CN202870275U - 机车dc600v供电电源检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车DC600V供电电源检测装置，包括直流功率负载柜和PC控制柜。使用时，直流功率负载柜与机车上的DC600V供电输出插座连接，模拟机车DC600V的负载，它分段加载负载，模拟不同功率下的负载。工控机可控制直流负载自动加载和卸载，同时采集电压的纹波，记录电压、电流、功率、纹波系数等。通过电子负载模拟DC600V母线与钢轨的漏电流（对地漏电），试验机车漏电（接地）保护装置动作否可靠。本实用新型具备负载试验、纹波检测、漏电保护试验以及数据实时显示、存贮与查询功能，可以满足机车整备或小修后DC600V供电电源的全面检测维护。

Description

机车DC600V供电电源检测装置

技术领域

本实用新型属于机车电源检测领域，尤其涉及一种机车DC600V供电电源检测装置。 

背景技术

1998年我国开始研制DC600V旅客列车供电系统，由机车提供DC600V分两路向列车供电，每节客车上的变流器将DC600V电压逆变成380V交流电，向车厢用电设备供电；客车充电器将DC600V变换成DC110V向蓄电池充电供给照明及控制装置。旅客列车DC600V供电系统的应用，既提高了旅客列车的运输能力，又达到了节能环保的要求。经过多年实践，该系统已在全路广泛使用。然而，实际运用中发现，机车DC600V供电电源与客车负荷在连挂以后经常出现送电故障，导致客车断电以致无法提供照明，空调不能使用，乘车环境恶劣，从而引起旅客对铁路服务的不满，影响了铁路企业的形象。DC600V出现送电故障既有客车车辆方面的问题，也有机车DC600V供电电源供电质量不良或存在设备故障方面的原因。因此，有必要在出库前对机车和客车进行综合试验，防止机车或客车车辆供电系统带故障隐患出库。现有的机车DC600V供电试验检测装置主要存在以下不足： 

<1>没有纹波检测功能直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，因而在直流稳定量中不可避免地带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量成分叫做纹波。纹波容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害，如降低电源效率，较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器，波纹还会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作等。 

<2>没有数据记录功能试验检测结束靠人工填写报表，存在人为修改数据的可能，而且无法查询历史试验数据。 

<3>没有漏电保护试验功能机车DC600V供电系统漏电保护是确保机车设备和人身安全的重要系统，机车出库前对其进行漏电保护试验十分必要。 

综上所述，现有机车DC600V供电电源检测装置难以满足实际需求，亟需进行必要改进。 

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具备负载试验、纹波检测、漏电保护试验以及数据实时显示、存贮与查询功能的机车DC600V供电电源检测装置，以满足机车整备或小修后供电电源的全面检测维护。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：机车DC600V供电电源检测装置，包括直流功率负载柜和PC控制柜；直流功率负载柜由直流电阻带、散热风机、交流接触器组、欧姆龙继电器组、电流采集变送器、电压采集变送器、远程控制模块和远程采集模块组成，电流采集变送器和电压采集变送器连接远程采集模块构成信号采集模块，远程控制模块依次连接欧姆龙继电器组、交流接触器组构成电气控制模块，交流接触器组同时连接直流电阻带和散热风机；PC控制柜由工控机、电子负载、工业显示器组成，工业显示器通过VGA线与工控机连接，电子负载通过RS232串口线与工控机通讯，直流功率负载柜的远程控制模块和远程采集模块采用菊花链串接再通过RS485方式与工控机通讯。 

直流功率负载柜为干式大功率直流负载柜，由高精度不锈钢翅片式电阻组成。 

交流接触器组采用BC98-ZT铁路专用直流接触器。 

电子负载采用FT6300A系列单通道可编程直流电子负载。 

针对现有机车DC600V供电电源检测装置存在的问题，发明人设计了本实用新型，该装置包括直流功率负载柜和PC控制柜。使用时，直流功率负载柜与机车上的DC600V供电输出插座连接，模拟机车DC600V的负载，它分段加载负载，模拟不同功率下的负载。工控机可控制直流负载自动加载和卸载，同时采集电压的纹波，记录电压、电流、功率、纹波系数等。通过电子负载模拟DC600V母线与钢轨的漏电流（对地漏电），试验机车漏电（接地）保护装置动作否可靠。与传统检测装置相比，本实用新型具有如下优点： 

