CN109835213A - 一种分区所用地面自动过分相装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分区所用地面自动过分相装置及控制方法，该装置包括控制单元以及分别与控制单元连接的检测单元、两个晶闸管阀组单元，两个晶闸管阀组单元分设在中性区与两侧变电所供电臂之间，每个晶闸管阀组单元包括两个反并联连接的晶闸管阀，每个晶闸管阀与控制单元连接，当列车过分相时，检测单元检测网压信号、两个晶闸管阀组单元的电流信号，发送给控制单元，由控制单元分别产生控制信号发送给各晶闸管阀以控制通断；该方法为上述装置的控制方法。本发明控制实现简单、控制精度及安全可靠性高、过分相时断电时间短，且能够避免分区所双边电源之间潮流环流。

Description

一种分区所用地面自动过分相装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电系统中过分相技术领域，尤其涉及一种分区所用地面自动过分相装置及其控制方法。

背景技术

如图1所示，电气化铁路牵引供电系统是采用27.5kV单相供电方式，牵引变电所将电力系统提供的110kV或220kV三相电转换成27.5kV的单相交流电给牵引供电网，但是单相供电容易在电网中产生负序电流，而负序电流对电网中的设备、输电线路、继电保护等会产生很大影响；为平衡电力系统的A、B、C三相电流，牵引变电所对接触网实行换相轮流供电方式，接触网各相间采用绝缘物分割，以防止相间短路及供电电源之间环流，即为“电分相”，因此在变电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）的分区所必须设置电分相装置。

在交流电气化铁路上，一般每隔50～60km即会设置一个分区所而存在一个电分相区，分区所的引入的两路电源分别由左右两边的变电所提供；按照相序循环轮换的原则，双边电源相位通常基本相同或相位差很小（小于6°），为了避免变电所之间的环流，在物理结构上，由锚段式关节构成电分相区（中性区）隔开，不直接连通，因而电力机车或动车组等从接触网取电行驶时，存在如何过电分相的问题。

实现列车自动过分相无需人工干预，可以防止司机手动误操作而带电闯分相引起拉弧造成接触网损毁事故，现有技术中通常是采用车载断电自动过分相或者地面转换自动过分相两种方式，其中车载断电自动过分相方式断电区较长，存在列车降牵引、速度损失大、存在过电压冲击等缺点，已无法满足高速铁路和重载铁路的沿求；地面转换自动过分相是通过地面开关切换给中性段供电，中性段无电时间短且列车无速度损失，同时车上主断路器不动作，减小了开断次数，可延长主断路器的使用寿命。

目前地面转换自动过分相通常是以智能选相真空断路器类机械开关为核心器件的机械式方式，基于该类机械式方式实现地面转换自动过分相则存在以下问题：

1）不能精确的控制分、合闸相位，控制通常只能精确到士0.5ms（50Hz交流电的4.5°），且要达到该指标的控制非常复杂。

2）机械开关的切换时间长，使得中性段无电时间长，通常在130ms以上。

3）真空断路器存在过电压和过电流冲击，过电压通常在70kV以上，因而会加速车上高压电气设备主绝缘加速老化，过电流冲击也易引起机车跳闸，同时机械开关寿命低，通常在6万次以下，需要定期检修维护和更换，因而后期的运营维护成本高。

4）由于较高过电压和过电流存在，以及中性段无电时间较长，还需要修改电力机车的控制系统，如修改电力机车的控制软件和保护整定值。

中国专利申请CN105799553A公开一种电子式地面自动过分相装置，使用晶闸管作为核心器件实现电力电子式地面转换自动过分相，可以减少过电压和过电流冲击的效果，提高车上高压电气设备的使用寿命，但是该方案中两相供电臂与中性段之间的两个电子式开关阀组单元直接与中央控制器单元连接，中央控制器单元对两个电子式开关阀组单元进行独立控制，每个电子式开关阀组单元中两个晶闸管作为一个整体进行开断控制，即两个晶闸管同时控制导通或同时关断，极易导致误操作而发生误导通，可靠性不高，且由于牵引供电系统分区所两侧的牵引变压器之间会存在相角误差，双边负荷的功率及功率因数也存在差异，则牵引供电系统分区所两边的电源电压会存在较大的差异，因而当两侧的电子式开关阀组单元同时导通时，双边电源连接则会产生潮流环流，导致分区所过流误保护误动作，影响列车过分相的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种控制实现简单、控制精度及安全可靠性高、过分相时断电时间短，且能够避免分区所双边电源之间潮流环流的分区所用地面自动过分相装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种分区所用地面自动过分相装置，包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的检测单元、两个晶闸管阀组单元，两个所述晶闸管阀组单元分设在中性区与两侧变电所供电臂之间，每个所述晶闸管阀组单元包括两个反并联连接的晶闸管阀，每个所述晶闸管阀与所述控制单元连接，当列车过分相时，所述检测单元检测网压信号、两个所述晶闸管阀组单元的电流信号，发送给所述控制单元，由所述控制单元分别产生控制信号发送给各所述晶闸管阀以控制通断。

