CN114940104A - 用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置 - Google Patents

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陆佳政
李波
熊蔚立
谭艳军
周秀冬
黄清军
朱远
毛新果
朱俊玮
孙诗依
蔡翔
张勇
李子昂
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    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/28—Manufacturing or repairing trolley lines
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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Abstract

本发明公开了一种用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，包括：自带电源移动融冰车、恒功率调压系统、内部消谐变压系统、直流融冰整流系统、融冰回路参数测量系统和融冰接入系统；自带电源移动融冰车输出端接恒功率调压系统输入端，恒功率调压系统输出端接内部消谐变压系统输入端，内部消谐变压系统输出端接直流融冰整流系统输入端，直流融冰整流系统输出端接融冰回路参数测量系统输入端，融冰回路参数测量系统输出端接融冰接入系统输入端、以及融冰接入系统输出端接城市轨道交通车辆段架空接触网的待融冰接触线。本发明可满足车辆段1km以内长度接触网融冰要求。

Description

用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置
技术领域
本发明涉及电网融冰装置，尤其涉及一种用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置。
背景技术
接触网是城市轨道交通电气化工程的主构架，是沿轨道上空架设用于向地铁等电力机车供电的特殊形式的输电线路，是其可靠运行的动力来源。我国南方地区雨雪冰冻灾害频发，城市轨道交通架空接触网冬季覆冰后，牵引系统取电困难，影响地铁等正常运营，给城市居民出行造成重大影响。2020年11月，吉林中北部等地出现大到暴雪，长春轨道交通3、4、8号线接触网出现严重覆冰，无法快速除冰，致使3、4、8号线临时停运，造成大量旅客滞留，社会影响重大。
目前电网已有大量高效交直流融冰装置应用，每年冬季有大量覆冰线路开展融除冰工作，为电网冬季安全稳定运行提供了坚实技术保证。但电网导线型号、线路结构、供电方式等与电气化铁路或城市轨道交通差异较大，电网用直流融冰装置不能直接用于架空接触网除冰，现有电网用直流融冰装置直接用于城市轨道交通车辆段架空接触网融冰，存在以下问题：问题1，电网融冰装置体积大，容量大，融冰距离长，难以满足车辆段接触网1km以内融冰要求。问题2，电网融冰装置需站内取电源，而车辆段接触线结构复杂，分布较广，融冰实施时临时接取电源工作量大，难以满足接触网有限作业时间内快速融冰要求。问题3，电网线路融冰距离至少数公里，融冰电流无需从零起调，而车辆段接触线融冰距离可能短至数十米，融冰电流需要从零起调，增加了融冰装置设计难度。问题4，接触网与承力索连接线夹数量众多，为了融冰后地铁等轨道交通能快速投入运营，需要动态监测融冰对接触网影响，大大提高了融冰装置设计难度。因此，针对车辆段架空接触网融冰特点，迫切需要开展城市轨道交通车辆段架空接触网专用自带电源移动融冰装置研究，满足车辆段架空接触线融冰要求，为车辆段架空接触网融冰装置设计与最终研制提供指导，以便有效解决车辆段接触线融冰问题。
发明内容
本发明提供了一种用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，用以解决车辆段接触线融冰的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，包括：
自带电源移动融冰车、恒功率调压系统、内部消谐变压系统、直流融冰整流系统、融冰回路参数测量系统和融冰接入系统；
自带电源移动融冰车输出端接恒功率调压系统输入端，恒功率调压系统输出端接内部消谐变压系统输入端，内部消谐变压系统输出端接直流融冰整流系统输入端，直流融冰整流系统输出端接融冰回路参数测量系统输入端，融冰回路参数测量系统输出端接融冰接入系统输入端、以及融冰接入系统输出端接城市轨道交通车辆段架空接触网的待融冰接触线。
作为本发明的方法的进一步改进：
优选地，恒功率调压系统包括检波模块以及并联的三个电压比较器，检波模块用于从自带电源移动融冰车输出端的发电机输出电压中取B相进行检波后送入三个电压比较器；通过三个电压比较器以及继电器实现以下的电压输出：
当发电机输出电压在242V～180V时选择220V档；
当发电机输出电压在180V～125V时选择150V档；
当发电机输出电压在125V～85V时选择100V档；
当发电机输出电压低于85V时选择50V档。
优选地，内部消谐变压系统采用多绕组分段换位的绕线方式进行绕线以使得内部绕组谐波互相抵消。
优选地，直流融冰整流系统包含：两个独立的六脉动风冷型整流器；每个六脉动整流器接入交流电源，经整流后，两个六脉动风冷型整流器的正负极串联或并联连接；从而组成串联型十二脉动整流器或并联型十二脉动整流器；
