CN112455234A - 列车供电系统功率控制方法、系统及动力集中电动车组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列车供电系统功率控制方法、系统及动力集中电动车组，计算列车供电柜进水口温度与出水口温温度的温差，根据该温差与标准温度之间的差值大小，调节列车供电系统功率。本发明基于进出水口温差调节列车供电输出功率的方法可实现列车供电柜输出功率的智能调节，解决了拖车出现过载工况或动力车列供柜单模块故障时，列车供电柜过载导致温升过高的问题。

Description

列车供电系统功率控制方法、系统及动力集中电动车组
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别是一种列车供电系统功率控制方法、系统及动力集中电动车组。
背景技术
动力集中电动车组动力车列车供电系统输出功率为两路200kW(短编组)，单路400kW(长编组)，向后部客车车辆提供DC 600V或AC 380V的供电，为客车通风、空调和制热设备提供电源。
当拖车出现过载工况或动力车列供柜单模块故障时，以列供柜额定功率无法负荷负载运行，动力车列供系统可能出现超温故障、单路过载故障；此时需司机人为通知后部车辆乘务员进行减载操作(减载为人工调节拖车的功率发挥)；而当车辆发生故障负载突然增加时，列车供电柜也无法及时进行反馈，造成列供柜超温停机保护，影响车辆正常运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种列车供电系统功率控制方法、系统及动力集中电动车组，解决拖车出现过载工况或动力车列供柜单模块故障时，列车供电柜过载导致温升过高的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种列车供电系统功率控制方法，该方法实现过程包括：计算列车供电柜进水口温度与出水口温温度的温差，根据该温差与标准温度之间的差值大小，调节列车供电系统功率。
本发明基于进出水口温差调节列车供电输出功率的方法，可实现列车供电柜输出功率的智能调节，解决了拖车出现过载工况或动力车列供柜单模块故障时，列车供电柜过载导致温升过高的问题。
当所述差值超出标准温差范围时，计算列车供电系统需减载的功率。本发明的列车供电输出功率控制方法通过列供进出水口温度传感器温度差进行控制，实施方便，且通过与标准温差对比可保证可靠运用，防止运行过程中出现列供柜超温保护的风险，降低列车供电柜的故障率。
本发明计算列车供电系统需减载的功率的具体实现过程包括：
若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；
若30℃＜X2-X1≤40℃，则列车供电系统功率减载至原功率的70％；
若40℃＜X2-X1≤50℃，则列车供电系统功率减载至原功率的50％；
若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；
其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
上述减载过程中，70％为根据列供系统承载能力、综合散热能力制定的温度，减载30％可以保证动车组拖车、客车在运行过程中不会丧失大部分功能，还能保证列供系统不会因过热损坏，70％负载运用下，通过部分减载，可适当降低列供系统温度，使列供系统温度差逐渐趋于正常。
50％为根据列供系统承载能力、综合散热能力制定的温度，进出水口温差超过40℃表明列供极有可能出现散热故障或局部温升过高，长期运用可能会导致不良后果，为保证50％在动车组可用性和列供系统运用安全性之间平衡，如进出水口温差继续增大，则触发停机保护，如进出水口温差减小，则增大列供系统功率至70％，从而保证列供系统可用性。
进一步地，当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
本发明中，当进水口温度或者出水口温度大于90℃时，列车供电系统停止工作；当进水口温度或者出水口温度小于或等于90℃时，列车供电系统复位重启；若列车供电系统复位重启次超过N次，则列车供电系统锁死。本发明采信进水口/出水口温度中较高温度执行列供系统保护，每个列供系统设置2个进水口温度检测器、2个出水口温度检测器，当进水口温度X1/出水口温度X2＞90℃时，列供系统停机，温度低于90℃，列供复位重启；列供运用期间超过3次，列供系统锁死，需软件复位解锁。
相应地，本发明还提供了一种列车供电系统功率控制系统，包括：
温度采集装置，用于采集列车供电柜进水口温度与出水口温温度；
中央控制单元，用于计算列车供电柜进水口温度与出水口温温度的温差，并根据该温差与标准温度之间的差值大小，调节列车供电系统功率。
