CN110907742A - 一种机车励磁涌流的抑制装置及涌流和过电压监测方法 - Google Patents

一种机车励磁涌流的抑制装置及涌流和过电压监测方法 Download PDF

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樊会娟
李鹏
张超雷
王少锋
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Abstract

本发明公开了一种机车励磁涌流的抑制与监测装置，包括机车，机车上配设有受电弓，受电弓一端电接接触网，受电弓通过支持绝缘子连接机车车体；真空断路器进线端与受电弓电连接；真空断路器出线端连接牵引变压器原边；牵引变压器原边进线上套接罗氏线圈，罗氏线圈电连接控制器，控制器与真空断路器电连接；真空断路器的进、出线端还电接有接地开关，接地开关的另一端电接地线，控制器信号通过无线方式连接计算机服务器，控制器固接在机车上，控制器上配设有定位装置，本发明一种机车励磁涌流的抑制装置与涌流和过电压的监测方法，解决了现有技术中存在的合闸励磁涌流、过电压过大时，对机车设备带来危害的问题。

Description

一种机车励磁涌流的抑制装置及涌流和过电压监测方法
技术领域
本发明属于轨道交通高压电气技术领域，涉及一种机车励磁涌流的抑制装置，本发明还涉及上述机车励磁涌流和过电压的监测方法。
背景技术
电力机车与动车组主断路器在随机闭合空载变压器时会产生幅值很高的励磁涌流，在剩磁、合闸相位的最不利组合情况下，合闸励磁涌流将达到20倍额定电流，励磁涌流会对机车(或动车组)牵引变压器、牵引变流器、电压互感器、避雷器、受电弓等电器设备带来一系列危害，甚至对接触网和通讯系统造成严重影响，目前，由于没有对机车(或动车组)励磁涌流的监测技术，在剩磁、合闸相位的最不利组合情况下，合闸励磁涌流过大时，造成了对机车(或动车组)牵引变压器、牵引变流器、电压互感器、避雷器、受电弓等电器设备带来一系列危害，甚至对接触网和通讯系统造成严重影响。电力机车与动车组组在通过接触网分相区和主断路器随机分断牵引变压器时均会产生幅值很高的操作过电压。操作过电压对机车(或动车组)避雷器、电压互感器等电器设备带来一系列危害，甚至对接触网的电能质量造成严重影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种机车励磁涌流的抑制装置，解决了现有技术中存在的合闸励磁涌流过大时，对机车设备带来危害的问题。
本发明的另一个目的是提供一种机车励磁涌流和过电压的监测方法。
本发明所采用的技术方案是，一种机车励磁涌流的抑制装置，包括机车，机车上配设有受电弓，受电弓一端电接接触网，受电弓通过支持绝缘子连接机车车体；真空断路器进线端与受电弓电连接；真空断路器出线端连接牵引变压器原边；牵引变压器原边进线上套接罗氏线圈，罗氏线圈电连接控制器，控制器与真空断路器电连接；真空断路器的进、出线端还电接有接地开关，接地开关的另一端电接地线；控制器信号通过无线方式连接计算机服务器，控制器固接在机车上，控制器上配设有定位装置。
本发明第一种技术方案的特点还在于：
机车上固接有避雷器监测装置，避雷器监测装置电接控制器，避雷器监测装置还电接有避雷器，避雷器一端电接受电弓，避雷器的另一端连接机车。
受电弓与真空断路器之间通过隔离开关进行电连接，隔离开关的一端电接受电弓，隔离开关的另一端电接真空断路器。
隔离开关的一端还电接有电压互感器，电压互感器的一端电接隔离开关，电压互感器的另一端连接机车。
避雷器与机车之间配设有绝缘支柱。
本发明所采用的另一个技术方案是，一种机车励磁涌流的抑制装置的监测方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、使用罗氏线圈记录每次牵引变压器投入时的励磁涌流并将记录的数据输入控制器，使用避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流并将记录的数据输入控制器；
步骤2、控制器将罗氏线圈记录每次牵引变压器投入时的励磁涌流和避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流信号传送给计算机；
步骤3、计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端对受电弓和接触网分相区、避雷器、真空断路器提出故障诊断和故障预警。
本发明第二种技术方案的特点还在于：
步骤3具体为，计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端展示避雷器承受的过电压报表，与铁路线路的地理坐标相对应，并根据趋势分析对受电弓和接触网分相区、避雷器、真空断路器提出故障诊断和故障预警，为牵引供电系统的“状态修”提供科学依据。
计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端还展示有真空断路器闭合时产生的合闸涌流报表。
本发明的有益效果是：本发明一种机车励磁涌流的抑制装置，解决了现有技术中存在的合闸励磁涌流过大时，对机车设备带来危害的问题，还能同时对机车的涌流与过电压进行实时监测和控制，结构简单，有效的防范了由于机车的过电压与励磁涌流不正常，造成的机车设备的故障，保证了机车的正常运行，本发明一种机车励磁涌流的抑制装置与涌流和过电压监测方法，能对机车现场运用过程中的励磁涌流和过电压数据进行实时监测与分析，并进行故障诊断和故障预警、制定维修决策。
附图说明
图1是本发明一种机车励磁涌流的抑制装置的结构示意图