<1>具有纹波分析的功能通过纹波指标可以直接反映机车DC600V供电电源的质量。 

<2>具有历史数据查询功能无论是手动还是自动实验，该装置都能把试验时间、加载情况、负载电压、负载电流、功率、纹波系数和漏电保护值等保存到数据库中，检测人员可以实时监测，也可以方便快捷地查询历史数据。 

<3>具有漏电保护试验功能试验机车DC600V供电系统漏电保护是否有效。 

附图说明

图1是使用本实用新型机车DC600V供电电源检测装置的连接示意图。 

图2是使用本实用新型机车DC600V供电电源检测装置时直流功率负载柜的连接示意图。 

图3是使用本实用新型机车DC600V供电电源检测装置时PC控制柜的连接示意图。 

图中：1直流功率负载柜，2PC控制柜，3直流电阻带，4散热风机，5交流接触器组，6欧姆龙继电器组，7电流采集变送器，8电压采集变送器，9远程控制模块，10远程采集模块，11信号采集模块，12电气控制模块，13工控机，14电子负载，15工业显示器，16 机车DC600V，17钢轨，18手动按钮。 

具体实施方式

如图1至3所示，本实用新型的机车DC600V供电电源检测装置，包括直流功率负载柜1和PC控制柜2；直流功率负载柜由直流电阻带3、散热风机4、交流接触器组5、欧姆龙继电器组6、电流采集变送器7、电压采集变送器8、远程控制模块9和远程采集模块10组成，电流采集变送器和电压采集变送器连接远程采集模块构成信号采集模块11，远程控制模块依次连接欧姆龙继电器组、交流接触器组构成电气控制模块12，交流接触器组同时连接直流电阻带和散热风机。风机给电阻带工作时散热，它必须确保在电阻带工作前运行。手动控制时，启动各个手动按钮18直接控制接触器接通不同的电阻；自动控制时，由远程控制模块驱动欧姆龙继电器再接通接触器，远程控制模块通过DC24V输出连接欧姆龙继电器，欧姆龙继电器输出控制AC220V的交流接触器，从而启动风机和接通不同的电阻。电压、电流采集由远程模块和变送器组成。电流变送器串联在DC600V主回路，电压变送器并联在DC600V主回路之间，变送器将信号转换成4-20mA送到远程采集模块。 

PC控制柜由工控机13、电子负载14、工业显示器15组成，工业显示器通过VGA线与工控机连接，提供数据实时显示，数据查询的人机界面；电子负载通过RS232串口线与工控机通讯，电子负载的主回路接在机车DC600V16正母线和钢轨17（地）之间；直流功率负载柜的远程控制模块和远程采集模块采用菊花链串接再通过RS485方式与工控机通讯，控制功率柜电阻和风机的运行，并采集电压、电流等信号，将数据存贮在数据库。。 

其中，直流功率负载柜为干式大功率直流负载柜，负载电阻一共分为9段，控制方式分为手动和自动，由高精度不锈钢翅片式电阻组成，精度高、冷热态阻值变化小、功率大、体积小、安装方便和使用寿命长；交流接触器组采用BC98-ZT铁路专用直流接触器，体积小、重量轻、缩小箱体体积、降低用户设计成本，具有浪涌抑制器，不需要外加过电压吸收装置，线圈温升低不易烧损；电子负载采用FT6300A系列单通道可编程直流电子负载，工作于恒流模式，由工控机通过串口发送指令改变经过电子负载的电流，流过电子负载的电流从0逐渐上升至300mA，在电流上升的过程中，每一档电流持续时间1秒，在这期间不断检测DC600V电压，判断是否系统保护动作，如果DC600V保护系统动作，记下该保护动作值，如果到达300mA仍未动作，则停止试验，动作值记为>300mA，这一过程由工控机程序自动完成。使用组态软件构建监控系统，实时显示负载电压、电流，计算电压纹波系数，并可根据时间、机车类型、车号查询历史试验数据。 

