CN109638898B - 一种高速铁路接触网ct取电装置及方法 - Google Patents

一种高速铁路接触网ct取电装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速铁路接触网CT取电装置及方法,包括CT取电模块组、储能模块、控制器模块和远程通信模块;所述CT取电模块组由多个CT模块连接而成,各模块输出端并联后连接储能模块的输入端,控制器模块分别连接CT模块组、储能模块和远程通信模块;控制器模块控制CT模块的电能量泄放端口的通断,调节CT取电模块组的取电量;控制器模块控制储能模块的转换开关,使两个电池组轮流充放电;控制器模块在装置故障时,启动远程通信模块报警。

Description

一种高速铁路接触网CT取电装置及方法
技术领域
本发明属于特种电源技术领域,具体涉及一种利用高速铁路接触网交流电CT取电的电源装置,为高速铁路接触网线上在线检测设备提供一个稳定可靠的电源。
背景技术
我国高速铁路分布越来越广阔,接触网是高速铁路的核心技术之一,却裸露于自然环境中,易受环境影响,对接触网的在线监测设备,需要一个稳定可靠的低压电源。CT(Current Transformer简称)取电,包括取电电磁芯及缠绕在取电电磁芯上的取电线圈T,接触网线路从取电磁芯中穿过,接触网线路有交流电流通过时,取电线圈T的两端产生激磁电压,产生电源。
CT取电在高压输配电领域的电路方案很多,主要包括取电互感器、整流滤波电路、DC-DC电路、功率调节电路(电能量泄放)、稳压输出电路及储能蓄电池等。此类CT取电装置控制电路复杂,针对电力线路不同的额定电流、不同的用电负载,都要重新匹配电路各组件。高速铁路接触网和电力系统高压输配电网相比,工作情况有很多不同之处,主要表现在以下5个特征:
①高速铁路接触网由多个配电区组成,每个配电区20~30公里(下文以25公里计算),各配电区相互绝缘,列车经过配电区时,接触网有负载,没在配电区,则无负载,接触网无负载时空载电流很小。
②高速铁路接触网的负载为高速通过的列车,根据列车不同的工作情况,如:加速行驶、匀速行驶、降速行驶等,以及不同的列车车型,负载电流变化范围较大,从十几A至几百A甚至一千多A。
③高速通过的列车时速约250km/h(一般为200~300 km/h,此处取中间值)一个配电区长25km,则一列车在一个配电区的有效负载时长6分钟,以本产品实际使用的合武线(合肥至武汉)为例,每天通过30列次的列车,安装于某一配电区的CT取电装置有效取电时长为180分钟。
④高速铁路接触网裸露于自然环境中,且高度较低,由于刮风或高大树木等外物引起的短路较多,以本产品实际使用的合武线(合肥至武汉)为例,接触网发生短路时,短路电流超过7000A(此为合武线高铁接触网短路时的实测值,各接触网有差别)。
⑤高速铁路接触网裸露于自然环境中,易受雷击,雷击电流大,以本产品实际使用的合武线为例,最大雷击电流超过40万A。
综上所述,高速铁路接触网上的CT取电装置,有效取电时间短,回路电流变化幅度大,易受特大电流的冲击,市面上现有的CT取电装置不能为接触网的在线监测设备提供一个稳定可靠的低压电源。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点与不足,为高速铁路接触网线在线检测设备提供一个结构合理、控制简单的CT取电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高速铁路接触网CT取电装置,包括CT取电模块组、储能模块、控制器模块和远程通信模块;
所述的CT取电模块组由多个CT模块并联而成,其输出端连接储能模块的输入端;
所述的控制器模块分别连接CT模块组、储能模块和远程通信模块,包括多个A/D转换端口、多个I/O输入输出端口和与远程通信模块连接的通信端口;控制器模块控制CT模块的电能量泄放端口的通断,调节CT取电模块组的取电量;控制器模块控制储能模块的转换开关,使两个电池组轮流充放电;控制器模块在装置故障时,启动远程通信模块报警;
所述的远程通信模块是一个可以用公网向固定网站或者固定IP发送信息的通信模块。
所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其CT模块包括电磁芯及缠绕在电磁芯上的取电线圈T,所述的取电线圈T输出端依次连接瞬间过压吸收压敏电阻RL、电能量泄放电路和单相整流桥模块D。
进一步,所述的CT模块有3个输出接线端子,分别是输出正极“+”,输出负极“-”和电能量泄放使能“EN”;所述的CT取电模块组由8个CT模块组成,正极并联后连接储能模块充电正极端子“IN+”,负极并联后连接储能模块充电负极端子“IN-”,“EN”分别连接控制器模块的I/O输入输出端口。
