CN111707898A - 一种列车供电系统的负载测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种列车供电系统的负载测试方法，方法包括：配置一列供单元进行整流工作，用于将获得的交流电整流输出；配置另一列供单元进行逆变工作，用于作为负载接收进行整流工作的列供单元整流输出的直流电，并将逆变输出的交流电通过变压器耦合返回给所述进行整流工作的列供单元，以进行列供单元的自循环测试。本发明以列共单元自循环的方式进行满载测试，测试方法方便、可靠且不受测试地点的限制；通过适当增加满载测试的频率以适当降低欠载以及过载测试的频率，可以使得在满足机车出车安全检测的要求上，降低利用地面负载进行测试的频率，从而有效的节约电能。

Description

一种列车供电系统的负载测试方法

技术领域

本发明涉及电动机车测试领域，尤其涉及了种列车供电系统的负载测试方法，用于方便、有效且节能的实现对电动机车供电系统的负载测试。

背景技术

电力机车上装有列车供电装置，在牵引旅客列车时为车厢提供电源。为确保运用时列车供电装置状态完好，在每次出车整备前需对列车供电装置进行欠载、满载以及过载等负载测试。

负载测试需外接地面负载装置。然而地面负载装置体积较大，安装后不易移动，每次负载测试都需将车辆行驶至固定位置，在此过程中徒耗电能，加之负载测试过程中，地面负载装置本身需要消耗大量的电能，因此，现亟需一种既能保证列车的出车安全又节能、方便的负载测试方法。

发明内容

为减少采用外接地面负载装置进行负载测试的频率，本发明提出了一种列车供电系统的负载测试方法，所述测试方法包括：配置一列供单元进行整流工作，用于将获得的交流电整流输出；配置另一列供单元进行逆变工作，用于作为负载接收进行整流工作的列供单元整流输出的直流电，并将逆变输出的交流电通过变压器耦合返回给所述进行整流工作的列供单元，以进行列供单元的自循环测试。

在一个或多个实施例中，所述进行整流工作的列供单元还通过变压器获得电网中的交流电。

在一个或多个实施例中，所述进行整流工作的列共单元与所述进行逆变工作的列共单元通过变压器二次侧线圈耦合连接。

在一个或多个实施例中，配置所述进行整流工作的列供单元以电网频率进行整流工作。

在一个或多个实施例中，所述负载测试方法还包括：监测所述电网中交流电的相位变化；配置所述进行逆变工作的列供单元以电网频率进行逆变工作，并根据所述相位变化控制逆变输出的交流电的初始相位，使得与进行整流工作的列供单元连接的变压器二次侧线圈中的来自所述电网与所述进行逆变工作的列供单元的瞬时感应电压同相位。

在一个或多个实施例中，所述负载测试方法还包括：检测列车负载的测试模式信号；根据所述测试模式信号控制采用自循环测试或地面负载测试。

在一个或多个实施例中，所述负载测试方法还包括：在所述自循环测试和/或地面负载测试中，检测输出电流和电压。

本发明的有益效果包括：本发明的满载测试采用列供单元的自循环测试方法进行，其不需要外接地面负载装置，仅在列车中进行内部循环即可，即不受检测地点的限制且在测试过程中消耗的电能很少。此外，通过适当增加满载测试的频率以适当降低欠载以及过载测试的频率，可以使得在满足机车出车安全检测的要求上，降低利用地面负载进行测试的频率，从而有效的节约电能。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明的列共单元测试的工作流程图；

图2为列车供电系统的电路原理图；

图3为本发明的负载测试方法的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明旨在提供一种便捷、有效且节能的列车供电系统的负载测试方法。本发明的负载测试方法包括：对于满载测试，利用供电系统中的列供单元进行自循环测试，对于欠载以及过载测试，采用外接地面负载装置进行测试。由于本发明的满载测试方法更加方便且节能，因此，可以有效减少利用外接地面负载进行测试的频率，从而节约大量的电能。本发明的自循环测试方法如下：

图1为本发明的自循环测试的工作流程图。在本实施例中，自循环测试的工作流程包括：步骤S1、配置一列供单元进行整流工作，用于将获得的交流电整流输出；步骤S2、配置另一列供单元进行逆变工作，用于作为负载接收进行整流工作的列供单元整流输出的直流电，并将逆变输出的交流电通过变压器耦合返回给进行整流工作的列供单元，以进行列供单元的自循环测试。

具体的，在列车的供电系统中具有多组列共单元，每组列共单元由第一列共单元和第二列共单元组成，第一列供单元与第二列供单元通过变压器的二次侧线圈耦合连接。在进行自循环测试中，配置第一列供单元以电网频率进行整流工作，并且配置第二列供单元以电网频率进行逆变工作，为使第二列供单元逆变输出的交流电能被第一列供单元所用，必须使得在第一列供单元的变压器二次侧线圈中的来自电网与第二列供单元的瞬时感应电压同相位，此时，电网提供的电能与第一列供单元提供的电能是叠加的，否则将会产生不必要的消耗，而且导致负载不可控。

