CN219086872U - 电气化铁路主变快切装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了电气化铁路主变快切装置。设置了并联切换、串联切换2种模式，且串联切换被分为串联快切切换和串联同期切换，可以满足不同运行方式的要求，提高了牵引变电所倒闸效率，简化了设备操作，提高了控制自动化水平。串联切换是指先跳开工作电源，再合备用电源。自动选择最佳倒闸时机，合理采用快切、同期最佳的切换方式，保证安全可靠地电源切换。并联切换是指先判别母线电压与备用电源的电压、频率和相角的关系，满足并列运行条件后先合备用电源，在确认备用电源合上后，再跳工作电源，并联切换将造成两组电源短时间并列运行，装置自动预测并列环流大小，减小母线并列运行时间，消除并列运行带来的安全隐患。

Description

电气化铁路主变快切装置

技术领域

本实用新型涉及铁道供电系统控制装置技术，具体地说，是涉及控制铁道供电系统中主变到备变快速切换的电气化铁路主变快切装置。

背景技术

铁道供电系统一般包括：1#进线，2#进线，母线T1，母线T2，设置在1#进线与母线T1之间级联的主变压器1T、断路器1DL，设置在1#进线与母线T2之间级联的主变压器1T、断路器2DL，设置在2#进线与母线T1之间级联的备变压器2T、断路器3DL，设置在2#进线与母线T2之间级联的主变压器2T、断路器4DL；一般还包括：电压互感器UT1、电压互感器UT2、电压互感器UL1、电压互感器UL2，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UT2为感应母线T2的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

电力的稳定供应是电气化铁路安全、可靠运行的保障，当前牵引变电所的运行方式为单台变压器供电，另一台主变压器处于备用状态，当主变压器本身及两侧的开关设备需要检修或主变压器轮换运行等其他原因需人工倒闸操作时，只能采取全所停电的倒闸方式，影响铁路运输秩序。现有条件下只能采取提报检修计划，采取全所停电方式进行主变压器倒闸操作。这种方式存在以下问题:检修计划实施时间需要依据接触网“天窗”而定，不灵活，有的牵引变电所的“天窗”时间安排在凌晨，影响检修人员的正常作息。受天气等因素影响，维修“天窗”会临时取消，只能申请下一次维修“天窗”，检修人员有时往返几次检修任务都无法完成，效率低下、过度依赖于维修“天窗”，影响铁路正常供电。因此，需要寻求一种解决方案，既能保证供电不间断，又能保证可靠切换，同时给操作带来便利。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供控制铁道供电系统中主变到备变快速切换的电气化铁路主变快切装置。上述装置是适用于电气化铁路牵引变电所的主变快速切换方案，采用并联切换和串联切换两种倒闸方式，以满足不同运行方式的要求，提高了牵引变电所倒闸效率，简化了设备操作，提高了控制自动化水平。

本实用新型采用的技术方案如下：

电气化铁路主变快切装置，包括：

触发快切启动信号的第一触发电路，接收来自铁道供电系统的遥测信号的遥测接收单元,触发并联切换启动信号的第二触发电路或/和触发串联切换启动信号的第三触发电路；

与第一触发电路、第二触发电路、遥测接收单元电连接的第一并联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二并联切换触发电路；

与第一触发电路、第三触发电路电连接的第一串联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二串联切换触发电路；

第一并联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号、遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号，

第二并联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号，

第一串联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路的串联切换启动信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号，

第二串联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号。

其中，

第一并联切换触发电路、第二并联切换触发电路组成了并联切换组件，

第一串联切换触发电路、第二串联切换触发电路组成了串联切换组件，

并联切换组件执行并联切换，并联切换是先合备用电源、再跳开工作电源。装置在收到快切启动信号、并联切换启动信号后，会根据遥测信号判别母线电压与备用电源的电压、频率和相位的关系，自动选择合备用电源的最佳倒闸时机，再确定合备用电源后，再跳开工作电源，以保证安全可靠地电源切换。

串联切换组件执行串联切换，串联切换是指先跳开工作电源、再合备用电源。在确认工作电源跳开后，装置在收到快切启动信号、并联切换启动信号后先触发跳开工作电源，再根据遥测信号判别母线电压与备用电源的电压、频率和相位的关系，自动选择合备用电源的最佳倒闸时机，可以合理采用快切、同期等最佳的切换方式，以保证安全可靠地电源切换。