进一步,所述的电能量泄放电路为具有继电器线圈和开关触点的开关电路K,开关触点为常开触点,控制器模块控制继电器线圈得电时,开关触点闭合,与取电线圈T形成闭合回路,泄放CT模块的电能量。
所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其储能模块包括电池组B1和B2、电池充放电转换控制电路、电池输出端反向阻断电路、短路保护电路。
进一步,所述的电池充放电转换控制电路是具有继电器线圈和开关触点的转换开关电路,转换开关通过引线连接电池组B1和B2的正极,转换开关常连输入端(充电状态),控制器模块控制继电器线圈得电,则转换开关连接输出端(放电状态)。
更进一步,所述的转换开关的控制方式为:一个电池组处于充电状态,另一个电池组处于放电状态,控制器模块控制转换开关,使两个电池组轮流充放电,断开负载供电回路(含电池)与充电回路的电气连接。
再进一步,所述的控制器模块测量电池组B1和B2的电压,在电压异常时启动远程通信模块报警。
本发明的目的之二是提供一种上述CT取电装置的取电方法,包括如下步骤:
步骤1,开始:接通设备;
步骤2,控制8个CT模块的泄放,以及锂电池B1、B2的输出,测量锂电池B1、B2的电压V1、V2;
步骤3,判断是否V1≤10.5V且V2≤10.5V,若是,则进入故障工作状态,运行骤10;若否,则运行步骤4;
步骤4,判断是否V1≥V2,若是,则B1输出,B2充电,运行步骤5;若否,则B2输出,B1充电,运行步骤5;
步骤5,控制8个CT模块充电;
步骤6,测量CT模块的输出电压V0;
步骤7,判断是否V0<12.6V,若否,则控制1个CT模块泄放,如果8模块全泄放,运行步骤2,否则,运行步骤6;若是,则运行步骤8;
步骤8,判断是否V0≥11.9V,若否,则控制1个CT模块充电,运行步骤6;若是,则运行步骤9;
步骤9,测量输出电池电压V1(V2),判断是否V1(V2)<11.5V,若否,则运行步骤6;若是,则运行步骤2;
步骤10,控制锂电池B1、B2的充电,控制8个CT模块充电,控制远程通信模块报警;
步骤11,测量CT模块输出电压V0,判断是否V0≥11.9V,若否,则运行步骤10;若是则运行步骤2。
本发明产生的有益效果是:
1,CT模块做成标准模块,简化结构和控制,方便工程选用。
2,CT模块数量可以根据线路电流和负载的不同进行增减,不需更改控制模块。
3,控制器模块控制CT模块充电数量,电能量泄放数量,调节CT取电模块组的取电量,既保证电池不过压,又提高储能模块充电效率。
4,断开负载供电回路(含电池)与充电回路的电气连接,避免接触网短路、雷击等恶劣工况对电源装置的影响。
5,电源故障自诊断,并远程报警。
附图说明
图1是本发明CT取电装置的总体框图
图2是本发明CT取电模块组连接原理图;
图3是 本发明CT模块的原理图;
图4是本发明的储能模块原理图;
图5是本发明控制流程图。
各附图标记为:1—CT取电模块组,2—储能模块,3—控制器模块,4—远程通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示,本发明公开了一种高速铁路接触网CT取电装置,包括CT取电模块组1、储能模块2、控制器模块3和远程通信模块4。
所述的CT取电模块组1由8个CT模块连接而成,每个CT模块有3个输出接线端子,分别是输出正极“+”,输出负极“-”和电能量泄放使能“EN”,各CT模块输出端并联后连接储能模块2充电端子“IN+”和“IN-”,控制器模块3的I/O端口分别连接各CT模块电能量泄放使能端子“EN”,控制器模块3的I/O端口分别连接J1和J2的继电器线圈控制端子“J1EN”和“J2EN”,控制器模块3A/D端口分别连接“IN+”、“B1+”、“B2+”,控制器模块3通信端口连接远程通信模块4。
所述的CT模块包括电磁芯及缠绕在电磁芯上的取电线圈T,所述的取电线圈T输出端依次连接瞬间过压吸收压敏电阻RL、电能量泄放电路和单相整流桥模块D,所述的电能量泄放电路为具有继电器线圈和开关触点的开关电路K,其中开关触点为常开触点,当控制器模块3的I/O端口控制继电器线圈得电时,开关触点闭合,与取电线圈T形成闭合回路,泄放CT模块的电能量。图3中T为感应取电电流互感器,RL为瞬间过压吸收压敏电阻,K为用于电能量泄放的具有继电器线圈和开关触点的开关电路,D为单相整流桥模块,“+”为输出正极端子,“-”为输出负极端子,EN为电能量泄放使能端子。