为了能更清楚的说明列共单元的自循环测试方法，以下将结合具体的附图进行说明。

图2为列车供电系统的电路原理图。如图2所示，列共单元LGU1和列共单元LGU2为一组供电模块，受同一个列供配电柜LGM控制输出供电。正常工作下，LGU1和LGU2均进行整流工作，即分别利用各自的变压器二次侧线圈耦合于电网的同一个变压器一次侧线圈，从而接收来自电网的交流电，以整流输出。其中，根据列车的运行模式控制接触器开关KM4、KM5、KM6和KM7的打开或关闭。在本发明的自循环测试中，需要断开所有外部供电负载，即需要打开接触器开关KM5和KM7，并且关闭接触器开关KM6，从而使得电能在LGU1和LGU2之间循环。在本发明自循环测试的第一工作状态中，LGU2工作在整流状态，用于将获得的交流电装换为直流电输出，LGU1工作在逆变状态，用于作为负载接收来自LGU2输出的直流电，将其转换为交流电并通过变压器二次侧线圈返回给LGU2。相反的，在本发明自循环测试的第二工作状态中，LGU1工作在整流状态，用于将获得的交流电转换为直流电输出，LGU2工作在逆变状态，用于作为负载接收来自LGU1输出的直流电，将其转换为交流电并通过变压器二次侧线圈返回给LGU1。

具体的，LGU1和LGU2均由四组具有双向导通和双向阻断能力的双向IGBT组成，每次自循环测试需要每个列供单元中的两组双向IGBT进行配合，因此，优选的，在下一次的测试中，采用不同于前一次测试中所用到的两组双向IGBT进行测试，从而快速的完成对列供单元的负载测试。

更具体的，本发明的自循环测试中仅以电网频率控制对应的列供单元进行整流工作和逆变工作，从而使得自循环测试仅实现对列供单元的满载测试。

本发明的满载测试采用列供单元的自循环测试方法，从而不需要外接地面负载装置，仅在列车中进行内部循环即可，消耗的电能很少，从而使得可以更频繁的利用列供单元的自循环测试进行满载测试，进而保证列车的安全运行。

通过将本发明的自循环测试方法与外接地面负载测试方法相结合，能够实现对机车供电系统进行欠载、满载以及过载等负载测试；并且，通过适当增加满载测试的频率以适当降低欠载以及过载测试的频率，可以使得在满足机车出车安全检测要求的基础上，降低利用地面负载进行测试的频率，从而有效的节约电能。在本发明的一个实施例中，本发明的负载测试方法的整体工作流程如下：

图3为本发明的负载测试方法的工作流程图。在本发明的一个实施例中，负载测试方法的工作流程包括：

检测列车供电信号，即检测电网的变压器一次侧线圈中交流电的相位变化，以为随时进入列供单元的自循环测试做准备。

检测列车负载的测试模式信号，测试模式包括列供单元的自循环测试和地面负载测试两种模式。其中，列供单元的自循环测试不受场地限制，且消耗电能很小，因此可以频繁进行，如每天或每次出车前；外接地面负载测试因负载装置不便移动，因此测试过程受场地限制，且消耗电能较大，但是其能够对列供单元后方连接的配电柜及各种接触器开关进行测试，并且可以进行欠载、满载以及过载等多种负载测试，因此，列供单元的自循环测试并不能完全取代外接地面负载测试，但是，在结合列供单元的自循环测试方法后，可以以较低的频率进行外接地面负载测试，如每个月或每个季度，从而节约大量电能。

判断是否采用自循环测试模式，是则，自动控制打开接触器KM5和KM7，并且关闭接触器开关KM6，并依次使得LGU1整流工作、LGU2逆变工作以及使得LGU2整流工作、LGU1逆变工作。

检测LGU1和LGU2输出端的输出电流和电压。

响应于是否采用自循环测试为否的情况，进行地面负载测试，检测地面供电负载信号，地面供电负载信号用于指示地面负载装置是否完成准备工作，当检测到地面供电负载信号后，根据相应的控制信号自动控制关闭KM4以及KM7并打开KM4，使得LGU1进行整流工作；或者自动控制关闭KM5并打开KM6，使得LGU2进行整流工作；或者自动控制关闭KM4、KM5、KM6以及KM7，使得LGU1和LGU2同时进行整流工作。

检测配电柜各输出端的输出电流和电压。

在本发明的另一个实施例中，分别进行列供单元测试和地面负载测试，并将列供单元测试中检测到的电流平均值和电压平均值、与地面负载测试中检测到的电流平均值和电压平均值进行对比，以验证列供单元测试的可靠性。试验表明，本发明的列供单元测试可靠、有效。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种列车供电系统的负载测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

配置一列供单元进行整流工作，用于将获得的交流电整流输出；

配置另一列供单元进行逆变工作，用于作为负载接收进行整流工作的列供单元整流输出的直流电，并将逆变输出的交流电通过变压器耦合返回给所述进行整流工作的列供单元，以进行列供单元的自循环测试。

2.如权利要求1所述的负载测试方法，其特征在于，所述进行整流工作的列供单元还通过变压器获得电网中的交流电。

3.如权利要求1所述的负载测试方法，其特征在于，所述进行整流工作的列共单元与所述进行逆变工作的列共单元通过变压器二次侧线圈耦合连接。

4.如权利要求3所述的负载测试方法，其特征在于，配置所述进行整流工作的列供单元以电网频率进行整流工作。

5.如权利要求4所述的负载测试方法，其特征在于，所述负载测试方法还包括：

监测所述电网中交流电的相位变化；

配置所述进行逆变工作的列供单元以电网频率进行逆变工作，并根据所述相位变化控制逆变输出的交流电的初始相位，使得与进行整流工作的列供单元连接的变压器二次侧线圈中的来自所述电网与所述进行逆变工作的列供单元的瞬时感应电压同相位。

6.如权利要求1所述的负载测试方法，其特征在于，所述负载测试方法还包括：

检测列车负载的测试模式信号；

根据所述测试模式信号控制采用自循环测试或地面负载测试。

7.如权利要求6所述的负载测试方法，其特征在于，所述负载测试方法还包括：

在所述自循环测试和/或地面负载测试中，检测输出电流和电压。

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