CN201685719U - 一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车 - Google Patents

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牟岩
姜悦礼
董笑辰
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Abstract

本实用新型公开了一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，包括受电弓、高压断路器、单相变压器、交直交变流功率单元、LC滤波器、隔离变压器和轨道车辆，所述的单相变压器、交直交变流功率单元、LC滤波器、隔离变压器安装在轨道车辆上、通过高压线缆依次连接，所述的交直交变流功率单元包括单相四象限整流单元和三相逆变单元。由于本实用新型使用了铁路专用供电接触网供电，交直交变流功率单元使用单相四象限整流和逆变控制技术进行变压，对电压的稳定提供了保证，从而实现了稳定、高效、大功率的三相交流供电。

Description

一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车
技术领域
本实用新型涉及一种电气化铁路轨道车辆，尤其涉及一种电气化铁路用于铁路养护施工中供电的轨道车辆电源车。
背景技术
随着世界铁路的高速发展以及我国铁路跨越式的发展，铁路网的覆盖面也越来越广，铁路养护过程中的用电需求也随之增加。由于国家电网建设和维护的费用很高，不可能辐射到所有铁路用电单位及铁路施工地点，取电方便、降低成本必然成为对其配套供电电源的要求。传统铁路轨道车辆电源车，都是使用柴油发电机，通过变流装置提供输出电源。而电气化铁路沿线已有铁路专用25kV交流供电接触网，有可供直接使用的电源，可以不用发电机进行发电，但因铁路专用供电接触网为单相高压交流电，且电压波动范围可达-30％～+24％之大，同时电力机车在运行过程中也会造成铁路专用供电接触网电压畸变。而在铁路养护过程中，随时随地都需要功率大、电能质量高的三相电源，为铁路养护过程中使用的功能机械供电。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种电压稳定、功率大、电能质量高、可输出三相电源的电气化铁路轨道养护车辆的电源车。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，包括受电弓、高压断路器、单相变压器、交直交变流功率单元、LC滤波器、隔离变压器和轨道车辆，所述的单相变压器、交直交变流功率单元、LC滤波器、隔离变压器安装在轨道车辆上、通过高压线缆依次连接，所述的单相变压器通过受电弓与铁路专用供电接触网连接，所述的高压断路器安装在受电弓与单相变压器之间，通过高压线缆将受电弓和单相变压器连接，所述的高压断路器包括过流和短路保护电路，所述的单相变压器包括单相高电压变换成单相338VAC低电压的变压电路，所述的交直交变流功率单元包括单相四象限整流单元和三相逆变单元；所述的单相四象限整流单元包括单相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压和电流传感器；所述的三相逆变单元包括三相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压电流传感器。
本实用新型所述的轨道车辆前部安装有车辆挂钩。
本实用新型所述的隔离变压器原边采用三角形接法、副边采用星型接法，在星型中点接50A额定电流的零线，并在零线设过流保护电路。
本实用新型的工作原理如下：受电弓从铁路专用供电接触网上取得单相高压电；单相高压电经高压断路器输送到单相变压器变换成单相338VAC低电压；338VAC低电压经过交直交变流功率单元进行单相交流整流过程和直流逆变过程，输出电压稳定的三相电源，再经LC滤波器滤波和隔离变压器隔离输出后供外部使用。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、由于本实用新型使用了铁路专用供电接触网供电，交直交变流功率单元使用单相四象限整流和逆变控制技术进行变压，对电压的稳定提供了保证，从而实现了稳定、高效、大功率的三相交流供电。
2、由于本实用新型安装有持钩，可以直接连挂在轨道车辆牵引车后方，为轨道车辆及铁路道路施工提供稳定、高效、大功率的三相交流电源。
3、由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的电气化铁路轨道养护车辆电源车，具有输出电能质量好、可靠性与稳定性高、可以在电气化铁路中随时随地使用等特点，在轨道行业具有良好的推广前景。
附图说明
本实用新型共有附图2张，其中：
图1为电气化铁路轨道车辆电源车的结构框图。
图2是交直交变流功率单元的电路图。