图中，1.受电弓，2.隔离开关，3.电压互感器，4.避雷针，5.真空断路器，6.接地开关，7.避雷器监测装置，8.罗氏线圈，9.牵引变压器，10.接触网，11.机车。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种机车励磁涌流的抑制装置，如图1所示，包括机车11，机车11上配设有受电弓1，受电弓1一端电接接触网10，受电弓1通过支持绝缘子连接机车11车体；真空断路器5进线端与受电弓1电连接；真空断路器5出线端连接牵引变压器9原边；牵引变压器9原边进线上套接罗氏线圈8，罗氏线圈8电连接控制器，控制器与真空断路器5电连接；真空断路器5的进、出线端还电接有接地开关6，接地开关6的另一端电接地线，控制器信号通过无线方式连接计算机服务器，控制器固接在机车11上，控制器上配设有定位装置。
机车11上固接有避雷器监测装置7，避雷器监测装置7电接控制器，避雷器监测装置7上电接有避雷器4，避雷器4的另一端连接机车11。
受电弓1与真空断路器5之间通过隔离开关2进线电连接，隔离开关2的一端电接受电弓1，隔离开关2的另一端电接真空断路器5。
隔离开关2的一端还电接有电压互感器3，电压互感器3的一端电接隔离开关2，电压互感器3的另一端连接机车11。
避雷器与机车11之间配设有绝缘支柱。
本发明一种机车励磁涌流的抑制装置的监测方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、使用罗氏线圈8记录每次牵引变压器9投入时的励磁涌流并将记录的数据输入控制器，使用避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流并将记录的数据输入控制器；
步骤2、控制器将罗氏线圈8记录每次牵引变压器9投入时的励磁涌流和避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流信号传送给计算机；
步骤3、计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端对受电弓1和接触网10分相区、避雷器4、真空断路器5提出故障诊断和故障预警。
步骤3具体为，计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端展示避雷器承受的过电压报表，与铁路线路的地理坐标相对应，并根据趋势分析对受电弓1和接触网10分相区、避雷器4、真空断路器5提出故障诊断和故障预警，为牵引供电系统的“状态修”提供科学依据。
计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端还展示有真空断路器5闭合时产生的合闸涌流报表。
真空断路器的参数为，标称电压(Un)：AC 25kV，额定工作电压(Ue)：AC 31.5kV，额定电流(Ie)：1000A，额定短时耐受电流(Ik)：25kA，额定峰值耐受电流(Ip)：50kA，主断路器分闸时间≤60ms，主断路器合闸时间≤100ms，主断路器允许合闸弹跳时间≤5ms，主回路对地工频耐压：
85kV,1min，主回路对地雷电冲击耐压：185Kv，控制回路对地工频耐压：2kV，主回路触头电阻≤100μΩ，合闸涌流≤100A(峰值)，操作过电压：≤60kV；控制器的参数为，额定工作电压(Ue)：DC110V，控制回路对地工频耐压：2kV；受电弓的参数为，标称电压(Un)：AC25kV，主回路对地工频耐压：85kV,1min，主回路对地雷电冲击耐压：185Kv，控制回路对地工频耐压:2kV；隔离开关的参数为，标称电压(Un):AC 25kV,额定电流(Ie):1000A(或400A、700A),主回路对地工频耐压:85kV，1min，主回路对地雷电冲击耐压：185Kv，控制回路对地工频耐压：2kV；电压互感器(3)的参数为，标称电压(Un)：AC 25kV，变比25000/100(或25000/150)，主回路对地工频耐压：85kV,1min；避雷器的参数为，额定工作电压：42kV，持续工作电压：4kV，标称放电电流：10kA，大电流耐受能力：100kA，2ms方波通流容量：800A(或500A)；罗氏线圈的参数为，额定电流400A(或1000A)；牵引变压器的参数为，原边绕组额定电压：25kV，次边绕组额定电压：1450V(或2120V等)。
避雷器监测装置对避雷器上的工频漏电流和高频冲击电流进行实时监测，通过高频冲击电流的大小可以反应出受电弓升弓和降弓产生的过电压以及运行过程中接触网分相区的过电压大小、真空断路器分合闸的过电压大小；通过工频漏电流的大小还可以反应避雷器本身的工作状态。避雷器监测装置的实时监测数据通过控制器远程传输到软件平台云服务器，软件平台云服务器和软件平台客户端可以展示避雷器承受的过电压报表，与铁路线路的地理坐标相对应，并根据趋势分析对受电弓和接触网分相区、避雷器、真空断路器提出故障诊断和故障预警，为牵引供电系统的“状态修”提供科学依据。
罗氏线圈对真空断路器闭合时产生的合闸涌流进行实时监测，并将采集的涌流数据通过控制器远程传输到软件平台云服务器，软件平台云服务器和软件平台客户端可以展示真空断路器闭合时产生的合闸涌流报表，提出故障诊断和故障预警。
本发明一种机车励磁涌流的抑制装置，解决了现有技术中存在的合闸励磁涌流过大时，对机车设备带来危害的问题，还能同时对机车的过电压进行实时监测和控制，结构简单，有效的防范了由于机车的过电压与励磁涌流不正常，造成的机车设备的故障，保证了机车的正常运行，本发明一种机车励磁涌流的抑制装置与涌流和过电压监测方法，能对机车现场运用过程中的励磁涌流和过电压数据进行实时监测与分析，并进行故障诊断和故障预警、制定维修决策，本发明的一种机车励磁涌流的抑制装置和一种机车励磁涌流的抑制装置与涌流和过电压监测方法均可运用于动车组。

