CN112477603A - 一种扩展供电的控制电路及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扩展供电的控制电路及系统。该电路中前车和后车的三相母线均与扩展接触器的常开主触点连接；第一三相电压监测继电器和第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端均与扩展接触器的线圈正极连接；第一状态反馈继电器和第二状态反馈继电器的线圈负极均与扩展接触器的线圈负极连接；第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端和第二常开辅助触点第一端以及第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端和第二常开辅助触点第一端连接在一处。采用本发明的电路及系统，能够减小三相不平衡对电路的影响，提高列车扩展供电的可靠性。

Description

一种扩展供电的控制电路及系统
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别是涉及一种扩展供电的控制电路及系统。
背景技术
三相电广泛运用于电力机车、城轨车辆和动车组等各种轨道车辆上。为减少三相供电的冗余性，车辆各车厢之间往往会采用并网供电、交叉供电和扩展供电方式供电。
现有的轨道列车上的三相电压大功率负载基本上只有空调和空压机，现有的扩展供电电路会给每个空调和空压机均独立配置一个三相电压监视继电器，用于检测设备的三相电压正常信号。同时，扩展供电装置的内部电气设备和接线很多，故障点也多，容易出现设备损坏、线束误接、少线等情况，扩展供电装置采用机械线圈得电吸合控制扩展供电，可靠性低，增加了调试期间初次上三相电时的相序检测和后期检修更换的成本。而且，现有的扩展供电的控制电路只能在断电时启动扩展供电，不具备监测三相不平衡或漏电缺相情况。。
发明内容
本发明的目的是提供一种扩展供电的控制电路及系统，能够减小三相不平衡和设备漏电对电路的影响，具有线路简单、故障点少、可靠性高、前期调试和后期运营维护的成本低的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种扩展供电的控制电路，包括：
第一三相电压监测继电器、第二三相电压监测继电器、第一状态反馈继电器、第二状态反馈继电器和扩展接触器；
所述扩展接触器的常开主触点分别与前车的三相母线和后车的三相母线连接；
所述扩展接触器的线圈正极分别与所述第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端和所述第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端连接；
所述扩展接触器的线圈负极分别与所述第一状态反馈继电器的线圈负极、所述第二状态反馈继电器的线圈负极和列车控制管理系统的电源负极连接；
所述第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端分别与所述第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端、所述第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端、所述第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端和列车控制管理系统的电源正极连接；
所述第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端与所述第一状态反馈继电器的线圈正极连接；所述第一三相电压监测继电器的线圈与所述前车的三相母线连接；
所述第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端与所述第二状态反馈继电器的线圈正极连接；所述第二三相电压监测继电器的线圈与所述后车的三相母线连接；
所述第一状态反馈继电器的常开辅助触点第一端与所述前车的负载连接；
所述第二状态反馈继电器的常开辅助触点第一端与所述后车的负载连接；
所述第一状态反馈继电器的常开辅助触点第二端和所述第二状态反馈继电器的常开辅助触点第二端均与所述列车控制管理系统的电源负极连接。
可选的，所述控制电路，还包括：控制开关和备用电源；
所述控制开关的第一端与所述列车控制管理系统的电源正极连接；所述控制开关的第二端与所述列车控制管理系统的电源负极连接；所述控制开关用于在列车控制管理系统的电源故障时闭合；
所述备用电源的正极与所述控制开关的第二端连接；所述备用电源的负极分别与所述第一状态反馈继电器的线圈负极、所述第二状态反馈继电器的线圈负极和所述扩展接触器的线圈负极连接；所述备用电源用于在所述控制开关闭合时为全部车厢供电。
可选的，所述备用电源的供电电压为110V。
可选的，所述第一三相电压监测继电器和所述第二三相电压监测继电器的型号均为CM-MPS.41S。
一种扩展供电的控制系统，包括：
列车控制管理系统和上述的扩展供电的控制电路；