作为本发明装置的进一步改进：两个所述晶闸管阀组单元中同向的晶闸管阀之间互为连锁控制。

作为本发明装置的进一步改进：所述控制单元接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、各晶闸管阀的导通使能信号以及与各晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，分别产生对应各晶闸管阀的控制信号，以控制各晶闸管阀的导通。

作为本发明装置的进一步改进：所述晶闸管阀组单元具体包括连接在分区所左侧变电所供电臂与中性区之间晶闸管阀K1、晶闸管阀K3，以及连接在中性区与分区所右侧变电所供电臂之间晶闸管阀K2、晶闸管阀K4，所述晶闸管阀K1与所述晶闸管阀K4互为连锁控制，所述晶闸管阀K2、晶闸管阀K3互为连锁控制；所述控制单元包括用于控制所述晶闸管阀K1导通的第一控制电路、用于控制所述晶闸管阀K2导通的第二控制电路、用于控制所述晶闸管阀K3导通的第三控制电路，以及用于控制所述晶闸管阀K4导通的第四正向控制电路。

作为本发明装置的进一步改进：当列车为正向行车时，所述第一控制电路输入端分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1；当列车为反向行车时，所述第一控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、所述晶闸管阀K1的导通使能信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1。

作为本发明装置的进一步改进：当列车为正向行车时，所述第二控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K2的导通使能信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2；

当列车为反向行车时，所述第二控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2。

作为本发明装置的进一步改进：当列车为正向行车时，所述第三控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3；

当列车为反向行车时，所述第三控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3。

作为本发明装置的进一步改进：当列车为正向行车时，所述第四控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4；

当列车为反向行车时，所述第四反向控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4。

作为本发明装置的进一步改进：还包括与所述控制单元连接的位置检测单元，用于实时检测列车的行驶位置、方向信号，发送给所述控制单元。

作为本发明装置的进一步改进：还包括分别与所述控制单元、所述检测单元连接的保护单元，用于接收所述检测单元检测到的网压信号、电流信号，当接收到的信号值超过预设值时控制断开所述晶闸管阀组单元。

本发明进一步提供一种利用上述分区所用地面自动过分相装置的控制方法，步骤包括：

S1. 当列车行驶至接近中性区位置时，控制将靠近列车一侧的晶闸管阀组单元中两个晶闸管阀导通，使得中性区的电压与当前侧供电电源相同；

S2. 当列车行驶至需要换相的位置时，依次根据网压过零点控制关断当前晶闸管阀组单元中两个晶闸管阀，然后根据当前晶闸管阀组单元的电流信号过零点控制导通另一侧晶闸管阀组单元中为正向的晶闸管阀，再根据网压过零点控制导通另一个为反向的晶闸管阀，使得中性区的电压与另一侧供电电源相同以完成换相；

S3. 当列车行驶出中性区位置时，控制关断当前处于导通状态的晶闸管阀组单元中两个晶闸管阀，退出控制。

作为本发明控制方法的进一步改进，将两个所述晶闸管阀组单元中同向的晶闸管阀配置为互为连锁控制，所述步骤S1、步骤S2中控制目标晶闸管阀导通时，具体接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、目标晶闸管阀的导通使能信号以及与目标晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，产生控制信号发送给目标晶闸管阀以控制导通。

作为本发明控制方法的进一步改进，所述晶闸管阀组单元具体配置连接在分区所左侧变电所供电臂与中性区之间晶闸管阀K1、晶闸管阀K3，以及连接在中性区与分区所右侧变电所供电臂之间晶闸管阀K2、晶闸管阀K4；

控制所述晶闸管阀K1导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、所述晶闸管阀K1的导通使能信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1。

作为本发明控制方法的进一步改进，控制所述晶闸管阀K2导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K2的导通使能信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2。

作为本发明控制方法的进一步改进，控制所述晶闸管阀K3导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3。

作为本发明控制方法的进一步改进，控制所述晶闸管阀K4导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4。

作为本发明控制方法的进一步改进，所述步骤S2中完成换相的具体步骤为：

S21. 在网压过零点t0时刻，清零当前晶闸管阀组单元中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，另一个为反向的晶闸管阀在负载电流的过零点自然关断；