优选的，

第一触发电路包括：

触发手动快切启动信号的启动硬压板，接收遥控快切启动信号的启动遥控信号接收单元，输入端与启动硬压板、启动遥控信号接收单元电连接的第一或逻辑器件，第一或逻辑器件的输出端输出快切启动信号；

启动硬压板是给本地操作人员在本装置上进行的本地启动操作，启动遥控信号接收单元是给远方操作人人员在本装置上进行的远程启动操作，因此，通俗的来说，本装置通过启动硬压板、启动遥控信号接收单元可以实现本地启动或远方遥控启动2种启动方式。

第二触发电路包括：

触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板、模式遥控信号接收单元电连接的第二或逻辑器件，第二或逻辑器件的输出端输出并联切换启动信号；

模式硬压板是给本地操作人员在本装置上进行的模式选择操作，模式遥控信号接收单元是给远方操作人员在本装置上进行的模式选择操作，因此，通俗的来说，本装置通过模式硬压板、模式遥控信号接收单元可以实现本地模式选择或远方遥控模式选择；一般触发模式硬压板或给模式遥控信号接收单元一个开入信号则表明选择并联切换模式，此时经第二触发电路触发一个并联切换启动信号。

第三触发电路包括：

触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板电连接的第一非逻辑器件，输入端与模式遥控信号接收单元电连接的第二非逻辑器件，输入端与第一非逻辑器件、第二非逻辑器件输出端电连接的与逻辑器件，与逻辑器件的输出端输出串联切换启动信号。

同理，若不触发模式硬压板或不给模式遥控信号接收单元一个开入信号则表明选择串联切换模式，此时经第三触发电路触发一个串联切换启动信号。

接下来，将对并列切换进行详细说明。

在本实用新型中，当前1#进线相当于工作电源，2#进线相当于备用电源。

铁道供电系统还包括：电压互感器UT1、电压互感器UT2、电压互感器UL1、电压互感器UL2，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UT2为感应母线T2的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

在并联切换时，为了不对列车中的电机M造成损害，需要选择最佳的倒闸时机，即需要选择最佳切换时机，因此，本实用新型将采用下述方案进行控制：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL1的UL1的频率信号、UL1的相位信号、UL1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号；

来自断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸确认信号；

第一并联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL1的频率信号做择一处理的选择器一，将UL2的频率信号、选择器一的择一结果作减处理的减法器一，将减法器一的作减结果与并联切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL1的频率信号或者UT1的频率信号与UL2的频率信号之差小于“并联切换频差整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器二，将UL2的电压信号、选择器二的择一结果作减处理的减法器二，将减法器二的作减结果与并联切换压差整定信号作比较的比较器二，将比较器二的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件二；

上述处理组件可以实现：UL1的电压信号或者UT1的电压信号与UL2的电压信号之差小于“并联切换压差整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的相位信号、UL1的相位信号做择一处理的选择器三，将UL2的相位信号、选择器三的择一结果作减处理的减法器三，将减法器三的作减结果与并联切换相位差整定信号作比较的比较器三，将比较器三的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件三；

上述处理组件可以实现：UL1的相位信号或者UT1的相位信号与UL2的相位信号之差小于“并联切换相位整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器四，将选择器四的择一结果与残压切换电压整定信号作比较的比较器四；

上述处理组件可以实现：UL1的电压信号或者UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将非逻辑器件一、非逻辑器件二、非逻辑器件三、比较器四的处理结果、第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑器件；

上述处理组件可以实现：在上述四个并联合闸的条件判据以及快切启动信号、并联切换启动信号同时存在时触发3DL、4DL合闸控制信号，最终实现断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

第二并联切换触发电路包括：

将3DL、4DL合闸确认信号进行延时处理并触发生成去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的延时触发器。

