CN201907426U - 一种适用于多种供电模式的机车供电电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种适用于多种供电模式的机车供电电路，包括牵引蓄电池供电模块、库内电源供电模块、发电机组供电模块、受流供电模块和充电机模块；所述受流供电模块和牵引蓄电池供电模块分别经接触器K01和接触器K02并联后，再串接快速断路器Q01接入主电路中；其中牵引蓄电池供电模块的输出端与接触器K02之间串接有隔离二极管V01；所述充电机模块的一个输入端经接触器K08并联挂接在主电路中，该充电机模块另一个输入端分别通过接触器K03和K04连接有库内电源供电模块和发电机组供电模块；所述充电机模块的输出端接入牵引蓄电池供电模块与隔离二极管V01之间。所述适用于多种供电模式的机车供电电路，能够实现地铁工程维护车多种供电模式的相互匹配和相互协调工作，且电路简单，易于控制。

Description

一种适用于多种供电模式的机车供电电路
技术领域
本实用新型涉及一种供电电路，具体是一种适用于多种供电模式的机车供电电路。
背景技术
在电气化铁路迅速普及的轨道交通行业，铁路和机车制造业的工程师们已经将注意力转向利于环境保护及经济性能更高的电力机车，尤其对于城市轨道交通，其轨道工程维护车的无污染及低噪音指标要求，使得电力地铁工程维护车具有广阔的市场前景。电力地铁工程维护车可以采用直流接触网供电的单一供电模式，但这种工程车只能在有供电接触网且接触网有电的工况下使用。
为了满足没有接触网供电的使用要求，工程师们采用蓄电池作为电力地铁工程维护车的电源，然而受蓄电池容量限制，大容量蓄电池在满足机车牵引功率要求的同时，其体积和重量及成本相应增加。因此目前市场上的电力地铁工程维护车，一般都采用车载蓄电池和直流电网两种供电模式。
根据是否有直流接触网供电，可以将轨道工程车的使用划分为轨道铺设施工及轨道正常运营时的日常维护两个阶段。在轨道铺设阶段，由于没有电网可以给工程车提供电源，且受蓄电池容量限制，单一的蓄电池电源成本无法满足工程车长时间运行施工要求，因此在施工阶段工程车一般采取增加发电机组的形式来满足机车使用要求，当轨道铺设施工完毕后，取消发电机组，以达到节约成本的目的。
发明内容
针对上述现有技术，本实用新型旨在提供一种适用于多种供电模式的机车供电电路，能够实现地铁工程维护车多种供电模式的相互匹配和相互协调工作，且电路简单，易于控制。
本实用新型采取的技术方案是，一种适用于多种供电模式的机车供电电路，包括牵引蓄电池供电模块、库内电源供电模块、发电机组供电模块、受流供电模块和充电机模块；其特征在于，所述受流供电模块和牵引蓄电池供电模块分别经接触器K01和接触器K02并联后，再串接快速断路器Q01接入主电路中；其中牵引蓄电池供电模块的输出端与接触器K02之间串接有隔离二极管V01；所述充电机模块的一个输入端经接触器K08并联挂接在主电路中，该充电机模块另一个输入端分别通过接触器K03和K04连接有库内电源供电模块和发电机组供电模块；所述充电机模块的输出端接入牵引蓄电池供电模块与隔离二极管V01之间。
进一步的，所述库内电源供电模块经其内部的电连接器X01接入充电机模块。
根据实施例所述的方案，所述发电机组供电模块为柴油机发电机供电模块。
基于上述结构的机车供电电路采用接触器或其它型式的开关实现了各种供电模式之间的相互匹配和相互协调工作；并采用隔离二极管实现牵引蓄电池供电模式、库内电源供电模式和柴油机发电机（或其他型式的发电机组）供电模式下防止电制动能量直接向牵引蓄电池反馈，避免了不可控的充电电流的产生。
在具体的工作过程当中，本实用新型采用先断开快速断路器或真空断路器，然后再配置相应接触器的方法，避免了相应接触器带负载分合的情况的发生。
本实用新型电路简单，易于控制，实现了地铁工程维护车多种供电模式的相互匹配和相互协调工作。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为实施例所述适用于多种供电模式的机车供电电路的实施电路图。
具体实施方式