列车控制管理系统分别与第一状态反馈继电器的线圈正极、第二状态反馈继电器的线圈正极、第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端和第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端连接；所述列车控制管理系统用于在前车供电异常时控制后车为所述前车扩展供电，或在所述后车供电异常时控制所述前车为所述后车扩展供电。
可选的，所述控制系统，还包括：辅助逆变器；
所述辅助逆变器分别与前车的三相母线、后车的三相母线以及所述列车控制管理系统连接；
所述辅助逆变器用于将直流电转换为交流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种三相扩展供电的控制电路及系统，电路包括第一三相电压监测继电器、第二三相电压监测继电器、第一状态反馈继电器、第二状态反馈继电器和扩展接触器；车厢三相电正常时第一三相电压监测继电器、第二三相电压监测继电器、第一状态反馈继电器和第二状态反馈继电器的线圈处于得电状态，线圈对应的常开辅助触点闭合，扩展接触器线圈被短路，线圈对应的常开主触点断开；当前车三相电异常时，第一三相电压监测继电器和第一状态反馈继电器线圈失电、线圈对应的常开辅助触点断开，扩展接触器的线圈得电，线圈对应的常开辅助触点闭合，后车为前车提供三相电；相反的，当后车三相电异常时，第二三相电压监测继电器和第二状态反馈继电器线圈失电、线圈对应的常开辅助触点断开，扩展接触器的线圈得电，线圈对应的常开辅助触点闭合，前车为后车提供三相电。本发明通过设置第一三相电压监测继电器、第二三相电压监测继电器代替电路中大量的继电器，使得控制电路能够减小三相不平衡和设备漏电对电路的影响，具有线路简单、故障点少、可靠性高、前期调试和后期运营维护的成本低的优点。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中扩展供电的控制电路的电路图。
附图说明：LVD1-第一三相电压监测继电器；LVD2-第二三相电压监测继电器；KM-扩展接触器；K1-第一状态反馈继电器；K2-第二状态反馈继电器；SA-控制开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种扩展供电的控制电路及系统，能够减小三相不平衡和设备漏电对电路的影响，具有线路简单、故障点少、可靠性高、前期调试和后期运营维护的成本低的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
图1为本发明实施例中扩展供电的控制电路的电路图。其中，LVD1处标注的11、12、13和14分别表示第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端、第一常开辅助触点第二端、第二常开辅助触点第一端和第二常开辅助触点第二端；LVD2处标注的11、12、13和14分别表示第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端、第一常开辅助触点第二端、第二常开辅助触点第一端和第二常开辅助触点第二端；KM处标注的1-8分别表示扩展接触器的第一常开主触点第一端、第一常开主触点第二端、第二常开主触点第一端、第二常开主触点第二端、第三常开主触点第一端、第三常开主触点第二端、常开辅助触点第一端和常开辅助触点第二端；SA处标注的1和2分别控制开关的第一端和第二端；U、V、W均表示三相母线，其中，U1、V1、W1均表示前车的三相母线，U2、V2、W2均表示后车的三相母线；K1处标注的11、13、15、17均表示第一状态反馈继电器的常开辅助触点第一端，K1处标注的12、14、16、18均表示第一状态反馈继电器的常开辅助触点第二端；K2处标注的11、13、15、17均表示第二状态反馈继电器的常开辅助触点第一端，K2处标注的12、14、16、18均表示第二状态反馈继电器的常开辅助触点第二端。
如图1所示，本发明提供了一种扩展供电的控制电路，包括：第一三相电压监测继电器LVD1、第二三相电压监测继电器LVD2、第一状态反馈继电器K1、第二状态反馈继电器K2和扩展接触器KM。
其中，扩展接触器KM的常开主触点分别与前车的三相母线和后车的三相母线连接；具体的，扩展接触器KM的第一常开主触点第一端、第二常开主触点第一端和第三常开主触点第一端分别与前车的三相母线连接；扩展接触器KM的第一常开主触点第二端、第二常开主触点第二端和第三常开主触点第二端分别与后车的三相母线连接；扩展接触器KM的线圈正极分别与第一三相电压监测继电器LVD1的第一常开辅助触点第一端和第二三相电压监测继电器LVD2的第一常开辅助触点第一端连接；扩展接触器KM的线圈负极分别与第一状态反馈继电器K1的线圈负极、第二状态反馈继电器K2的线圈负极和列车控制管理系统的电源负极连接。