上述处理组件可以实现：在断路器3DL、断路器4DL合闸后，经延时，触发1DL、2DL断闸控制信号，最终使得断路器1DL、断路器2DL断闸的目的。

以此，本实用新型实现了1#进线到2#进线的快速切换。

接下来，将对串联切换进行详细说明。

在本实用新型中，当前1#进线相当于工作电源，2#进线相当于备用电源。

铁道供电系统还包括：电压互感器UT1、电压互感器UT2、电压互感器UL1、电压互感器UL2，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UT2为感应母线T2的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

在串联切换时，为了不对列车中的电机M造成损害，需要选择最佳的倒闸时机，即需要选择最佳切换时机，因此，本实用新型将采用下述方案进行控制：

第一串联切换触发电路包括：

将第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路逻辑的串联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的与逻辑器件。

进一步的，为了实现保证电动机M的安全，又不会使电动机M转速下降太多，本实用新型采用了一种“快速切换”的串联切换方式，该方式利用下述方案实现：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号、根据UL2的电压信号确定的UL2有压信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与快速切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号的频差小于“快速切换频差整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将UL2的频率信号与46Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与46Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与54Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与54Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号均小于54Hz且大于46Hz时输出1个串联快切条件判据；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六，将比较器六的结果与UL2有压信号进行与逻辑处理的与逻辑器件二；

上述处理组件可以实现：UL2有压且UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与快速切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

上述处理组件可以实现：UL2的相位信号和UT1的相位信号的相位差小于“快速切换相位差整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、与逻辑器件二、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器三。

上述处理组件可以实现：上述四个串联快切条件判据时触发3DL、4DL合闸控制信号，最终使得断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

为了实现在母线残压衰减到65%--70%左右实现切换，从而保证电动机转速不会下降太大，并有利于电动机的自启动，本实用新型采用了一种“同期捕捉切换”的串联切换方式，“同期捕捉切换”可作为“快速切换”后补，该方式利用下述方案实现：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与同期切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号的频差小于“同期切换频差整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将UL2的频率信号与43Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与43Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与55Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与55Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号均小于55Hz且大于43Hz时输出1个串联同期条件判据；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六；

上述处理组件可以实现：UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与同期切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

上述处理组件可以实现：UL2的相位信号和UT1的相位信号的相位差小于 “同期切换相位差整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、比较器六、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器二；

上述处理组件可以实现：上述四个串联同期条件判据同时存在时输出3DL、4DL合闸控制信号，最终实现断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

优选的，所述断路器1DL、断路器2DL为铁道供电系统中1#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器，所述断路器3DL、断路器4DL为铁道供电系统中2#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器。

优选的，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

本实用新型具有的有益效果：

本实用新型公布了电气化铁路主变快切装置的设计方案。设置了并联切换、串联切换2种模式，且串联切换被分为串联快切切换和串联同期切换，可以满足不同运行方式的要求，提高了牵引变电所倒闸效率，简化了设备操作，提高了控制自动化水平。串联切换是指先跳开工作电源，再合备用电源。在确认工作电源跳开后，装置判别母线电压与备用电源的电压、频率和相角的关系，自动选择最佳倒闸时机，合理采用快切、同期、残压、长延时等最佳的切换方式，保证安全可靠地电源切换。并联切换是指先判别母线电压与备用电源的电压、频率和相角的关系，满足并列运行条件后先合备用电源，在确认备用电源合上后，再跳工作电源，并联切换将造成两组电源短时间并列运行，装置自动预测并列环流大小，减小母线并列运行时间，消除并列运行带来的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型与铁道供电系统联动的示意图。

图2为铁道供电系统切换后的示意图。

图3为第一触发电路、遥测接收单元、第二触发电路、第一并联切换触发电路、第二并联切换触发电路组成了并联切换模式的示意图。

图4为第一触发电路、第三触发电路与第一串联切换触发电路组成了串联模式的示意图。

图5为第二串联切换触发电路采用串联快切切换方式的示意图。

图6为第二串联切换触发电路采用串联同期切换方式的示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3所示。

一种电气化铁路主变快切装置，包括：触发快切启动信号的第一触发电路，接收来自铁道供电系统的遥测信号的遥测接收单元,触发并联切换启动信号的第二触发电路；与第一触发电路、第二触发电路、遥测接收单元电连接的第一并联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二并联切换触发电路；第一并联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号、遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号，第二并联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号。

