CN201646439U - 利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置 - Google Patents

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郜克存
刘钊
张振声
邓晓青
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Abstract

本实用新型公开了一种利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,包括电源接入端、降压变压器、第一AC/DC转换器、第一DC/AC转换器和电源输出端;所述电源接入端连接铁路接触网,将接触网上的电压接入到降压变压器进行降压变换后,输出至第一AC/DC转换器整流成稳定的直流电压,进而传输至第一DC/AC转换器逆变成稳定的交流电压,通过所述的电源输出端输出。本实用新型的电源装置可以将铁路接触网上的电压波动范围较大的单相电能转换成稳压稳频的单相或三相低压交流电能输出,不仅结构简单、成本低,而且转换输出的电能具有电压精度高、频率精度高等显著优势,因而可以很好的满足电气化铁路的信号系统对第二路供电电源的要求。

Description

利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于电力设备技术领域,具体地说,是涉及一种可以利用铁路接触网 输出的电能提供稳压供电的电源装置。
背景技术
[0002] 伴随着我国铁路第六次大面积提速以及客运专线的大规模建设与运营,电气化铁 路建设的步伐日益加快。电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的,而牵引供电 装置则由分布在铁路沿线的牵引变电所以及沿铁路线上空架设的向电力机车供电的铁路 接触网两部分组成。牵引变电所的功能是将三相的110KV高压交流电变换为两个单相的 27. 5KV交流电,然后向铁路上行、下行两个方向的接触网(额定电压为25KV)供电。
[0003] 对于电气化铁路的信号系统来说,铁路电气规范要求由两路电源供电,通常第一 路由铁路自身的贯通线上的IOKV电能转换为低压电能进行供电;第二路则采用铁路所在 的地方线路高压电能转换为低压电能进行供电。当采用铁路所在的地方线路输出的高压电 能进行供电时,往往存在接入时一次性投资大和受地方关系的影响造成日常维护、用电费 用高等因素的困扰。因此,有人试图利用电气化铁路接触网上的单相高压交流电能转换为 低压电能作为第二路供电电源。但是,由于铁路接触网上的电压在电力机车经过时波动范 围很大,大约在士35%之间,谐波含量很大,并且又是单相交流电源,因此,经过转换后形成 的低压电能由于达不到稳压稳频输出的设计目的而宣告失败。
[0004] 基于此,如何能够成功地利用铁路接触网上的电压来为铁路的信号系统供电是目 前电气化铁路建设需要解决的一个主要问题。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种能够将铁路接触网上的高压电能转换成稳定的 低压低频电能输出的电源装置,以符合电气化铁路的信号系统对第二路供电电源的要求。
[0006] 为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0007] —种利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,包括电源接入端、降压变压 器、第一 AC/DC转换器、第一 DC/AC转换器和电源输出端;所述电源接入端连接铁路接触网, 将接触网上的单相电压接入到降压变压器进行降压变换后,输出至第一 AC/DC转换器整流 成稳定的直流电压,进而传输至第一 DC/AC转换器逆变成稳定的单相或三相交流电压,通 过所述的电源输出端输出。
[0008] 进一步的,在所述降压变压器的输出端同时连接有第二 AC/DC转换器,所述第二 AC/DC转换器连接第二 DC/AC转换器,两个DC/AC转换器的输出端通过快速切换装置连接所 述的电源输出端。
[0009] 又进一步的,在所述第一 DC/AC转换器的输出端上连接有检测装置,所述检测装 置在检测到第一 DC/AC转换器的输出端上没有电压输出时,输出控制信号至所述的快速切 换装置,以选通第二 DC/AC转换器与电源输出端的连接通路。[0010] 优选的,所述快速切换装置可以采用两块或者三块可控硅设计实现,将所述可控 硅的开关通路连接在第二 DC/AC转换器与电源输出端之间,其控制极连接所述的检测装 置,接收所述检测装置输出的控制信号。