S22. 在网压过零点t1时刻，清零当前晶闸管阀组单元中为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，当前晶闸管阀组单元中为正向的晶闸管阀在负载电流的过零点t2时刻自然关断，使得列车的一次侧电压和电流均变为0；

S23. 当检测到所述电流信号处于过零点时，经过延时时间T至t₃时刻后置位另一侧晶闸管阀组单元中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通；

S24. 在网压过零点t₄时刻，置位另一侧晶闸管阀组单元中另一个为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通，使得中性区的电压和相位与另一侧供电电源相同。

作为本发明控制方法的进一步改进，还包括保护控制方法，具体步骤为：实时检测网压信号、两个所述晶闸管阀组单元的电流信号，当接收到的信号值超过预设值时控制断开所述晶闸管阀组单元。

与现有技术相比，本发明分区所用地面自动过分相装置的优点在于：

1）本发明分区所用地面自动过分相装置，通过在中性区与分区所两侧变电所供电臂之间设置两个晶闸管阀组单元，由晶闸管阀组单元控制列车过分相时切换接入两侧供电臂进行供电，开通时刻可控、使用寿命长、导通速度快、动作次数不受限制且可靠性高，同时两个晶闸管阀组单元中各晶闸管阀分别与控制单元连接，由控制单元分别控制各晶闸管的通断，可以有效保证切换死区时间，同时使得一个晶闸管阀组单元内两个晶闸管可以独立控制开通、关断，可以通过控制各晶闸管的导通顺序，防止造成分区所双边电源之间出现潮流环流；

2）本发明分区所用地面自动过分相装置，通过使两个晶闸管阀组单元中同向的晶闸管阀之间互为连锁控制，使得两侧的晶闸管阀组单元中同向晶闸管不会同时导通，避免误操作而产生误导通，有效提高控制安全可靠性。

与现有技术相比，本发明用于分区所用地面自动过分相装置的控制方法的优点在于：

1）本发明控制方法能够简单有效、安全可靠的实现地面自动过分相，过分相区时，电力机车或者动车组等负载的主断路器无需分合闸动作，切换过程无过压过流，不会影响车上高压电气设备主绝缘，能够延长车上高压电气设备的使用寿命，降低运营维护成本，且换相时，通过依次根据网压过零点控制关断当前晶闸管阀组单元，以及根据电流信号过零点、网压过零点依次导通另一侧晶闸管阀组单元，能够减少切换死区时间，防止分区所双边电源之间出现潮流环流。

2）本发明控制方法进一步完成换相时，通过依次网压过零点t0、t1时刻控制关断当前晶闸管阀组单元，电流过零点后t₃时刻、网压过零点t₄时刻依次控制导通另一侧晶闸管阀组单元，能够最大限度的减少切换死区时间、防止分区所双边电源之间出现潮流环流，当双边电源同相或者相位差较小时，能够实现电力机车或者动车组等负载双向不降速、平滑无感知地通过电分相区。

附图说明

图1是牵引供电系统分区所及其电分相区位置分布原理示意图。

图2是本发明实施例1分区所用地面自动过分相装置的结构示意图。

图3是本发明实施例1中实现地面自动过分相的控制方法的实现流程示意图。

图4是本发明实施例1中实现换相切换的实现流程示意图。

图5是本发明实施例2分区所用地面自动过分相装置的具体结构示意图。

图6是本发明实施例2分区所用地面自动过分相装置的结构原理示意图。

图7是本发明实施例2中正向行车时各晶闸管控制信号产生的原理示意图。

图8是本发明实施例2中反向行车时各晶闸管控制信号产生的原理示意图。

图9是本发明实施例2中正向行车时过分相切换状态示意图。

图10是本发明实施例2中正向行车时各晶闸管导通触发使能信号的时序图。

图11是本发明实施例2中反向行车时行车时过分相切换状态示意图。

图12是本发明实施例2中反向行车时各晶闸管导通触发使能信号的时序图。

图例说明：1、控制单元；2、晶闸管阀组单元；3、位置检测单元；4、保护单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图2所示，本实施例分区所用地面自动过分相装置包括控制单元1以及分别与控制单元1连接的检测单元、两个晶闸管阀组单元2，两个晶闸管阀组单元2分设在中性区与分区所两侧变电所供电臂之间，即中性区与一侧供电臂之间、中性区与另一侧供电臂之间分别设置一个晶闸管阀组单元2，每个晶闸管阀组单元2包括两个反并联连接的晶闸管阀，每个晶闸管阀与控制单元1连接，当列车过分相时，检测单元检测网压信号、两个晶闸管阀组单元2的电流信号，发送给控制单元1，由控制单元1分别产生控制信号发送给各晶闸管阀以控制通断。