具体的，如图3所示，第一触发电路包括：触发手动快切启动信号的启动硬压板，接收遥控快切启动信号的启动遥控信号接收单元，输入端与启动硬压板、启动遥控信号接收单元电连接的第一或逻辑器件，第一或逻辑器件的输出端输出快切启动信号；启动硬压板是给本地操作人员在本装置上进行的本地启动操作，启动遥控信号接收单元是给远方操作人人员在本装置上进行的远程启动操作，因此，通俗的来说，本装置通过启动硬压板、启动遥控信号接收单元可以实现本地启动或远方遥控启动2种启动方式。第二触发电路包括：触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板、模式遥控信号接收单元电连接的第二或逻辑器件，第二或逻辑器件的输出端输出并联切换启动信号；模式硬压板是给本地操作人员在本装置上进行的模式选择操作，模式遥控信号接收单元是给远方操作人员在本装置上进行的模式选择操作，因此，通俗的来说，本装置通过模式硬压板、模式遥控信号接收单元可以实现本地模式选择或远方遥控模式选择；一般触发模式硬压板或给模式遥控信号接收单元一个开入信号则表明选择并联切换模式，此时经第二触发电路触发一个并联切换启动信号。

具体的，如图3所示，第一并联切换触发电路、第二并联切换触发电路组成了并联切换组件。并联切换组件执行并联切换，并联切换是先合备用电源、再跳开工作电源。装置在收到快切启动信号、并联切换启动信号后，会根据遥测信号判别母线电压与备用电源的电压、频率和相位的关系，自动选择合备用电源的最佳倒闸时机，再确定合备用电源后，再跳开工作电源，以保证安全可靠地电源切换。

具体的，如图3所示，接下来，将对并列切换进行详细说明。

当前1#进线相当于工作电源，2#进线相当于备用电源。铁道供电系统还包括：电压互感器UT1、电压互感器UT2、电压互感器UL1、电压互感器UL2，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UT2为感应母线T2的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。在并列切换时，为了不对列车中的电机M造成损害，需要选择最佳的倒闸时机，即需要选择最佳切换时机，因此，本实用新型将采用下述方案进行控制：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL1的UL1的频率信号、UL1的相位信号、UL1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号；

来自断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸确认信号；

第一并联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL1的频率信号做择一处理的选择器一，将UL2的频率信号、选择器一的择一结果作减处理的减法器一，将减法器一的作减结果与并联切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL1的频率信号或者UT1的频率信号与UL2的频率信号之差小于“并联切换频差整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器二，将UL2的电压信号、选择器二的择一结果作减处理的减法器二，将减法器二的作减结果与并联切换压差整定信号作比较的比较器二，将比较器二的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件二；

上述处理组件可以实现：UL1的电压信号或者UT1的电压信号与UL2的电压信号之差小于“并联切换压差整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的相位信号、UL1的相位信号做择一处理的选择器三，将UL2的相位信号、选择器三的择一结果作减处理的减法器三，将减法器三的作减结果与并联切换相位差整定信号作比较的比较器三，将比较器三的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件三；

上述处理组件可以实现：UL1的相位信号或者UT1的相位信号与UL2的相位信号之差小于“并联切换相位整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器四，将选择器四的择一结果与残压切换电压整定信号作比较的比较器四；

上述处理组件可以实现：UL1的电压信号或者UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出一个并联合闸的条件判据；

将非逻辑器件一、非逻辑器件二、非逻辑器件三、比较器四的处理结果、第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑器件；

上述处理组件可以实现：在上述四个并联合闸的条件判据以及快切启动信号、并联切换启动信号同时存在时触发3DL、4DL合闸控制信号，最终实现断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

第二并联切换触发电路包括：

将3DL、4DL合闸确认信号进行延时处理并触发生成去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的延时触发器。

上述处理组件可以实现：在断路器3DL、断路器4DL合闸后，经延时，触发1DL、2DL断闸控制信号，最终使得断路器1DL、断路器2DL断闸的目的。

以此，本实用新型实现了1#进线到2#进线的快速切换。

优选的，所述断路器1DL、断路器2DL为铁道供电系统中1#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器，所述断路器3DL、断路器4DL为铁道供电系统中2#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器。优选的，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