所述中央控制单元与列车显示屏通信，所述列车显示屏用于显示列车供电信息。
所述中央出处理单元计算列车供电系统需减载的功率的具体实现过程包括：
若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；
若30℃＜X2-X1≤40℃，则列车供电系统功率减载至原功率的70％；
若40℃＜X2-X1≤50℃，则列车供电系统功率减载至原功率的50％；
若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；
当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；
其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
本发明中，所述温度采集装置包括至少一个安装于所述进水口处的温度传感器和至少一个安装于所述出水口处的温度传感器。
优选地，所述进水口处安装有两个温度传感器；所述出水口处安装有两个温度传感器。进水口处和出水口处各设置两个温度传感器，两个温度传感器互为冗余。
本发明还提供了一种动力集中电动车组，包括动力车、拖车和控制车；根据动力车内列车供电柜进水口温度和出水口温温度的温差与标准温度之间的差值大小，调节拖车/控制车供电系统功率。
当所述差值超出标准温差范围时，列车供电系统通过信号线将减载需求发送至拖车/控制车的中央控制单元；所述中央控制单元控制列车供电系统减载；优选地，所述中央控制单元控制列车供电系统减载的具体实现过程包括：若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；若30℃＜X2-X1≤40℃，则中央控制单元控制拖车负载降功运行，列车供电系统功率减载至原功率的70％；若40℃＜X2-X1≤50℃，则中央控制单元控制拖车负载降功运行，列车供电系统功率减载至原功率的50％；若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1)本发明基于进出水口温差调节列车供电输出功率的方法可实现列车供电柜输出功率的智能调节，解决了拖车出现过载工况或动力车列供柜单模块故障时，列车供电柜过载导致温升过高的问题。
2)本发明可实现动力车列车供电柜与客车车辆实现信息交互，从而实现对拖车负载的调节；
3)本发明的列车供电输出功率控制方法可实现列车供电信息在司机显示屏的显示；
4)本发明的列车供电输出功率控制方法通过列供进出水口温度传感器温度差进行控制，实施方便，且通过与标准温差对比可保证可靠运用，防止运行过程中出现列供柜超温保护的风险，降低列车供电柜的故障率。
附图说明
图1为本发明实施例方法原理图；
图2为本发明实施例列供减载信息传输示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例1列供功率发挥由进出口水温温差决定，列车供电柜功率输出通过对列供柜进出口水温监测进行保护，根据列供柜进出水口温度与标准温度温差大小，主动调节列供柜功率发挥，降低超温保护的风险。
如图2所示，本发明实施例2在动力车列车供电系统中增加温差测试系统、智能控制单元，通过测试进水口和出水口的温度，并计算这两处的温度差值，判断此差值是否超出了要求的标准温差值。如温差值超出标准温差范围，由列车供电系统对其输出功率进行评估，综合自身工况判断需减载的功率，并将需减载功率值(或百分比)发送至司机显示屏显示，并通过中央控制单元传输至拖车/控制车中央处理器；更新列车供电柜控制器和车辆供电控制单元的控制程序，拖车/控制车中央处理器接收减载策略后执行减载指令，实现容量匹配。
当列车供电柜进出水口温差达到或超过标准温差值时，列车供电系统对其输出功率进行评估，综合自身工况判断需减载的功率，并将需减载功率值(或百分比)发送至司机显示屏显示，并通过中央控制单元传输至拖车/控制车中央处理器，拖车/控制车执行减载策略。
本发明实施例1和实施例2中减载过程如下：当检测到温差值超过标准温差范围，由列车供电系统对其输出功率进行评估，输出功率超过列供此时降温能力，则通过控制电路将减载需求发送给CCU，CCU综合温差值、功率输出能力计算减载量，并将减载量发送至拖车进行减载操作。
具体减载方法如下：设定列供系统进水口温度X1、列供系统出水口温度X2，当进出水口差值超过一定数值后，由列车供电系统通过信号线发送减载需求给中央处理单元(CCU)，CCU综合进出水口温度差，直接控制客车负载减载至需求值，保护列供系统运用安全。
Figure BDA0002767376270000051