所述储能模块2包括锂电池组B1和B2、电池充放电转换开关J1、J2、电池输出端反向阻断二极管D1和D2、熔断器FU1和FU2;其中J1、J2的开关触点常接“IN+”,当控制器模块3I/O端口控制J1、J2的继电器线圈得电时,开关触点连接二极管D1和D2的正极,锂电池组B1和B2处于向负载供电状态;锂电池B1和B2的额定工作电压DC12V,最高充电电压DC12.6V,放电保护电压10V。
所述的控制器模块3分别连接CT模块组、储能模块2和远程通信模块4,包括多个A/D转换端口、多个I/O输入输出端口和与远程通信模块4连接的通信端口;控制器模块3控制CT模块的电能量泄放端口的通断,调节CT取电模块组1的取电量;控制器模块3控制储能模块2的转换开关,使两个电池组轮流充放电;控制器模块3在装置故障时,启动远程通信模块4报警;所述的远程通信模块4是一个可以用公网向固定网站或者固定IP发送信息的通信模块。
本发明还公开了一种高速铁路接触网CT取电装置的取电控制方法,如图5所示,结合流程图具体说明:
步骤如下
步骤1,开始:接通设备;
步骤2,控制8个CT模块的泄放,以及锂电池B1、B2的输出,测量锂电池B1、B2的电压V1、V2;
步骤3,判断是否V1≤10.5V且V2≤10.5V,若是,则进入故障工作状态,运行骤10;若否,则运行步骤4;
步骤4,判断是否V1≥V2,若是,则B1输出,B2充电,运行步骤5;若否,则B2输出,B1充电,运行步骤5;
步骤5,控制8个CT模块充电;
步骤6,测量CT模块的输出电压V0;
步骤7,判断是否V0<12.6V,若否,则控制1个CT模块泄放,如果8模块全泄放,运行步骤2,否则,运行步骤6;若是,则运行步骤8;
步骤8,判断是否V0≥11.9V,若否,则控制1个CT模块充电,运行步骤6;若是,则运行步骤9;
步骤9,测量输出电池电压V1(V2),判断是否V1(V2)<11.5V,若否,则运行步骤6;若是,则运行步骤2;
步骤10,控制锂电池B1、B2的充电,控制8个CT模块充电,控制远程通信模块4报警;
步骤11,测量CT模块输出电压V0,判断是否V0≥11.9V,若否,则运行步骤10;若是则运行步骤2。
图5中V1、V2为测锂电池B1、B2输出端电压,10.5V为实例中设定的锂电池低压保护电压阀值,不同电池可以单独设定,V0为CT模块输出电压即锂电池充电电压,12.6V为实例中设定的锂电池最高充电电压,不同电池可以单独设定,11.9V为实例中设定的锂电池临界保护电压阀值,使开关触点不发生频繁动作,不同电池可以单独设定,11.5V为实例中设定的锂电池转换设定电压阀值,使转换开关不发生频繁转换,不同电池可以单独设定。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其控制过程,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于:包括CT取电模块组(1)、储能模块(2)、控制器模块(3)和远程通信模块(4);
所述的CT取电模块组(1)由多个CT模块并联而成,其输出端连接储能模块(2)的输入端;
所述的控制器模块(3)分别连接CT模块组、储能模块(2)和远程通信模块(4),包括多个A/D转换端口、多个I/O输入输出端口和与远程通信模块(4)连接的通信端口;控制器模块(3)控制CT模块的电能量泄放端口的通断,调节CT取电模块组(1)的取电量;控制器模块(3)控制储能模块(2)的转换开关,转换开关的控制方式为:一个电池组处于充电状态,另一个电池组处于放电状态,控制器模块(3)控制转换开关,使两个电池组轮流充放电,断开负载供电回路与充电回路的电气连接;
控制器模块(3)在装置故障时,启动远程通信模块(4)报警;所述的远程通信模块(4)是一个可以用公网向固定网站或者固定IP发送信息的通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的CT模块包括电磁芯及缠绕在电磁芯上的取电线圈T,所述的取电线圈T输出端依次连接瞬间过压吸收压敏电阻RL、电能量泄放电路和单相整流桥模块D。
3.根据权利要求2所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的CT模块有3个输出接线端子,分别是输出正极“+”,输出负极“-”和电能量泄放使能“EN”;所述的CT取电模块组(1)由8个CT模块组成,正极并联后连接储能模块(2)充电正极端子“IN+”,负极并联后连接储能模块(2)充电负极端子“IN-”,“EN”分别连接控制器模块(3)的I/O输入输出端口。