实施例2

如图1、图2、图4、图5、图6所示。

电气化铁路主变快切装置，包括：

触发快切启动信号的第一触发电路，接收来自铁道供电系统的遥测信号的遥测接收单元，触发串联切换启动信号的第三触发电路；与第一触发电路、第三触发电路电连接的第一串联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二串联切换触发电路；第一串联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路的串联切换启动信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号，第二串联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号。

第一串联切换触发电路、第二串联切换触发电路组成了串联切换组件。串联切换组件执行串联切换，串联切换是指先跳开工作电源、再合备用电源。在确认工作电源跳开后，装置在收到快切启动信号、串联切换启动信号后先触发跳开工作电源，再根据遥测信号判别母线电压与备用电源的电压、频率和相位的关系，自动选择合备用电源的最佳倒闸时机，可以合理采用快切切换方式，以保证安全可靠地电源切换。

如图4、图5、图6所示，第一触发电路包括：触发手动快切启动信号的启动硬压板，接收遥控快切启动信号的启动遥控信号接收单元，输入端与启动硬压板、启动遥控信号接收单元电连接的第一或逻辑器件，第一或逻辑器件的输出端输出快切启动信号；启动硬压板是给本地操作人员在本装置上进行的本地启动操作，启动遥控信号接收单元是给远方操作人人员在本装置上进行的远程启动操作，因此，通俗的来说，本装置通过启动硬压板、启动遥控信号接收单元可以实现本地启动或远方遥控启动2种启动方式。第三触发电路包括：触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板电连接的第一非逻辑器件，输入端与模式遥控信号接收单元电连接的第二非逻辑器件，输入端与第一非逻辑器件、第二非逻辑器件输出端电连接的与逻辑器件，与逻辑器件的输出端输出串联切换启动信号。同理，若不触发模式硬压板或不给模式遥控信号接收单元一个开入信号则表明选择串联换模式，此时经第三触发电路触发一个串联切换启动信号。

接下来，将对串联切换进行详细说明。

在本实用新型中，当前1#进线相当于工作电源，2#进线相当于备用电源。铁道供电系统还包括：电压互感器UT1、电压互感器UT2、电压互感器UL1、电压互感器UL2，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UT2为感应母线T2的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。在串联切换时，为了不对列车中的电机M造成损害，需要选择最佳的倒闸时机，即需要选择最佳切换时机，因此，本实用新型将采用下述方案进行控制：

第一串联切换触发电路包括：

将第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路逻辑的串联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的与逻辑器件。

如图5所示，进一步的，为了实现保证电动机M的安全，又不会使电动机M转速下降太多，本实用新型采用了一种“快速切换”的串联切换方式，该方式利用下述方案实现：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号、根据UL2的电压信号确定的UL2有压信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与快速切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号的频差小于“快速切换频差整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将UL2的频率信号与46Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与46Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与54Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与54Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号均小于54Hz且大于46Hz时输出1个串联快切条件判据；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六，将比较器六的结果与UL2有压信号进行与逻辑处理的与逻辑器件二；

上述处理组件可以实现：UL2有压且UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与快速切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

上述处理组件可以实现：UL2的相位信号和UT1的相位信号的相位差小于“快速切换相位差整定信号”时输出1个串联快切条件判据；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、与逻辑器件二、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器三。

上述处理组件可以实现：上述四个串联快切条件判据时触发3DL、4DL合闸控制信号，最终使得断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

如图6所示，为了实现在母线残压衰减到65%--70%左右实现切换，从而保证电动机转速不会下降太大，并有利于电动机的自启动，本实用新型采用了一种“同期捕捉切换”的串联切换方式，“同期捕捉切换”可作为“快速切换”后补，该方式利用下述方案实现：

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的UL2的频率信号、UL2的相位信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与同期切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号的频差小于“同期切换频差整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将UL2的频率信号与43Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与43Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与55Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与55Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

上述处理组件可以实现：UL2的频率信号和UT1的频率信号均小于55Hz且大于43Hz时输出1个串联同期条件判据；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六；

上述处理组件可以实现：UT1的电压信号大于“残压切换电压整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与同期切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