本发明实施例3中，动力集中电动车组，包括动力车、拖车和控制车；根据动力车内列车供电柜进水口温度和出水口温温度的温差与标准温度之间的差值大小，调节拖车/控制车供电系统功率。当温差值超出标准温差范围时，由列车供电系统对其输出功率进行评估，综合自身工况判断需减载的功率，并将需减载功率值(或百分比)发送至司机显示屏显示，并通过中央控制单元传输至拖车/控制车中央处理器。本发明实施例3减载过程与方法同实施例1和实施例2，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种列车供电系统功率控制方法，其特征在于，该方法实现过程包括：计算列车供电柜进水口温度与出水口温温度的温差，根据该温差与标准温度之间的差值大小，调节列车供电系统功率。
2.根据权利要求1所述的列车供电系统功率控制方法，其特征在于，当所述差值超出标准温差范围时，计算列车供电系统需减载的功率。
3.根据权利要求2所述的列车供电系统功率控制方法，其特征在于，计算列车供电系统需减载的功率的具体实现过程包括：
若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；
若30℃＜X2-X1≤40℃，则列车供电系统功率减载至原功率的70%；
若40℃＜X2-X1≤50℃，则列车供电系统功率减载至原功率的50%；
若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；
其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
4.根据权利要求1所述的列车供电系统功率控制方法，其特征在于，当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
5.根据权利要求4所述的列车供电系统功率控制方法，其特征在于，当进水口温度或者出水口温度大于90℃时，列车供电系统停止工作；当进水口温度或者出水口温度小于或等于90℃时，列车供电系统复位重启；若列车供电系统复位重启次超过N次，则列车供电系统锁死。
6.一种列车供电系统功率控制系统，其特征在于，包括：
温度采集装置，用于采集列车供电柜进水口温度与出水口温温度；
中央控制单元，用于计算列车供电柜进水口温度与出水口温温度的温差，并根据该温差与标准温度之间的差值大小，调节列车供电系统功率；
优选地，所述中央控制单元与列车显示屏通信，所述列车显示屏用于显示列车供电信息。
7.根据权利要求1所述的列车供电系统功率控制系统，其特征在于，所述中央出处理单元计算列车供电系统需减载的功率的具体实现过程包括：
若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；
若30℃＜X2-X1≤40℃，则列车供电系统功率减载至原功率的70%；
若40℃＜X2-X1≤50℃，则列车供电系统功率减载至原功率的50%；
若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；
当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；
其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
8.根据权利要求1或2所述的列车供电系统功率控制系统，其特征在于，所述温度采集装置包括至少一个安装于所述进水口处的温度传感器和至少一个安装于所述出水口处的温度传感器；优选地，所述进水口处安装有两个温度传感器；所述出水口处安装有两个温度传感器。
9.一种动力集中电动车组，包括动力车、拖车和控制车；其特征在于，根据动力车内列车供电柜进水口温度和出水口温温度的温差与标准温度之间的差值大小，调节拖车/控制车供电系统功率。
10.根据权利要求9所述的动力集中电动车组，其特征在于，当所述差值超出标准温差范围时，列车供电系统通过信号线将减载需求发送至拖车/控制车的中央控制单元；所述中央控制单元控制列车供电系统减载；优选地，所述中央控制单元控制列车供电系统减载的具体实现过程包括：
若0℃＜X2-X1≤30℃，则列车供电系统正常工作；
若30℃＜X2-X1≤40℃，则中央控制单元控制拖车负载降功运行，列车供电系统功率减载至原功率的70%；
若40℃＜X2-X1≤50℃，则中央控制单元控制拖车负载降功运行，列车供电系统功率减载至原功率的50%；
若50℃＜X2-X1≤60℃，则列车供电系统停止工作；
当X2-X1＞60℃时，判定列车供电系统进水口/出水口位置的温度装置故障；
其中，X1为列车供电柜进水口温度；X2为列车供电柜出水口温温度。
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