本实施例通过在中性区与分区所两侧变电所供电臂之间设置两个晶闸管阀组单元2，由晶闸管阀组单元2控制列车过分相时切换接入两侧供电臂进行供电，采用晶闸管作为核心元件实现地面自动过分相，具有开通时刻可控、使用寿命长、导通速度快（可达μs级）、动作次数不受限制以及可靠性高等优点，同时两个晶闸管阀组单元2中各晶闸管阀分别与控制单元1连接，由控制单元1分别控制各晶闸管的通断，可以有效保证切换死区时间（断电时间），同时使得一个晶闸管阀组单元2内两个晶闸管可以独立控制开通、关断，可以通过控制各晶闸管的导通顺序，防止造成分区所双边电源之间出现潮流环流。

本实施例中，两个晶闸管阀组单元2中同向的晶闸管阀之间互为连锁控制，即两个晶闸管阀组单元2中为正向的晶闸管互为连锁控制、为反向的晶闸管互为连锁控制，使得两侧的晶闸管阀组单元2中同向晶闸管不会同时导通，避免误操作而产生误导通，有效提高控制安全可靠性，防止造成分区所双边电源之间出现潮流环流。

本实施例中，控制单元1接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、各晶闸管阀的导通使能信号以及与各晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，分别产生对应各晶闸管阀的控制信号，以控制各晶闸管阀的导通，即由阀触发脉冲信号、阀导通使能信号以及互为连锁控制的阀导通使能信号共同控制晶闸管的导通，提高晶闸管控制的安全可靠性。

本实施例上述过分相装置安装于分区所内，晶闸管具体可采用光触发晶闸管或电触发晶闸管。

本实施例中，还包括与控制单元1连接的位置检测单元，用于实时检测列车的行驶位置、方向信号，发送给控制单元1，控制单元1根据位置检测单元检测到的列车的行驶位置、方向信号，控制依次切换导通两个晶闸管阀组单元2以实现过分相。位置检测单元具体用于检测即将进入中性区位置的PS1位置检测单元、用于检测到达中性区位置的PS2位置检测单元、以及用于检测即将驶出中性区位置的PS3位置检测单元。

本实施例中，还包括分别与控制单元1、检测单元连接的保护单元，用于接收检测单元检测到的网压信号、电流信号，当接收到的信号值超过预设值时控制断开所述晶闸管阀组单元2，保证列车过分相过程中的运行安全。

如图3所示，本实施例利用上述分区所用地面自动过分相装置的控制方法，步骤包括：

S1. 当列车行驶至接近中性区位置时，控制将靠近列车一侧的晶闸管阀组单元2中两个晶闸管阀导通，使得中性区的电压与当前侧供电电源相同；

S2. 当列车行驶至需要换相的位置时，依次根据网压过零点控制关断当前晶闸管阀组单元2中两个晶闸管阀，然后根据当前晶闸管阀组单元2的电流信号过零点控制导通另一侧晶闸管阀组单元2中为正向的晶闸管阀，再根据网压过零点控制导通另一个为反向的晶闸管阀，使得中性区的电压与另一侧供电电源相同以完成换相；

S3. 当列车行驶出中性区位置时，控制关断当前处于导通状态的晶闸管阀组单元2中两个晶闸管阀，退出控制。

通过上述控制方法，能够简单有效、安全可靠的实现地面自动过分相，过分相区时，电力机车或者动车组等负载的主断路器无需分合闸动作，切换过程无过压过流，不会影响车上高压电气设备主绝缘，能够延长车上高压电气设备的使用寿命，降低运营维护成本，且换相时，通过依次根据网压过零点控制关断当前晶闸管阀组单元2，以及根据电流信号过零点、网压过零点依次导通另一侧晶闸管阀组单元2，能够保证切换死区时间，同时有效防止分区所双边电源之间出现潮流环流。

本实施例中，将两个晶闸管阀组单元2中同向的晶闸管阀配置为互为连锁控制，步骤S1、步骤S2中控制目标晶闸管阀导通时，具体接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、目标晶闸管阀的导通使能信号以及与目标晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，产生控制信号发送给目标晶闸管阀以控制导通。

如图4所示，本实施例中步骤S2中完成换相的具体步骤为：

S21. 在网压过零点t0时刻，清零当前晶闸管阀组单元2中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，另一个为反向的晶闸管阀在负载电流的过零点自然关断；