使用时，用DC600V四芯电缆将本实用新型的检测装置的功率柜与机车供电输出插座 相连接。可以通过手动加载和卸载电阻，也可以通过监控主机发指令来实现自动加载和卸载电阻，从而改变负载电流，数据采集单元通过远程的I/O模块采集DC600V负载电压、 

电流以及风机、电阻加载的状态，数据实时显示并存入数据库，同时进行纹波分析。通过电子负载模拟DC600V母线与钢轨的漏电流进行漏电保护试验，自动控制漏电流从0mA上升到300mA，记录机车漏电保护动作值。 

负载试验时，可以手动或自动操作。手动方式下，由操作人员依次按下风机和电阻加载的启动按钮，试验结束则依次按下电阻和风机的停止按钮；自动方式下，由监控主机发送指令按规定的程序启停风机和加载卸载电阻，各档电阻运行的时间可由用户预设。具体是：手动操作时，先按下“风机”按钮，再依次按下各档电阻按钮，观察电压、电流，最后再依次卸载电阻，电阻卸载完毕风机再运行2分钟后停止；自动试验时，选择好各档电阻运行的时间，然后按下“启动”，观察电阻自动加载卸载。 

纹波分析按照《旅客列车DC600V供电系统技术条件》进行，DC600V供电电源装置输出电压相对峰峰纹波系数小于15%。电压及电流的采集使用维博电子的产品，传感器响应时间为150ms，输出4-20ms直流信号。输入、输出、电源三方隔离，高精度变送，低漂移。在每档负载试验时，系统实时采集DC600V电压的峰峰值，按照公式计算相对峰峰纹波系数。 

漏电（接地）保护试验中，在DC600V母线与钢轨之间接入可控电流的电子负载，通过监控主机发送指令使电流从0mA上升到300mA，如果DC600V漏电或接地保护动作，记下动作时的电流值；如果电流到达300mA仍未动作，试验停止，动作值记为>300mA。漏电保护试验时，按漏电保护试验“启动”按钮，系统接通电子负载自动开始试验，记录DC600V供电系统保护值。 

数据实时显示、存贮与查询功能是在负载试验过程中实时采集电压、电流并在显示器上显示。系统记录每档电阻负载运行时的平均电压、平均电流、电压峰峰值、相对纹波系数等，并能够按日期、机车车号查询试验数据，包括每档电阻加载的日期时间、平均电压、平均电流、功率、相对峰峰纹波系数等。 

如长期不做试验，可切断总开关。 

Claims (4)

1.一种机车DC600V供电电源检测装置，其特征在于包括直流功率负载柜和PC控制柜；所述直流功率负载柜由直流电阻带、散热风机、交流接触器组、欧姆龙继电器组、电流采集变送器、电压采集变送器、远程控制模块和远程采集模块组成，电流采集变送器和电压采集变送器连接远程采集模块构成信号采集模块，远程控制模块依次连接欧姆龙继电器组、交流接触器组构成电气控制模块，交流接触器组同时连接直流电阻带和散热风机；PC控制柜由工控机、电子负载、工业显示器组成，工业显示器通过VGA线与工控机连接，电子负载通过RS232串口线与工控机通讯，直流功率负载柜的远程控制模块和远程采集模块采用菊花链串接再通过RS485方式与工控机通讯。 

2.根据权利要求1所述的机车DC600V供电电源检测装置，其特征在于：所述直流功率负载柜为干式大功率直流负载柜，由高精度不锈钢翅片式电阻组成。 

3.根据权利要求1所述的机车DC600V供电电源检测装置，其特征在于：所述交流接触器组采用BC98-ZT铁路专用直流接触器。 

4.根据权利要求1所述的机车DC600V供电电源检测装置，其特征在于：所述电子负载采用FT6300A系列单通道可编程直流电子负载。 

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