如图1所示，所述适用于多种供电模式的机车供电电路，包括牵引蓄电池供电模块BATTERY、库内电源供电模块SHED、发电机组供电模块POWER、受流供电模块COLLECTOR和充电机模块CHARGER，所述受流供电模块COLLECTOR和牵引蓄电池供电模块BATTERY分别经接触器K01和接触器K02并联后，再串接快速断路器Q01接入主电路中；其中牵引蓄电池供电模块的输出端与接触器K02之间串接有隔离二极管V01；所述充电机模块的一个输入端经接触器K08并联挂接在主电路中，该充电机模块另一个输入端分别通过接触器K03和K04连接有库内电源供电模块和发电机组供电模块；所述充电机模块的输出端接入牵引蓄电池供电模块与隔离二极管V01之间。
本实施例中发电机组供电模块采用的是柴油机发电机供电模块。
如图2所示，为一种适用于多种供电模式的机车供电电路的具体电路实施图：
包括为牵引电机和制动电阻提供电源的牵引供电系统=11-P01，为机车辅机及其它设备提供电源的辅助逆变器=31-A01和为机车控制系统提供电源的控制充电机=32-G01。
电力机车通过受流器（或受电弓）=11-E11,=11-E12, =11-E13,=11-E14与第三轨（或接触网）接触获得电能，该电能经过二位置隔离转换开关=11-S01，接触器=11-KO1,高速断路器=11-Q01送给牵引变流器=11-A01，牵引变流器将直流电源转换为三相交流电供给牵引电机=11-M01。其中受电弓与地之间串接有用于过压保护的避雷器=11-F01,第三轨（或接触网）电源正负母排之间接有用于电压检测的电压传感器=11-B01，差分电流传感器=11-B10用于主电路的接地检测。
牵引蓄电池充电机=11-G11一方面可以通过接触器=11-K03将库用电源或者通过接触器=11-K04将发电机组电源将三相交流电转换为直流电源给牵引蓄电池组=11-G01, =11-G02, =11-G03, =11-G04, =11-G05, =11-G06充电。牵引蓄电池充电机=11-G11另一方面通过接触器=11-K08将第三轨电能或者机车电制动电能转换为蓄电池组需要的电源给牵引蓄电池组充电。其中电流传感器=11-B12，用于牵引蓄电池充电管理的电流检测。电压传感器=11-B02，用于检测蓄电池电压。
牵引蓄电池组=11-G01, =11-G02, =11-G03, =11-G04, =11-G05, =11-G06经过二位置隔离转换开关=11-S02，双极接触器=11-K05，隔离用二极管=11-V01，接触器=11-K02和主断路器=11-Q01给牵引变流器提供直流电源。
辅助逆变器=31-A01直接从主回路正负母线取得电源，为机车的辅机及其他设备提供三相交流电源和单相交流电源。
控制充电机=32-G01也直接从主回路正负母线取得电源，为机车的控制系统及仪表灯等提供直流电源。
其中机车的第三轨（或接触网）供电的受流器（或受电弓）=11-E11,=11-E12, =11-E13,=11-E14分别用于接收第三轨（或接触网）供电的电能。
=11-F01代表避雷器，用于主电路的过压保护。
=11-B01代表电压传感器，用于检测主电路的电压值。
Carbody代表电路与机车车体的接地连接点。
=11-S01代表用于机车主电路的维修时的安全接地的二位置隔离转换开关或其他接地装置，机车主电路维修时处于短接的接地状态。
=11-E21,=11-E22, =11-E23,=11-E24代表安装于机车车轴端部的回流接地装置，用于第三轨（或接触网）供电的回流。
=11-B10代表用于主电路接地检测的差分电流传感器。
=11-K01,=11-K02代表接触器（或其他型式的开关），它们用于第三轨或接触网供电和牵引蓄电池供电模式的自动（或手动转换）。当第三轨或接触网供电时，=11-K01闭合，=11-K02断开；当牵引蓄电池供电时=11-K02闭合=11-K01断开。
=11-Q01代表主电路的供电主开关，通常为具有快速和带负载分断的高速断路器或真空断路器，用于主电路的供电和断电，也用于主电路的过载、过流、故障、过热、短路等方面的断电保护。
=11-G01, =11-G02, =11-G03, =11-G04, =11-G05, =11-G06代表1个或多个牵引蓄电池组箱。