S22. 在网压过零点t1时刻，清零当前晶闸管阀组单元2中为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，当前晶闸管阀组单元2中为正向的晶闸管阀在负载电流的过零点t2时刻自然关断，使得列车的一次侧电压和电流均变为0；

S23. 当检测到电流信号处于过零点时，经过延时时间T至t₃时刻后置位另一侧晶闸管阀组单元2中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通；

S24. 在网压过零点t₄时刻，置位另一侧晶闸管阀组单元2中另一个为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通，使得中性区的电压和相位与另一侧供电电源相同。

本实施例完成换相时，通过依次网压过零点t0、t1时刻控制关断当前晶闸管阀组单元2，电流过零点后t₃时刻、网压过零点t₄时刻依次控制导通另一侧晶闸管阀组单元2，能够最大限度的减少切换死区时间、防止分区所双边电源之间出现潮流环流，当双边电源同相或者相位差较小时，能够实现电力机车或者动车组等负载双向不降速、平滑无感知地通过电分相区。

实施例2：

如图5所示，从左至右为正向行车，从右至左为反向行车，本实施例晶闸管阀组单元2具体包括连接在分区所左侧变电所供电臂与中性区之间晶闸管阀K1、晶闸管阀K3，以及连接在中性区与分区所右侧变电所供电臂之间晶闸管阀K2、晶闸管阀K4，晶闸管阀K1、晶闸管阀K3、晶闸管阀K2、晶闸管阀K4分别与控制单元1连接，由控制单元1分别产生控制信号发送给晶闸管阀K1、晶闸管阀K3、晶闸管阀K2、晶闸管阀K4以控制通断。通过控制单元1独立控制晶闸管阀K1、晶闸管阀K3、晶闸管阀K2、晶闸管阀K4的通断，可以有效保证切换死区时间（断电时间），同时可以通过控制各晶闸管的导通顺序，防止造成分区所双边电源之间出现潮流环流。

本实施例中，两个晶闸管阀组单元2中同向的晶闸管阀之间互为连锁控制，具体为晶闸管阀K1与晶闸管阀K4之间为连锁控制，晶闸管阀K3与晶闸管阀K2之间为连锁控制，通过晶闸管阀K1～K4之间形成连锁，使得两侧的晶闸管阀组单元2中同向晶闸管不会同时导通，避免误操作而产生误导通，有效提高控制安全可靠性。

如图6所示，本实施例具体设置电压互感器PT1、PT2，用于检测电分相区两边变电所27.5kV电源母线电压以及电流互感器CT1、CT2，用于检测通过晶闸管阀K1、K2的电流，以进行控制和保护；位置检测单元3用于分别检测即将进入中性区位置的PS1位置、到达中性区位置的PS2位置、以及即将驶出中性区位置的PS3位置，保护单元4具体包括设置在晶闸管阀组单元2输入端的断路器QF1、QF2以控制投入、退出以及检修装置；隔离开关QS1、QS2、QS3，用于检修装置，正常工况时闭合隔离开关，当需检修时打开，以及避雷器BL1、BL2、BL3，以抑制供电线路雷电、操作和运行过电压。本实施例在中性区还设置有电阻R，通过电阻R电力机车或者动车组等未到中性区之前，提前导通晶闸管。

本实施例中，控制单元1接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、晶闸管阀K1～K4晶闸管阀的导通使能信号以及与各晶闸管阀K1～K4互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，分别产生对应各晶闸管阀K1～K4的控制信号，以控制各晶闸管阀K1～K4的导通；控制单元1具体包括用于控制晶闸管阀K1导通的第一控制电路、用于控制晶闸管阀K2导通的第二控制电路、用于控制晶闸管阀K3导通的第三控制电路，以及用于控制晶闸管阀K4导通的第四正向控制电路。通过晶闸管阀K1～K4导通使能信号、以及晶闸管触发脉冲之间共同形成连锁，进一步保证两侧的晶闸管阀组单元2中晶闸管的导通安全性。

用于正向行车时的各控制电路如图7所示，其中第一控制电路输入端分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K1；控制单元1控制晶闸管阀K1导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K1；即当有阀触发脉冲信号、有阀K1导通使能信号、没有阀K4导通使能信号，才能导通晶闸管阀K1；

第二控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K2的导通使能信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K2；控制单元1控制晶闸管阀K2导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K2的导通使能信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K2；即当有阀触发脉冲信号、有阀K2导通使能信号、有阀K4导通使能信号、没有阀K3导通使能信号，才能导通晶闸管阀K2；

第三控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K3；控制单元1控制晶闸管阀K3导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K3；即有阀触发脉冲信号、有阀K3导通使能信号、没有阀K2导通使能信号、没有阀K4导通使能信号，才能导通晶闸管阀K3；