[0011] 为了达到远程监控的设计目的,在所述的电源输出端上还连接有无线监测装置, 监测电源输出端的电压输出情况,并产生相应的监测信息通过无线网络反馈至监控平台, 以方便监控室中的管理人员能够实时监控该电源装置的运行情况。
[0012] 为了保证所述的无线监测装置能够不间断运行,在所述的电源输出端上还连接有 UPS电源,输出不间断直流电源为所述无线监测装置提供工作电源。
[0013] 优选的,所述第一、第二 AC/DC转换器优选采用DSP数字化技术控制的IGBT整流 装置进行电路设计。
[0014] 优选的,所述第一、第二 DC/AC转换器优选采用DSP数字化技术控制的IGBT逆变 装置进行电路设计。
[0015] 为了便于故障排除,优选将所述的AC/DC转换器和DC/AC转换器设计成独立的模 块化结构,进而通过热插拔接口相连接。
[0016] 更进一步的,所述电源装置设置有箱式机柜,电源接入端穿过机柜连接铁路接触 网;为了避免高压触电,在所述电源接入端上优选套装高空绝缘套管。
[0017] 与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的电源装置可以 将铁路接触网上的电压波动范围较大的单相电能转换成稳压稳频的单相或者三相低压交 流电能输出,不仅结构简单、成本低,而且转换输出的电能具有电压精度高、频率精度高等 显著优势,因而可以很好的满足电气化铁路的信号系统对第二路供电电源的要求。
[0018] 结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后,本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。
附图说明
[0019] 图1是本实用新型所提出的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置的电 气原理示意图;
[0020] 图2是电源装置的内部具体电路结构的一种实施例的电路原理框图。 具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
[0022] 本实用新型的电源装置为了能够将铁路接触网上的不稳定高压电能转换成稳压 稳频的低压交流电能,为电气化铁路的信号系统提供其所需的第二路供电电源,提出了如 图1所示的电路组建形式,主要包括电源接入端Vin、降压变压器、AC/DC转换器、DC/AC转换 器和电源输出端Vout。将电源接入端Vin连接到铁路接触网上,接收来自铁路接触网上的 高压交流电能,比如27. 5KV的单相交流电能,传输到降压变压器进行降压变换,以生成较 低幅值的单相交流电能,比如340V单相交流电压,输出至AC/DC转换器进行整流处理。所 述AC/DC转换器应采用具有稳压输出功能的整流器进行电路设计,以整流生成稳定的直流 电压,进一步传输至DC/AC转换器,以逆变生成稳定的单相或者三相交流电压,通过电源输 出端Vout输出,为电气化铁路的信号系统供电。[0023] 下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述电源装置的具体组建结构及其工作原理。
[0024] 实施例一,参见图2所示,本实施例的电源装置为了保障供电可靠,确保万无一 失,优选在图1所示的电路结构的基础上再增设一组备份电路,主要由电源接入端Vin、降 压变压器、正常运行下参与电压变换的第一 AC/DC转换器I和第一 DC/AC转换器I、备份运 行模式下参与电压变换的第二 AC/DC转换器II和第二 DC/AC转换器II、以及电源输出端 Vout。其中,通过降压变压器转换输出的交流电能在电源装置正常运行时,通过第一 AC/DC 转换器I和第一 DC/AC转换器I变换成稳压稳频的低压交流电能输出,比如输出380V的三 相交流电压;而当第一 AC/DC转换器I和第一 DC/AC转换器I出现故障时,则通过降压变压 器转换输出的交流电能可以利用第二 AC/DC转换器II和第二 DC/AC转换器II变换生成稳 压稳频的低压交流电能,通过电源输出端Vout继续输出,为铁路的信号系统供电。
[0025] 为了实现低压交流电能的切换输出,在所述电源装置中还设置有一快速切换装 置,如图2所示,连接在第一 DC/AC转换器I和第二 DC/AC转换器II的输出端与电源输出 端Vout之间,在第一 DC/AC转换器I没有电压输出时,快速切换至第二 DC/AC转换器II所 在的备份运行系统,以继续提供低压交流电源。