图中：1、高压断路器，2、单相变压器，3、受电弓，4、交直交变流功率单元，5、LC滤波器，6、隔离变压器，7、单相四象限整流单元，8、三相逆变单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1-2所示，一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，包括受电弓3、高压断路器1、单相变压器2、交直交变流功率单元4、LC滤波器5、隔离变压器6和轨道车辆，所述的单相变压器2、交直交变流功率单元4、LC滤波器5、隔离变压器6安装在轨道车辆上、通过高压线缆依次连接，所述的单相变压器2通过受电弓3与铁路专用供电接触网连接，所述的高压断路器1安装在受电弓3与单相变压器2之间，通过高压线缆将受电弓3和单相变压器2连接，所述的高压断路器1包括过流和短路保护电路，所述的单相变压器2包括单相高电压变换成单相338VAC低电压的变压电路，所述的交直交变流功率单元4包括单相四象限整流单元7和三相逆变单元8；所述的单相四象限整流单元7包括单相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压和电流传感器；所述的三相逆变单元8包括三相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压电流传感器。所述的轨道车辆前部安装有车辆挂钩。所述的隔离变压器6原边采用三角形接法、副边采用星型接法，在星型中点接50A额定电流的零线，并在零线设过流保护电路。
本实用新型的工作原理如下：受电弓3从铁路专用供电接触网上取得单相高压电；单相高压电经高压断路器1输送到单相变压器2变换成单相338VAC低电压；338VAC低电压经过交直交变流功率单元4进行单相交流整流过程和直流逆变过程，输出电压稳定的三相电源，再经LC滤波器5滤波和隔离变压器6隔离输出，形成稳定的三相380VAC及单相220VAC的三相四线制工频电输出供外部设备使用。
本实用新型可以提供大功率、电能质量高的电源，被铁路沿线养护施工用电机械使用。
本实用新型所用的控制系统，对受电弓、高压断路器和交直交变流功率单元进行控制，使用标准控制机箱。
本实用新型可以适应宽范围电压输入，在电网电压17.5kV～31kV范围内可保持满功率运行，不需要减功率，为了能够提供三相四线制输出和进行输出隔离设置了隔离变压器，该隔离变压器原边采用三角形接法，副边采用星型接法，在星型中点抽出可走50A电流的零线，并在零线设过流保护，需要时可支持通风机类负载进行软启动或降频运行，支持压缩机类负载突投，不会对电网产生影响。
另外，为了提高可靠性，本实用新型采用了较完善的保护措施，包括网侧过压、欠压及过流，中间直流回路过压及欠压，负载侧过压及过流，功率模块单元过温、短路等保护措施。
本实用新型的用户是铁路接触网内所有铁路养护使用的单位，可以直接在接触网取电用电。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，其特征在于：包括受电弓(3)、高压断路器(1)、单相变压器(2)、交直交变流功率单元(4)、LC滤波器(5)、隔离变压器(6)和轨道车辆，所述的单相变压器(2)、交直交变流功率单元(4)、LC滤波器(5)、隔离变压器(6)安装在轨道车辆上、通过高压线缆依次连接，所述的单相变压器(2)通过受电弓(3)与铁路专用供电接触网连接，所述的高压断路器(1)安装在受电弓(3)与单相变压器(2)之间，通过高压线缆将受电弓(3)和单相变压器(2)连接，所述的高压断路器(1)包括过流和短路保护电路，所述的单相变压器(2)包括单相高电压变换成单相338VAC低电压的变压电路，所述的交直交变流功率单元(4)包括单相四象限整流单元(7)和三相逆变单元(8)；所述的单相四象限整流单元(7)包括单相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压和电流传感器；所述的三相逆变单元(8)包括三相IGBT全桥电路、交流侧缓冲电抗器、直流侧支撑电容，所述的直流侧支撑电容的充放电电路包括充放电电阻以及相应的接触器、隔离开关及接触器、主要支路的霍尔式电压电流传感器。
2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，其特征在于：所述的轨道车辆前部安装有车辆挂钩。
3.根据权利要求1所述的一种电气化铁路轨道养护车辆的电源车，其特征在于：所述的隔离变压器(6)原边采用三角形接法、副边采用星型接法，在星型中点接50A额定电流的零线，并在零线设过流保护电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104767391A (zh) * 2015-04-21 2015-07-08 贾晓宏 一种可控变频器
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
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

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