第四控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K4；控制单元1控制晶闸管阀K4导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K4；即当有阀触发脉冲信号、有阀K4导通使能信号、没有阀K1导通使能信号、没有阀K3导通使能信号，才能导通晶闸管阀K4。

用于反向行车时的各控制电路如图8所示，其中第一控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、晶闸管阀K1的导通使能信号以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给晶闸管阀K1；即若为反向行车时，分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、晶闸管阀K1的导通使能信号以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给晶闸管阀K1；

第二控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K2；即若列车为反向行车，分别接收晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号以及晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K2；

第三控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K3；即若列车为反向行车，分别接收晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、以及晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K3；

第四反向控制电路的输入端分别接收晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、以及晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K4；即若列车为反向行车，分别接收晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、阀触发脉冲信号、以及晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给晶闸管阀K4。

本实施例中，还包括与控制单元1连接的位置检测单元，用于实时检测列车的行驶位置、方向信号，发送给控制单元1，位置检测单元具体用于检测即将进入中性区位置的PS1位置检测单元、用于检测到达中性区位置的PS2位置检测单元、以及用于检测即将驶出中性区位置的PS3位置检测单元。

以下以双边电源存在比较大的相位差，同时电力机车机车或动车组等负载功率因数低（电压/电流相位偏差较大）的最复杂工况下为例说明利用本发明控制方法实现双边切换过程。

当为正向行车时，本实施例控制方法具体如下：

（1）中性区原本为无电状态，电力机车/动车组行驶至位置检测单元PS1位置，控制单元1控制清零K1～K4的脉冲使能信号，再置位晶闸管阀（K1、K3）的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’运算后，输出触发脉冲至K1、K3，晶闸管阀K1、K3导通，中性区的电压和相位与左侧电源完全相同；

（2）电力机车/动车组行驶至PS2位置，准备进行换相切换过程，切换时序如图9、10所示，其中U1为分区所左侧变电所供电电源，U2为分区所右侧变电所供电电源，Un为电力机车/动车组等牵引供电负载的25kV侧电压，同时也是中性区电压，I为电力机车/动车组等牵引供电负载的25kV侧电流。换相的切换过程具体为：

a)网压过零点t0时刻时，清零K1的脉冲触发使能信号，晶闸管阀K3在负载电流的过零点自然关断；

b)网压过零点t1时刻，清零K3的脉冲触发使能信号，晶闸管阀K1在负载电流的过零点t2时刻自然关断，电力机车/动车组27.5kV一次侧电压和电流均变为0；

c)控制单元检测到电流互感器CT1的电流为0，经过延时时间T至t3时刻，置位晶闸管阀K4的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’逻辑后输出触发脉冲至K4，晶闸管K4立即开通；

d)网压过零点t4时刻时，置位晶闸管阀K2的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’逻辑后输出触发脉冲至K2，晶闸管阀K2立即导通，中性区的电压和相位与右侧电源完全相同；

（3）电力机车/动车组行驶至PS3位置，控制单元清零晶闸管阀（K2、K4）的脉冲使能信号，晶闸管阀K2、K4关断，中性区恢复无电状态。

本实施例上述延时时间T可调节，具体可在0.1ms≤T＜10ms之间调节。

当为反向行车时，本实施例控制方法具体如下：

（1）中性区原本为无电状态，电力机车/动车组行驶至PS3位置，控制单元清零K1～K4的脉冲使能信号，再置位晶闸管阀（K2、K4）的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’逻辑后输出触发脉冲至K2、K4，晶闸管阀K2、K4导通，中性区的电压和相位与右侧电源完全相同；

（2）电力机车/动车组行驶至PS2位置，准备进行换相切换过程，切换时序如图11、12所示，其中U1为分区所左侧变电所供电电源，U2为分区所右侧变电所供电电源，Un为电力机车/动车组等牵引供电负载的25kV侧电压，同时也是中性区电压，I为电力机车/动车组等牵引供电负载的25kV侧电流。换相切换过程具体为：

a)网压过零点t0时刻，清零K2的脉冲触发使能信号，晶闸管阀K2在负载电流的过零点自然关断；

b)网压过零点t1时刻，清零K4的脉冲触发使能信号，晶闸管阀K4在负载电流的过零点t2自然关断，电力机车/动车组27.5kV一次侧电压和电流均变为0；

c)控制单元检测到电流互感器CT1的电流为0，经过延时时间T（定值可调节，0.1ms≤T＜10ms），t3时刻，置位晶闸管阀K3的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’逻辑后输出触发脉冲至K3，晶闸管阀K3开通；

d)网压过零点t4时刻，置位晶闸管阀K1的脉冲使能信号，与晶闸管触发脉冲等信号进行‘与’逻辑后输出触发脉冲至K1，晶闸管阀K1导通，中性区的电压和相位与左侧电源完全相同；