优选地，每个六脉动整流器配置一个直流电流互感器，用于分别显示每个桥的输出电流；融冰母线上配置一个电压互感器及直流电流互感器，用于测量十二脉动整流器的直流输出电压及总的直流输出电流。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，实现融冰整流谐波内部抵消，解决了整流增加庞大滤波系统难题，满足城市轨道交通车辆段架空接触网移动融冰装置小型化设计要求；采用自带电源移动融冰车，解决车辆段融冰取电难题，满足结构复杂，分布范围广接触线有限作业时间内快速融冰要求；采用恒功率调压系统，解决融冰电流需要从零起调难题，满足车辆段接触线融冰距离可能短至数十米要求；利用融冰回路参数测量系统设计，融冰时动态监测融冰对接触网影响，实现融冰后地铁等轨道交通能快速投入运营要求。本发明可满足车辆段1km以内长度接触网融冰要求，装置体积小，自带电源，可实现融冰电流从零起调，融冰时可动态监测融冰接触线绝缘与阻值，实时判断融冰对接触线影响，为车辆段架空接触网专用自带电源移动融冰装置设计提供有效指导，可广泛适用于架空接触网直流融冰装置设计。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置的结构示意图；
图2是自带电源移动融冰车原理图；
图3是恒功率调压系统原理图；
图4是内部消谐变压系统原理图；
图5是直流融冰整流系统原理图。
图中各标号表示：
1、自带电源移动融冰车；2、恒功率调压系统；3、内部消谐变压系统；4、直流融冰整流系统；5、融冰回路参数测量系统；6、融冰接入系统。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，本发明的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，包括：自带电源移动融冰车1、恒功率调压系统2、内部消谐变压系统3、直流融冰整流系统4、融冰回路参数测量系统5和融冰接入系统6；其中，自带电源移动融冰车1输出端接恒功率调压系统2输入端，恒功率调压系统输出端2接内部消谐变压系统3输入端，内部消谐变压系统3输出端接直流融冰整流系统4输入端，直流融冰整流系统4输出端接融冰回路参数测量系统5输入端，融冰回路参数测量系统5输出端接融冰接入系统6输入端、以及融冰接入系统6输出端接城市轨道交通车辆段架空接触网的待融冰接触线。
城市轨道交通车辆段架空接触网专用自带电源移动融冰装置通过内部消谐变压系统3实现融冰整流谐波内部抵消；通过自带电源移动融冰车1，满足车辆段接触线有限作业时间内快速融冰要求；通过恒功率调压系统2，满足车辆段短至数十米接触线融冰要求；通过融冰回路参数测量系统5实现融冰时融冰对接触网影响动态监测要求。
本实施方式使用的各零部件来源是：融冰回路参数测量系统5采用市售10V-RBCLXT型融冰回路参数测量系统、融冰接入系统6采用市售1kV-RBJRQ融冰接入系统。
本实施例中，自带电源移动融冰车1自带发电机组，其原理如图2所示；输出电压380-420V，满足车辆段架空接触线融冰功率输出要求。
本实施例中，恒功率调压系统2的原理如图3所示，恒功率调压系统从调压后输出的电压中取B相进行检波后送入三个电压比较器，发电机输出电压在242V～180V时选择220V档，180V～125V时选择150V档，125V～85V时选择100V档，低于85V时选择50V档，保证接入原发电机控制器的三相电压不低于180V而发生停机。
本实施例中，内部消谐变压系统3的原理如图4所示，采用变压器内部绕组谐波互相抵消设计，可实现融冰整流时5次、7次、9次等奇次谐波内部抵消，减小谐波对发电机组影响。
本实施例中，直流融冰整流系统4的原理如图5所示，直流融冰整流系统包含两个独立的六脉动风冷型整流器。每个六脉动整流器接入交流电源，经整流后，正负极单独引出。在装置外分别用铜排可以把两个整流器的正负极串联或并联连接。从而组成串联型十二脉动整流器或并联型十二脉动整流器。每个六脉动整流器配置一个直流电流互感器，分别显示每个桥的输出电流。融冰母线上配置一个电压互感器及直流电流互感器，用于测量十二脉动整流器直流输出电压及总的直流输出电流。
综上可知，本发明可满足车辆段1km以内长度接触网融冰要求，装置体积小，自带电源，可实现融冰电流从零起调，融冰时可动态监测融冰接触线绝缘与阻值，实时判断融冰对接触线影响，为车辆段架空接触网专用自带电源移动融冰装置设计提供有效指导，可广泛适用于架空接触网直流融冰装置设计。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，其特征在于，包括：
自带电源移动融冰车、恒功率调压系统、内部消谐变压系统、直流融冰整流系统、融冰回路参数测量系统和融冰接入系统；
自带电源移动融冰车输出端接恒功率调压系统输入端，恒功率调压系统输出端接内部消谐变压系统输入端，内部消谐变压系统输出端接直流融冰整流系统输入端，直流融冰整流系统输出端接融冰回路参数测量系统输入端，融冰回路参数测量系统输出端接融冰接入系统输入端、以及融冰接入系统输出端接城市轨道交通车辆段架空接触网的待融冰接触线。
2.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，其特征在于，所述恒功率调压系统包括检波模块以及并联的三个电压比较器，所述检波模块用于从自带电源移动融冰车输出端的发电机输出电压中取B相进行检波后送入三个电压比较器；通过三个电压比较器以及继电器实现以下的电压输出：
当发电机输出电压在242V～180V时选择220V档；
当发电机输出电压在180V～125V时选择150V档；
当发电机输出电压在125V～85V时选择100V档；
当发电机输出电压低于85V时选择50V档。
3.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，其特征在于，所述内部消谐变压系统采用多绕组分段换位的绕线方式进行绕线以使得内部绕组谐波互相抵消。
4.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，其特征在于，直流融冰整流系统包含：两个独立的六脉动风冷型整流器；每个六脉动整流器接入交流电源，经整流后，两个六脉动风冷型整流器的正负极串联或并联连接；从而组成串联型十二脉动整流器或并联型十二脉动整流器。
5.根据权利要求4所述的用于城市轨道交通车辆段架空接触网的移动融冰装置，其特征在于，每个六脉动整流器配置一个直流电流互感器，用于分别显示每个桥的输出电流；所述融冰母线上配置一个电压互感器及直流电流互感器，用于测量十二脉动整流器的直流输出电压及总的直流输出电流。
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