器。
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