=11-S02代表用于隔离牵引蓄电池的转换开关。
=11-F10，=11-F20代表用于牵引蓄电池供电模式下的主电路的过载、短路等保护。
=11-K05代表接触器或其他型式的开关，用于牵引蓄电池的自动隔离功能。
=11-B12代表电流传感器，用于牵引蓄电池的充电管理的电流检测。
=11-V01代表二极管，用于机车电制动工况下，防止电制动能量直接输入牵引蓄电池，避免牵引蓄电池的不可控充电电流的产生。
=11-A01代表1组或多组主电路的机车牵引供电系统，用于给机车的牵引电机供电或牵引电机的电制动能量反馈。
=11-M01代表一台或多台牵引电机，用于机车牵引或电制动。
=11-R01代表一组或多组制动电阻，用于牵引蓄电池供电模式和第三轨（或接触网）供电模式下第三轨（或接触网）无法吸收机车的电制动能量时的电制动能量的消耗。
=11-G11代表牵引蓄电池充电机，他用于多种供电模式下的牵引蓄电池的充电及充电管理。
=11-X01代表机车在库内电源供电模式下的电连接器，用于库内电源供电模式下的供电。
=11-K03代表接触器或其他型式的开关，用于断开和导通库内电源供电模式下的供电。
=11-A20代表柴油机发电机或其他型式的发电机组。
=11-K04代表接触器或其他型式的开关，用于断开和导通柴油机发电机（或其他型式的发电机组）供电模式下的供电。
=11-K08代表代表接触器或其他型式的开关，用于隔离充电机的直流电源输入，在库内电源供电模式和柴油机发电机（或其他型式的发电机组）供电模式下=11-K08断开。
基于上述实施电路图的机车供电电路的工作过程如下所述：
1、当机车在第三轨（或接触网）供电模式时，通过=11-E11,=11-E12, =11-E13,=11-E14向机车提供电源，此时=11-K01闭合，=11-Q01闭合，给=11-A01和=11-M01供电；=11-K02断开，=11-K08闭合，向=11-G11供电，此时=11-K03和=11-K04断开，=11-G11向牵引蓄电池充电。
2、当机车在牵引蓄电池供电模式时，=11-S02、=11-K05、=11-K06、=11-K02闭合，=11-K01断开，=11-Q01闭合，=11-K08断开，=11-K03、=11-K04断开，牵引蓄电池为=11-A01和=11-M01供电。
3、当机车在库内电源供电模式（=11-K03闭合，=11-K04断开）和柴油机发电机（或其他型式的发电机组）供电模式（=11-K03断开，=11-K04闭合）时，=11-S02、=11-K05、=11-K02闭合，=11-K01断开，=11-Q01闭合，=11-K08断开。
在上述操作中，需要注意的是：=11-K01、=11-K02、=11-K05、=11-K08的闭合和开断动作需要在主开关=11-Q01断开情况下进行，=11-S02的操作需要在=11-K05断开情况下进行，=11-S01的操作需要的在=11-K01断开且受流器（或受电弓）收回或第三轨（或接触网）无电状态下进行。

Claims (3)

1.一种适用于多种供电模式的机车供电电路，包括牵引蓄电池供电模块、库内电源供电模块、发电机组供电模块、受流供电模块和充电机模块；其特征在于，所述受流供电模块和牵引蓄电池供电模块分别经接触器K01和接触器K02并联后，再串接快速断路器Q01接入主电路中；其中牵引蓄电池供电模块的输出端与接触器K02之间串接有隔离二极管V01；所述充电机模块的一个输入端经接触器K08并联挂接在主电路中，该充电机模块另一个输入端分别通过接触器K03和K04连接有库内电源供电模块和发电机组供电模块；所述充电机模块的输出端接入牵引蓄电池供电模块与隔离二极管V01之间。
2.根据权利要求1所述适用于多种供电模式的机车供电电路，其特征在于，所述库内电源供电模块经其内部的电连接器X01接入充电机模块。
3.根据权利要求1或2所述用于多种供电模式的机车供电电路，其特征在于，所述发电机组供电模块为柴油机发电机供电模块。
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