（3）电力机车/动车组行驶至PS1位置，控制单元1清零晶闸管阀（K1、K3）的脉冲使能信号，晶闸管阀K1、K3关断，中性区恢复无电状态。

本实施上述控制方法，列车在过分相时断电时间（死区时间）可在0.1ms～10ms之间调节，保证电力机车及动车组等负载在无感知的情况下通过分区所电分相区，同时由于断电时间小于10ms，不会引起机车或动车等保护机制动作，不影响电力机车及动车组等负载的正常运行，从而能够实现电力机车或者动车组等负载不降速、平滑无感知地通过双边电源同相或者相位差较小的电分相区，有效缩短列车运行时间，提高线路运力。

如图6所示，本实施例控制单元1分别接收位置检测单元3（PS1、PS2、PS3）、电压互感器(PT1、PT2)和电流互感器(CT1、CT2)提供的信号，输出控制信号至晶闸管阀（K1~K4），控制K1、K2、K3、K4的导通与关断，并接收4个阀组的状态反馈，同时控制单元1接收保护单元的动作预告信号，停止晶闸管阀的触发脉冲。 同时控制单元1输出命令信号至保护单元，以控制分断QF1、QF2，具体包括：

（1）电流互感器CT1、CT2检测流经各自回路的电流（ICT1和ICT2），如果满足：

CT1的测量值ICT1≥设定值Iset1；

CT2的测量值ICT2≥设定值Iset1；

CT1的测量值ICT1﹦CT2的测量值ICT2≥设定值Iset2

则控制单元1输出跳闸命令至保护单元，联跳双边断路器QF1和QF2。

（2）电压互感器PT1、PT2检测流经双边母线（ICT1和ICT2），包括：

①若PT1的测量值UPT1≥设定值Uset，则控制单元发出报警信号，同时输出跳闸命令至保护单元，跳断路器QF1；若指定时间后检测PT1的测量值UPT1＜设定值Uset，则执行一次自动重合闸，输出合闸命令至保护单元，合断路器QF1；

②PT2的测量值UPT2≥设定值Uset，则控制单元发出报警信号，同时输出跳闸命令至保护单元，跳断路器QF2。若10S后若检测PT2的测量值UPT1＜设定值Uset，则执行一次自动重合闸，输出合闸命令至保护单元，合断路器QF2；

（3）控制单元检测执行单元K1～K4的元件状态，包括：

①如果故障元件个数N≥设定值nset1，控制单元发出报警信号；

②如果故障元件个数N≥设定值nset2，控制单元发出跳闸命令至保护单元，联跳双边断路器QF1和QF2。

上述只是本发明的较佳实施例，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。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (18)

1.一种分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：包括控制单元（1）以及分别与所述控制单元（1）连接的检测单元、两个晶闸管阀组单元（2），两个所述晶闸管阀组单元（2）分设在中性区与两侧变电所供电臂之间，每个所述晶闸管阀组单元（2）包括两个反并联连接的晶闸管阀，每个所述晶闸管阀与所述控制单元（1）连接，当列车过分相时，所述检测单元检测网压信号、两个所述晶闸管阀组单元（2）的电流信号，发送给所述控制单元（1），由所述控制单元（1）分别产生控制信号发送给各所述晶闸管阀以控制通断。

2.根据权利要求1所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：两个所述晶闸管阀组单元（2）中同向的晶闸管阀之间互为连锁控制。

3.根据权利要求2所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：所述控制单元（1）接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、各晶闸管阀的导通使能信号以及与各晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，分别产生对应各晶闸管阀的控制信号，以控制各晶闸管阀的导通。

4.根据权利要求3所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：所述晶闸管阀组单元（2）具体包括连接在分区所左侧变电所供电臂与中性区之间晶闸管阀K1、晶闸管阀K3，以及连接在中性区与分区所右侧变电所供电臂之间晶闸管阀K2、晶闸管阀K4，所述晶闸管阀K1与所述晶闸管阀K4互为连锁控制，所述晶闸管阀K2、晶闸管阀K3互为连锁控制；所述控制单元（1）包括用于控制所述晶闸管阀K1导通的第一控制电路、用于控制所述晶闸管阀K2导通的第二控制电路、用于控制所述晶闸管阀K3导通的第三控制电路，以及用于控制所述晶闸管阀K4导通的第四正向控制电路。