[0026] 为了控制所述快速切换装置准确切换,本实施例在第一 DC/AC转换器I的输出端 连接有一检测装置,如图2所示,对第一 DC/AC转换器I是否有电压输出进行检测,并根据 检测结果生成相应的控制信号输出至快速切换装置,以控制快速切换开关选通相应的开关 通路。具体来讲,若检测装置检测到第一 DC/AC转换器I的输出端上有电压输出,且达到设 定幅值,则控制快速切换装置切断第二 DC/AC转换器II与电源输出端Vout的连接通路;若 检测装置没有检测到符合要求的输出电压,或者输出电压很小,没有达到设定幅值,则认为 第一 AC/DC转换器I或者第一 DC/AC转换器I出现故障,输出控制信号至快速切换装置,连 通第二 DC/AC转换器II与电源输出端Vout之间的连接通路,通过第二 DC/AC转换器II输 出铁路信号系统所需的低压交流电能。
[0027] 为了简化电路设计,本实施例优选采用可控硅来设计所述的快速切换装置。对于 要求输出三相低压交流电能的系统来说,可以采用三块可控硅来设计所述的快速切换装 置;而对于要求输出单相低压交流电能的系统来说,仅采用两块可控硅即可。将所述可控硅 的开关通路连接在第二 DC/AC转换器II与电源输出端Vout之间,每相电源通过一块可控 硅进行通断控制,各可控硅的控制极连接所述的检测装置,接收所述检测装置输出的控制 信号,在采用备份系统输出供电电源时,控制可控硅快速导通,使切换时间小于3ms,即能确 保供电电源的不间断输出。
[0028] 为了在系统出现运行故障时,维修人员能够方便快速地执行故障排查工作,优选 将AC/DC转换器I、II和DC/AC转换器I、II采用模块化结构进行设计,各模块之间采用热 插拔接口进行连接,对于出现故障的模块可以从系统电路中直接拔下,更换上新的模块,从 而极大方便了系统的维护工作。
[0029] 为了方便监控人员能够实时地对电源装置的运行情况进行监控,本实施例优选在 上述的电源装置中再增设一个无线监测装置,如图2所示,连接在电源输出端Vout上,对电 源输出端Vout的电压输出情况进行监测,并产生相应的监测信息通过无线网络定时地反 馈至监控室中的监控平台,以方便监控室中的管理人员能够实时监控该电源装置的运行情况,便于铁路无人区的管理。
[0030] 为了保证无线监测系统在电源装置出现故障时,比如电源输出端Vout上没有电 源输出时,仍能长时间持续运行,本实施例优选在所述电源输出端Vout上连接一路UPS电 源,以生成不间断的直流电压输出至无线监测装置,为无线监测装置持续供电。 [0031 ] 为了保证本实施例的电源装置能够输出稳压稳频的低压交流供电,对于本实施例 所使用的AC/DC转换器I、II优选采用目前国际上最先进的DSP数字化技术控制下的IGBT 整流装置进行电路设计。该整流装置允许交流电压在士45%的范围内波动,经过整流输出 的直流电压在士5%之内稳压,为后续的DC/AC转换器I、II转换输出稳压、稳频供电奠定 了基础。同时,采用IGBT整流器进行整流时,不会对铁路接触网产生谐波干扰,从而避免了 对接触网造成的不利影响。
[0032] 同理,本实施例中的DC/AC转换器I、II也优选采用目前国际上最先进的DSP数字 化技术控制下的IGBT逆变装置进行电路设计,可以把低压的直流电能逆变成稳压稳频的 低压交流电能输出,比如输出三相380V交流电压等。
[0033] 将图2所示的电源装置设置在箱式机柜中,以方便电源装置野外安装,以免除房 屋的建设。当然,本电源装置也可以放置在室内,本实施例对此不进行具体限制。
[0034] 为了进一步避免人或动物接近所述电源装置时发生高压触电的可能,本实施例优 选在电源接入端Vin上套装高空绝缘套管,以对人和动物进行保护。
[0035] 当然,在本实施例的电源装置上还可以进一步设置输入侧和输出侧的计量、显示 等仪表,以方便技术人员监测电源装置输入输出电压的情况。
[0036] 本实用新型所提出的电源装置除了可以为铁路信号系统供电外,还可以为道叉等 铁路部门提供其它用途的供电。
[0037] 当然,以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式,应当指出的是,对于本技术 领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润 饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,其特征在于:包括电源接入端、降压变压器、第一AC/DC转换器、第一DC/AC转换器和电源输出端;所述电源接入端连接铁路接触网,将接触网上的单相电压接入到降压变压器进行降压变换后,输出至第一AC/DC转换器整流成稳定的直流电压,进而传输至第一DC/AC转换器逆变成稳定的交流电压,通过所述的电源输出端输出。
  2. 2.根据权利要求1所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,其特征在 于:在所述降压变压器的输出端同时连接有第二AC/DC转换器,所述第二AC/DC转换器连接 第二 DC/AC转换器,两个DC/AC转换器的输出端通过快速切换装置连接所述的电源输出端。
