CN111864756B - 电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统及其方法，列车运行状态识别系统安装到上行接触网或下行接触网上，并接入控制终端发送列车运行工况和牵引网压信息；牵引网压限压装置通过牵引网压调控单元与上行接触网或下行接触网构成串联回路；牵引网压调控单元接入控制终端接收控制信息并调控牵引网压限压装置。本发明通过判别列车运行状态，在分区所选择串联接入不同阻抗的电抗器而降低牵引网压，具有灵活多变的特点，技术先进、可靠，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及交流电气化铁路牵引供电领域，具体涉及一种电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统及其方法。
背景技术
我国幅员辽阔，电气化铁路牵引变电所外部电源条件差异较大，部分牵引变电所进线电压过高。此外，随着我国高速铁路的发展，交直交电力机车逐渐成为铁路运输的主力，交直交电力机车具有牵引功率大、功率因数高且易实现再生制动等特点，当列车处于再生制动时，会向牵引网输入电能从而造成牵引网压的抬升，严重时可造成机车电制动失效，影响列车安全运行。
电气化铁路解决牵引网压升高问题通常采用增设无载串联调压变压器的方式，但该方式具有调节反应慢，不能实现动态补偿的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统及其方法，能够有效地解决电气化铁路牵引网压升高的问题，并具有灵活多变的特点。
本发明所采用的技术方案为：
电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
所述系统包括控制终端、牵引网压调控单元、牵引网压限压装置和列车运行状态识别系统；
列车运行状态识别系统安装于分区所处，并接入控制终端发送列车运行工况和牵引网压信息；
牵引网压限压装置通过牵引网压调控单元与上行接触网或下行接触网构成串联回路；
牵引网压调控单元接入控制终端接收控制信息并调控牵引网压限压装置。
列车运行状态识别系统包括电压采集装置、电流采集装置和数据处理模块；
电压采集装置和电流采集装置安装到接触网首端和末端馈线处，均接入数据处理模块，数据处理模块接入控制终端。
牵引网压调控单元包括断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合、母线、保护测控装置和交直流电源；
断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合与母线相连，并接入上行接触网或下行接触网构成串联回路，保护测控装置与交直流电源连接，并接入控制终端。
牵引网压调控单元设置在分区所内。
牵引网压限压装置包括多个电抗器，并联接入牵引网压调控单元的母线。
牵引网限压装置设置在分区所内。
电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统的运行方法，其特征在于：
包括以下步骤：
控制终端接收列车状态识别系统发出的列车运行工况和牵引网压信息，根据该信息控制牵引网压调控单元，从而调控牵引网压限压装置运行工作状态，达到抑制牵引网压的效果。
当列车运行状态识别系统检测牵引网压不超过规定值时，牵引网压限压装置不工作；
当列车运行状态识别系统检测牵引网压超出规定值时，由列车运行状态识别系统判断系统运行工况，然后通过控制终端作出相应处理来控制牵引网压调控单元，从而调控牵引网压限压装置的投入状态来达到降低牵引网压的目的。
列车运行状态识别系统根据采集到的电压、电流信息判断列车运行工况，若牵引网电流由列车流向牵引变压器，则列车处于再生工况。
牵引网压调控单元调控牵引网压限压装置的投入状态，通过保护测控装置控制各并联电抗器支路隔离开关的开断，来控制电抗器的投入数量。
本发明具有以下优点：
1、通过列车状态识别系统判别投入电抗器的方式，具有灵活多变的特点；
2、系统设备占地面积少，且一次投资节省；
3、由于灵活调控，可节约系统的电费投资，降低能耗；
4、本发明技术先进、可靠，易于实施。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
图中标识为：
控制终端（1）、牵引网压调控单元（2）、牵引网压限压装置（3）、列车运行状态识别系统（4）、断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合（5）、母线（6）、保护测控装置（7）、交直流电源（8）、电抗器（9）、上行接触网（10）、下行接触网（11）、电压采集装置（12）、电流采集装置（13）、数据处理模块（14）、钢轨（15）、27.5kV母线（16）。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，通过有效判别列车运行状态，在分区所选择串联接入不同阻抗的电抗器而降低牵引网压，具有灵活多变的特点。所述系统包括控制终端1、牵引网压调控单元2、牵引网压限压装置3和列车运行状态识别系统4；列车运行状态识别系统4安装到上行接触网10或下行接触网11上，并接入控制终端1发送列车运行工况和牵引网压信息；牵引网压限压装置3通过牵引网压调控单元2与上行接触网10或下行接触网11构成串联回路；牵引网压调控单元2接入控制终端1接收控制信息并调控牵引网压限压装置3。
列车运行状态识别系统4包括电压采集装置12、电流采集装置13和数据处理模块14；电压采集装置12和电流采集装置13安装到接触网首端和末端馈线处，均接入数据处理模块14，数据处理模块14接入控制终端1。数据处理模块14根据采集到的电压、电流信息判断列车运行工况，若牵引网压降低，牵引网电流由牵引变压器流向列车，则列车处于牵引工况；若牵引网压升高，牵引网电流由列车流向牵引变压器，则列车处于再生工况。
牵引网压调控单元2包括断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合5、母线6、保护测控装置7和交直流电源8；断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合5与母线6相连，并接入上行接触网10或下行接触网11构成串联回路，保护测控装置7与交直流电源8连接，并接入控制终端1。牵引网压调控单元2设置在分区所内。