第一三相电压监测继电器LVD1的第一常开辅助触点第二端分别与第一三相电压监测继电器LVD1的第二常开辅助触点第一端、第二三相电压监测继电器LVD2的第一常开辅助触点第二端、第二三相电压监测继电器LVD2的第二常开辅助触点第一端和列车控制管理系统的电源正极连接；第一三相电压监测继电器LVD1的第二常开辅助触点第二端与第一状态反馈继电器K1的线圈正极连接；第一三相电压监测继电器LVD1的线圈与前车的三相母线连接；第二三相电压监测继电器LVD2的第二常开辅助触点第二端与第二状态反馈继电器K2的线圈正极连接；第二三相电压监测继电器LVD2的线圈与后车的三相母线连接。
第一状态反馈继电器K1的常开辅助触点第一端与前车的负载连接；第二状态反馈继电器K2的常开辅助触点第一端与后车的负载连接；第一状态反馈继电器K1的常开辅助触点第二端和第二状态反馈继电器K2的常开辅助触点第二端均与所述列车控制管理系统的电源负极连接。
本发明提供的扩展供电的控制电路，还包括控制开关SA和备用电源；控制开关SA的第一端和控制开关SA的第二端分别与列车控制管理系统的电源(即图中的TCMS-D0和TCMS-电源)连接；(控制开关SA的第一端与列车控制管理系统的电源正极连接；控制开关SA的第二端与列车控制管理系统的电源负极连接)控制开关SA用于在列车控制管理系统的电源故障时闭合。
备用电源的正极与控制开关SA的第二端连接；备用电源的负极分别与第一状态反馈继电器K1的线圈负极和第二状态反馈继电器K2的线圈负极连接；备用电源用于在控制开关SA闭合时为全部车厢供电。
具体的，备用电源的供电电压为110V。第一三相电压监测继电器LVD1和第二三相电压监测继电器LVD2的型号均为CM-MPS.41S。
本发明还提供了一种扩展供电的控制系统，包括：列车控制管理系统和上述的扩展供电的控制电路。
列车控制管理系统分别与第一状态反馈继电器K1的线圈正极、第二状态反馈继电器K2的线圈正极、第一三相电压监测继电器LVD1的第二常开辅助触点第二端和第二三相电压监测继电器LVD2的第二常开辅助触点第二端连接；列车控制管理系统用于在前车供电异常时控制后车为前车扩展供电，或在后车供电异常时控制前车为后车扩展供电。
本发明提供的扩展供电的控制系统，还包括：辅助逆变器；辅助逆变器分别与前车的三相母线、后车的三相母线以及列车控制管理系统连接；辅助逆变器用于将直流电转换为交流电。
具体的，图1中的TCMS-DI1、TCMS-DI2和TCMS-DI3为列车控制管理系统的信号采集点；扩展接触器的常开辅助触点第一端与列车控制管理系统连接，扩展接触器的常开辅助触点第二端分别与第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端、第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端、第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端、第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端和控制开关的第一端连接。扩展接触器的常开辅助触点第一端作为信号采集点TCMS-DI2，列车控制管理系统在此处采集扩展接触器的常开辅助触点是否闭合；列车控制管理系统在TCMS-DI1采集第一三相电压监测继电器和第一状态反馈继电器的通断信号；列车控制管理系统在TCMS-DI3采集第二三相电压监测继电器和第二状态反馈继电器的通断信号(即“三相电压正常”和“三相电压异常”)。此外，列车控制管理系统还通过检测辅助逆变器是否运行获取三相母线的供电情况。
列车控制管理系统的电源配合辅助逆变器为车厢提供三相电，三相电压监测继电器监测三相电压状态正常时线圈得电，其常开辅助触点均闭合；同时对应的状态反馈继电器的线圈得电，其常开辅助触点闭合，列车负载(空调、空压机等)得电，此时，扩展接触器的线圈被短路，扩展接触器的常开主触点均断开(即列车控制管理系统的电源分别为前车车厢和后车的车厢供电)；列车控制管理系统采集第一三相电压监测继电器和第二三相电压监测继电器的通断信号，判断是否发出扩展供电指令，以闭合扩展接触器，由三相电压供电正常的车厢向相邻车厢进行供电。其中，三相电压监测继电器具有三相缺相监测、相序监视、过欠电压和三相不平衡监视等功能。
三相电压监测继电器设置于轨道列车车厢，当车厢的三相母线停止供电时，停电车厢对应的三相电压监测继电器的常闭触点闭合，常开辅助触点断开，此时，称停止三相供电的车厢为目标扩展供电车厢。
若目标扩展供电车厢为前车车厢，列车控制管理系统通过信号采集点TCMS-DI1采集第一三相电压监测继电器的“三相电压异常”信号，列车控制管理系统发送扩展供电指令，扩展接触器线圈得电，扩展接触器的常开主触点闭合以接通前车的三相母线和后车的三相母线，后车车厢通过三相母线为前车车厢扩展供电。扩展供电后，第一三相电压监测继电器的线圈再次得电，常开辅助触点再次闭合；第一状态反馈继电器的的线圈再次得电，常开辅助触点再次闭合。列车控制管理系统通过信号采集点TCMS-DI1采集扩展供电后三相母线电压状态。