  3. 3.根据权利要求2所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,其特征在 于:在所述第一 DC/AC转换器的输出端上连接有检测装置,所述检测装置在检测到第一 DC/ AC转换器的输出端上没有电压输出时,输出控制信号至所述的快速切换装置,以选通第二 DC/AC转换器与电源输出端的连接通路。
  4. 4.根据权利要求3所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,其特征在 于:在所述快速切换装置中包含有可控硅,所述可控硅的开关通路连接在第二 DC/AC转换 器与电源输出端之间,其控制极连接所述的检测装置,接收所述检测装置输出的控制信号。
  5. 5.根据权利要求1至4中任一项所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装 置,其特征在于:在所述的电源输出端上连接有无线监测装置,监测电源输出端的电压输出 情况,并产生相应的监测信息通过无线网络反馈至监控平台。
  6. 6.根据权利要求5所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装置,其特征在 于:在所述的电源输出端上还连接有UPS电源,输出不间断直流电源为所述无线监测装置 提供工作电源。
  7. 7.根据权利要求1至4中任一项所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装 置,其特征在于:所述第一、第二 AC/DC转换器均为采用DSP数字化技术控制的IGBT整流装置。
  8. 8.根据权利要求1至4中任一项所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装 置,其特征在于:所述第一、第二 DC/AC转换器均为采用DSP数字化技术控制的IGBT逆变装置。
  9. 9.根据权利要求1至4中任一项所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装 置,其特征在于:所述AC/DC转换器和DC/AC转换器分别以独立的模块化结构形式通过热插 拔接口相连接。
  10. 10.根据权利要求1至4中任一项所述的利用铁路接触网电能提供稳压供电的电源装 置,其特征在于:所述电源装置设置有箱式机柜,电源接入端穿过机柜连接铁路接触网;在 所述电源接入端上套装有高空绝缘套管。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895534A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 基于模块化多电平换流器的双流制牵引供电系统
CN108631445A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 株洲时代电子技术有限公司 一种接触网供电电源网络控制系统
CN108631446A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 株洲时代电子技术有限公司 一种接触网供电电源网络控制方法
CN111251948A (zh) * 2020-05-06 2020-06-09 北京中清智辉能源科技有限公司 轨道交通牵引供电系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895534A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 基于模块化多电平换流器的双流制牵引供电系统
CN103895534B (zh) * 2014-02-28 2015-03-25 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 基于模块化多电平换流器的双流制牵引供电系统
CN108631445A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 株洲时代电子技术有限公司 一种接触网供电电源网络控制系统
CN108631446A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 株洲时代电子技术有限公司 一种接触网供电电源网络控制方法
CN111251948A (zh) * 2020-05-06 2020-06-09 北京中清智辉能源科技有限公司 轨道交通牵引供电系统
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