牵引网压限压装置3包括多个电抗器9，并联接入牵引网压调控单元2的母线6。牵引网限压装置3设置在分区所内。
上述电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统的运行方法为：控制终端1接收列车状态识别系统4发出的列车运行工况和牵引网压信息，根据该信息控制牵引网压调控单元2，从而调控牵引网压限压装置3运行工作状态，达到抑制牵引网压的效果。
当列车运行状态识别系统4检测牵引网压不超过规定值时，牵引网压限压装置3不工作，断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合5断开。当列车运行状态识别系统4检测牵引网压超出规定值时，由列车运行状态识别系统4判断列车运行工况，然后通过控制终端1作出相应处理来控制牵引网压调控单元2，从而调控牵引网压限压装置3的投入状态来达到降低牵引网压的目的。
列车运行状态识别系统4根据采集到的电压、电流信息判断列车运行工况，若牵引网电流由列车流向牵引变压器，则列车处于再生工况。牵引网压调控单元2调控牵引网压限压装置3的投入状态，通过保护测控装置7控制各并联电抗器9支路隔离开关的开断，来控制电抗器的投入数量。
正常时，牵引网压不超过29kV时，牵引网压限压装置3不工作，当列车运行状态识别系统4检测牵引网压超出29kV时，且判断列车运行工况，然后通过控制终端1作出相应处理来控制牵引网压限压装置3的投入状态来达到降低牵引网压的目的。
本发明的工作原理是：
当列车运行状态识别系统在线监测到牵引网压未超出29kV时，牵引网限压装置退出运行；当牵引网压超出29kV时，牵引网限压装置根据运行状态投入运行。牵引网限压装置在分区所处串联接入牵引供电回路，再生制动时利用再生机车提供交流电源，牵引网限压装置接地侧接入分区所内回流箱的回流母排上，实现电流通路，来实现降压的效果。牵引网限压装置可分别投入分区所两侧牵引变电所的供电臂的上行（或下行）。牵引网限压电流由牵引变压器或再生机车输出，沿上行（或下行）牵引网进入分区所，经牵引网限压装置，与N线（地）连通，构成交流限压回路。交流限压回路可实现直供方式下牵引网的降压。
以一实际牵引网压升高现象为例，采用AT供电方式（复线），根据列车运行状态识别系统监测，当牵引网压超出29kV时，列车处于再生制动工况下，牵引网限压装置投入运行，限压电流经由再生机车输出，沿上行（或下行）牵引网进入分区所，经牵引网限压装置，与N线（地）连通，构成交流限压回路。正常情况下，牵引网限压装置处于断开状态。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
所述系统包括控制终端（1）、牵引网压调控单元（2）、牵引网压限压装置（3）和列车运行状态识别系统（4）；
列车运行状态识别系统（4）安装于分区所处，并接入控制终端（1）发送列车运行工况和牵引网压信息；
牵引网压限压装置（3）通过牵引网压调控单元（2）与上行接触网（10）或下行接触网（11）构成串联回路；
牵引网压调控单元（2）接入控制终端（1）接收控制信息并调控牵引网压限压装置（3）；
牵引网压调控单元（2）包括断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合（5）、母线（6）、保护测控装置（7）和交直流电源（8）；
断路器及隔离开关或无励磁分接开关组合（5）与母线（6）相连，并接入上行接触网（10）或下行接触网（11）构成串联回路，保护测控装置（7）与交直流电源（8）连接，并接入控制终端（1）。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
列车运行状态识别系统（4）包括电压采集装置（12）、电流采集装置（13）和数据处理模块（14）；
电压采集装置（12）和电流采集装置（13）安装到接触网首端和末端馈线处，均接入数据处理模块（14），数据处理模块（14）接入控制终端（1）。
3.根据权利要求2所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
牵引网压调控单元（2）设置在分区所内。
4.根据权利要求3所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
牵引网压限压装置（3）包括多个电抗器（9），并联接入牵引网压调控单元（2）的母线（6）。
5.根据权利要求4所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统，其特征在于：
牵引网压限压装置（3）设置在分区所内。
6.根据权利要求5所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统的运行方法，其特征在于：
控制终端（1）接收列车运行状态识别系统（4）发出的列车运行工况和牵引网压信息，根据该信息控制牵引网压调控单元（2），从而调控牵引网压限压装置（3）运行工作状态，达到抑制牵引网压的效果；
牵引网压调控单元（2）调控牵引网压限压装置（3）的投入状态，通过保护测控装置（7）控制各并联电抗器（9）支路隔离开关的开断，来控制电抗器的投入数量。
7.根据权利要求6所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统的运行方法，其特征在于：
当列车运行状态识别系统（4）检测牵引网压不超过规定值时，牵引网压限压装置（3）不工作；
当列车运行状态识别系统（4）检测牵引网压超出规定值时，由列车运行状态识别系统（4）判断系统运行工况，然后通过控制终端（1）作出相应处理来控制牵引网压调控单元（2），从而调控牵引网压限压装置（3）的投入状态来达到降低牵引网压的目的。
8.根据权利要求7所述的电气化铁路牵引网压升高抑制处理系统的运行方法，其特征在于：
列车运行状态识别系统（4）根据采集到的电压、电流信息判断列车运行工况，若牵引网电流由列车流向牵引变压器，则列车处于再生工况。
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