4.根据权利要求2所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的电能量泄放电路为具有继电器线圈和开关触点的开关电路K,开关触点为常开触点,控制器模块(3)控制继电器线圈得电时,开关触点闭合,与取电线圈T形成闭合回路,泄放CT模块的电能量。
5.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的储能模块(2)包括电池组B1和B2、电池充放电转换控制电路、电池输出端反向阻断电路、短路保护电路。
6.根据权利要求5所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的电池充放电转换控制电路是具有继电器线圈和开关触点的转换开关电路,转换开关通过引线连接电池组B1和B2的正极,转换开关常连输入端时为充电状态,控制器模块(3)控制继电器线圈得电,则转换开关连接输出端时为放电状态。
7.根据权利要求6所述的一种高速铁路接触网CT取电装置,其特征在于,所述的控制器模块(3)测量电池组B1和B2的电压,在电压异常时启动远程通信模块(4)报警。
8.一种如权利要求1所述CT取电装置的取电方法,其特征在于,步骤如下
步骤1,开始:接通设备;
步骤2,控制8个CT模块的泄放,以及锂电池B1、B2的输出,测量锂电池B1、B2的电压V1、V2;
步骤3,判断是否V1≤10.5V且V2≤10.5V,若是,则进入故障工作状态,运行步骤10;若否,则运行步骤4;
步骤4,判断是否V1≥V2,若是,则B1输出,B2充电,运行步骤5;若否,则B2输出,B1充电,运行步骤5;
步骤5,控制8个CT模块充电;
步骤6,测量CT模块的输出电压V0;
步骤7,判断是否V0<12.6V,若否,则控制1个CT模块泄放,如果8个CT模块全泄放,运行步骤2,否则,运行步骤6;若是,则运行步骤8;
步骤8,判断是否V0≥11.9V,若否,则控制1个CT模块充电,运行步骤6;若是,则运行步骤9;
步骤9,测量输出电池电压V1/V2,判断是否V1/V2<11.5V,若否,则运行步骤6;若是,则运行步骤2;
步骤10,控制锂电池B1、B2的充电,控制8个CT模块充电,控制远程通信模块(4)报警;
步骤11,测量CT模块输出电压V0,判断是否V0≥11.9V,若否,则运行步骤10;若是则运行步骤2。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102368637A (zh) * 2011-10-21 2012-03-07 安徽省电力公司六安供电公司 一种高压输电线路取电装置
CN103915875A (zh) * 2014-04-09 2014-07-09 青岛普量新能源技术有限公司 新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统
CN106160150A (zh) * 2016-08-24 2016-11-23 深圳市惠立智能电力科技有限公司 一种自适应ct感应取电的电源控制系统及其方法
CN107689688A (zh) * 2017-10-30 2018-02-13 常州工学院 一种自带平衡机制的互感器取电电源
US10084334B1 (en) * 2011-03-31 2018-09-25 Elite Power Solutions, LLC Home energy storage battery system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10084334B1 (en) * 2011-03-31 2018-09-25 Elite Power Solutions, LLC Home energy storage battery system
CN102368637A (zh) * 2011-10-21 2012-03-07 安徽省电力公司六安供电公司 一种高压输电线路取电装置
CN103915875A (zh) * 2014-04-09 2014-07-09 青岛普量新能源技术有限公司 新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统
CN106160150A (zh) * 2016-08-24 2016-11-23 深圳市惠立智能电力科技有限公司 一种自适应ct感应取电的电源控制系统及其方法
CN107689688A (zh) * 2017-10-30 2018-02-13 常州工学院 一种自带平衡机制的互感器取电电源

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