相反的，若目标扩展供电车厢为后车车厢，列车控制管理系统通过信号采集点TCMS-DI3采集第二三相电压监测继电器的“三相电压异常”信号，列车控制管理系统发送扩展供电指令，扩展接触器线圈得电，扩展接触器的常开主触点闭合以接通前车的三相母线和后车的三相母线，前车车厢通过三相母线为后车车厢供电。扩展供电后，第二三相电压监测继电器的线圈再次得电；常开辅助触点再次闭合；第二状态反馈继电器的的线圈再次得电；常开辅助触点再次闭合。列车控制管理系统通过信号采集点TCMS-DI3采集扩展供电后三相母线电压状态。
另外，当列车控制管理系统发生故障时，列车控制管理系统的电源不能再为列车供电，此时闭合控制开关，通过备用电源为列车前车车厢和后车车厢供电。
本发明提供的扩展供电的控制电路及系统，使用电子元器件替代原有扩展供电的机械线圈得电吸合，提高了列车扩展供电的可靠性；使用两个尺寸更小的三相电压监视继电器替代三个常规继电器，取消了列车每一个负载处设置的三相电压监视继电器，降低了扩展供电装置的空间使用率，简化了扩展供电电路，减少了扩展供电电路的故障点，降低了前期调试和后期运营维护的成本；本发明使用三相负载或均衡配置的单相负载，同时使用能够进行三相缺相监测、相序监视、过欠电压和三相不平衡监视的三相电压监视继电器，降低了三相不平衡和设备漏电对列车供电造成的影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种扩展供电的控制电路，其特征在于，所述控制电路，包括：
第一三相电压监测继电器、第二三相电压监测继电器、第一状态反馈继电器、第二状态反馈继电器和扩展接触器；
所述扩展接触器的常开主触点分别与前车的三相母线和后车的三相母线连接；
所述扩展接触器的线圈正极分别与所述第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端和所述第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第一端连接；
所述扩展接触器的线圈负极分别与所述第一状态反馈继电器的线圈负极、所述第二状态反馈继电器的线圈负极和列车控制管理系统的电源负极连接；
所述第一三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端分别与所述第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端、所述第二三相电压监测继电器的第一常开辅助触点第二端、所述第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第一端和列车控制管理系统的电源正极连接；
所述第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端与所述第一状态反馈继电器的线圈正极连接；所述第一三相电压监测继电器的线圈与所述前车的三相母线连接；
所述第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端与所述第二状态反馈继电器的线圈正极连接；所述第二三相电压监测继电器的线圈与所述后车的三相母线连接；
所述第一状态反馈继电器的常开辅助触点第一端与所述前车的负载连接；
所述第二状态反馈继电器的常开辅助触点第一端与所述后车的负载连接；
所述第一状态反馈继电器的常开辅助触点第二端和所述第二状态反馈继电器的常开辅助触点第二端均与所述列车控制管理系统的电源负极连接。
2.根据权利要求1所述的扩展供电的控制电路，其特征在于，所述控制电路，还包括：控制开关和备用电源；
所述控制开关的第一端与所述列车控制管理系统的电源正极连接；所述控制开关的第二端与所述列车控制管理系统的电源负极连接；所述控制开关用于在列车控制管理系统故障时闭合；
所述备用电源的正极与所述控制开关的第二端连接；所述备用电源的负极分别与所述第一状态反馈继电器的线圈负极、所述第二状态反馈继电器的线圈负极和所述扩展接触器的线圈负极连接；所述备用电源用于在所述控制开关闭合时为全部车厢供电。
3.根据权利要求2所述的扩展供电的控制电路，其特征在于，所述备用电源的供电电压为110V。
4.根据权利要求1所述的扩展供电的控制电路，其特征在于，所述第一三相电压监测继电器和所述第二三相电压监测继电器的型号均为CM-MPS.41S。
5.一种扩展供电的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
列车控制管理系统和如权利要求1-4任一项所述的扩展供电的控制电路；
列车控制管理系统分别与第一状态反馈继电器的线圈正极、第二状态反馈继电器的线圈正极、第一三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端和第二三相电压监测继电器的第二常开辅助触点第二端连接；所述列车控制管理系统用于在前车供电异常时控制后车为所述前车扩展供电，或在所述后车供电异常时控制所述前车为所述后车扩展供电。
6.根据权利要求5所述的扩展供电的控制系统，其特征在于，所述控制系统，还包括：辅助逆变器；
所述辅助逆变器分别与前车的三相母线、后车的三相母线以及所述列车控制管理系统连接；
所述辅助逆变器用于将直流电转换为交流电。
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