5.根据权利要求4所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：当列车为正向行车时，所述第一控制电路输入端分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1；当列车为反向行车时，所述第一控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、所述晶闸管阀K1的导通使能信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1。

6.根据权利要求5所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：当列车为正向行车时，所述第二控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K2的导通使能信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2；

当列车为反向行车时，所述第二控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2。

7.根据权利要求6所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：当列车为正向行车时，所述第三控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3；

当列车为反向行车时，所述第三控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3。

8.根据权利要求7所述的分区所用地面自动过分相装置，其特征在于：当列车为正向行车时，所述第四控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4；

当列车为反向行车时，所述第四反向控制电路的输入端分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的分区所用地面自动过分相装置：其特征在于：还包括与所述控制单元（1）连接的位置检测单元（3），用于实时检测列车的行驶位置、方向信号，发送给所述控制单元（1）。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的分区所用地面自动过分相装置：其特征在于：还包括分别与所述控制单元（1）、所述检测单元连接的保护单元（4），用于接收所述检测单元检测到的网压信号、电流信号，当接收到的信号值超过预设值时控制断开所述晶闸管阀组单元（2）。

11.利用权利要求1～10中任意一项所述的分区所用地面自动过分相装置的控制方法，其特征在于，步骤包括：

S1. 当列车行驶至接近中性区位置时，控制将靠近列车一侧的晶闸管阀组单元（2）中两个晶闸管阀导通，使得中性区的电压与当前侧供电电源相同；

S2. 当列车行驶至需要换相的位置时，依次根据网压过零点控制关断当前晶闸管阀组单元（2）中两个晶闸管阀，然后根据当前晶闸管阀组单元（2）的电流信号过零点控制导通另一侧晶闸管阀组单元（2）中为正向的晶闸管阀，再根据网压过零点控制导通另一个为反向的晶闸管阀，使得中性区的电压与另一侧供电电源相同以完成换相；

S3. 当列车行驶出中性区位置时，控制关断当前处于导通状态的晶闸管阀组单元（2）中两个晶闸管阀，退出控制。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于：将两个所述晶闸管阀组单元（2）中同向的晶闸管阀配置为互为连锁控制，所述步骤S1、步骤S2中控制目标晶闸管阀导通时，具体接收用于提供触发信号的阀触发脉冲信号、目标晶闸管阀的导通使能信号以及与目标晶闸管阀互为连锁控制的对应阀的导通使能信号，产生控制信号发送给目标晶闸管阀以控制导通。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述晶闸管阀组单元（2）具体配置连接在分区所左侧变电所供电臂与中性区之间晶闸管阀K1、晶闸管阀K3，以及连接在中性区与分区所右侧变电所供电臂之间晶闸管阀K2、晶闸管阀K4；

控制所述晶闸管阀K1导通时，若列车为正向行车，分别接收晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K1的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、所述晶闸管阀K1的导通使能信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过非运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K1。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：控制所述晶闸管阀K2导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K2的导通使能信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K2的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K2。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：控制所述晶闸管阀K3导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K2导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K2的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K4的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K3的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K3。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于：控制所述晶闸管阀K4导通时，若列车为正向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4；若列车为反向行车，分别接收所述晶闸管阀K1的导通使能信号经过非运算后的信号、所述晶闸管阀K3的导通使能信号经过非运算后的信号、所述阀触发脉冲信号、以及所述晶闸管阀K4的导通使能信号，经过与运算后输出控制信号给所述晶闸管阀K4。

17.根据权利要求11～16中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中完成换相的具体步骤为：

S21. 在网压过零点t0时刻，清零当前晶闸管阀组单元（2）中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，另一个为反向的晶闸管阀在负载电流的过零点自然关断；

S22. 在网压过零点t1时刻，清零当前晶闸管阀组单元（2）中为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号，当前晶闸管阀组单元（2）中为正向的晶闸管阀在负载电流的过零点t2时刻自然关断，使得列车的一次侧电压和电流均变为0；

S23. 当检测到所述电流信号处于过零点时，经过延时时间T至t₃时刻后置位另一侧晶闸管阀组单元（2）中为正向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通；

S24. 在网压过零点t₄时刻，置位另一侧晶闸管阀组单元（2）中另一个为反向的晶闸管阀的阀触发脉冲信号、导通使能信号以立即导通，使得中性区的电压和相位与另一侧供电电源相同。

18.根据权利要求11～16中任意一项所述的控制方法，其特征在于，还包括保护控制方法，具体步骤为：实时检测网压信号、两个所述晶闸管阀组单元（2）的电流信号，当接收到的信号值超过预设值时控制断开所述晶闸管阀组单元（2）。