Claims (8)

1.一种机车励磁涌流的抑制装置，其特征在于，包括机车(11)，所述机车(11)上配设有受电弓(1)，所述受电弓(1)一端电接接触网(10)，所述受电弓(1)通过支持绝缘子连接机车(11)车体；所述真空断路器(5)进线端与受电弓(1)电连接；所述真空断路器(5)出线端连接牵引变压器(9)原边；所述牵引变压器(9)原边进线上套接罗氏线圈(8)，所述罗氏线圈(8)电连接控制器，所述控制器与真空断路器(5)电连接；所述真空断路器(5)的进、出线端还电接有接地开关(6)，所述接地开关(6)的另一端电接地线，所述控制器信号通过无线方式连接计算机服务器，所述控制器固接在机车(11)上，所述控制器上配设有定位装置。
2.如权利要求1所述的一种机车励磁涌流的抑制装置，其特征在于，所述机车(11)上固接有避雷器监测装置(7)，所述避雷器监测装置(7)电接控制器，所述避雷器监测装置(7)上电接有避雷器(4)。
3.如权利要求2所述的一种机车励磁涌流的抑制装置，其特征在于，所述受电弓(1)与真空断路器(5)之间通过隔离开关(2)进线电连接，所述隔离开关(2)的一端电接受电弓(1)，所述隔离开关(2)的另一端电接真空断路器(5)。
4.如权利要求2所述的一种机车励磁涌流的抑制装置，其特征在于，所述隔离开关(2)的一端还电接有电压互感器(3)，所述电压互感器(3)的一端电接隔离开关(2)，所述电压互感器(3)的另一端连接机车(11)。
5.如权利要求2所述的一种机车励磁涌流的抑制装置，其特征在于，所述避雷器与机车(11)之间配设有绝缘支柱。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种机车励磁涌流的抑制装置的监测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、使用罗氏线圈(8)记录每次牵引变压器(9)投入时的励磁涌流并将记录的数据输入控制器，使用避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流并将记录的数据输入控制器；
步骤2、控制器将罗氏线圈(8)记录每次牵引变压器(9)投入时的励磁涌流和避雷器监测装置记录避雷器工频漏电流和高频冲击电流信号传送给计算机；
步骤3、计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端对受电弓(1)和接触网(10)分相区、避雷器、真空断路器(5)提出故障诊断和故障预警。
7.如权利要求8所述的一种机车励磁涌流的抑制装置的监测方法，其特征在于，所述步骤3具体为，计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端展示避雷器承受的过电压报表，与铁路线路的地理坐标相对应，并根据趋势分析对受电弓(1)和接触网(10)分相区、避雷器、真空断路器(5)提出故障诊断和故障预警，为牵引供电系统的“状态修”提供科学依据。
8.如权利要求9所述的一种机车励磁涌流的抑制装置的监测方法，其特征在于，所述计算机上的软件平台云服务器和软件平台客户端还展示有真空断路器(5)闭合时产生的合闸涌流报表。
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