上述处理组件可以实现：UL2的相位信号和UT1的相位信号的相位差小于 “同期切换相位差整定信号”时输出1个串联同期条件判据；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、比较器六、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器二；

上述处理组件可以实现：上述四个串联同期条件判据同时存在时输出3DL、4DL合闸控制信号，最终实现断路器3DL、断路器4DL合闸的目的。

优选的，所述断路器1DL、断路器2DL为铁道供电系统中1#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器，所述断路器3DL、断路器4DL为铁道供电系统中2#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器。

优选的，电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

经测试，本装置可以实现快速切换母线断电时间：小于15 ms+备用断路器合闸时间。

本实用新型中的上述器件可以是模拟量器件也可以是数字量器件，本领域技术人员可以根据实际需求自由选择，并非是指特定型号、类别的具体限定。根据本实用新型上述逻辑思路所实现的模拟电路或数字电路均为本实用新型所限定的原理范围。本实用新型的上述器件中所带的大写数字并非对其器件的实质性限定，仅是对其与其他相同类别的器件的区分示意，无实质性含义，本领域技术人员可以根据附图对照理解、并可自由调整。本实用新型中的上述各类整定信号可以根据实际工程进行自定义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.电气化铁路主变快切装置，其特征在于，包括：

触发快切启动信号的第一触发电路，接收来自铁道供电系统的遥测信号的遥测接收单元,触发并联切换启动信号的第二触发电路或/和触发串联切换启动信号的第三触发电路；

与第一触发电路、第二触发电路、遥测接收单元电连接的第一并联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二并联切换触发电路；第一并联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号、遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号，第二并联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号；

与第一触发电路、第三触发电路电连接的第一串联切换触发电路，与遥测接收单元电连接的第二串联切换触发电路；第一串联切换触发电路用于根据第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路的串联切换启动信号触发去往铁道供电系统的1DL、2DL断闸控制信号，第二串联切换触发电路用于根据遥测接收单元的遥测信号触发去往铁道供电系统的3DL、4DL合闸控制信号。

2.根据权利要求1所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

第一触发电路包括：

触发手动快切启动信号的启动硬压板，接收遥控快切启动信号的启动遥控信号接收单元，输入端与启动硬压板、启动遥控信号接收单元电连接的第一或逻辑器件，第一或逻辑器件的输出端输出快切启动信号；

第二触发电路包括：

触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板、模式遥控信号接收单元电连接的第二或逻辑器件，第二或逻辑器件的输出端输出并联切换启动信号；

第三触发电路包括：

触发本地并联切换启动信号的模式硬压板，接收遥控并联切换启动信号的模式遥控信号接收单元，输入端与模式硬压板电连接的第一非逻辑器件，输入端与模式遥控信号接收单元电连接的第二非逻辑器件，输入端与第一非逻辑器件、第二非逻辑器件输出端电连接的与逻辑器件，与逻辑器件的输出端输出串联切换启动信号。

3.根据权利要求1所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL1的频率信号、UL1的相位信号、UL1的电压信号；

来自电压互感器UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号；

来自断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸确认信号；

第一并联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL1的频率信号做择一处理的选择器一，将UL2的频率信号、选择器一的择一结果作减处理的减法器一，将减法器一的作减结果与并联切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件一；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器二，将UL2的电压信号、选择器二的择一结果作减处理的减法器二，将减法器二的作减结果与并联切换压差整定信号作比较的比较器二，将比较器二的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件二；

将UT1的相位信号、UL1的相位信号做择一处理的选择器三，将UL2的相位信号、选择器三的择一结果作减处理的减法器三，将减法器三的作减结果与并联切换相位差整定信号作比较的比较器三，将比较器三的比较结果做非逻辑处理的非逻辑器件三；

将UT1的电压信号、UL1的电压信号做择一处理的选择器四，将选择器四的择一结果与残压切换电压整定信号作比较的比较器四；

将非逻辑器件一、非逻辑器件二、非逻辑器件三、比较器四的处理结果、第一触发电路的快切启动信号、第二触发电路的并联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑器件；

第二并联切换触发电路包括：

将3DL、4DL合闸确认信号进行延时处理并触发生成去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的延时触发器。

4.根据权利要求1所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

第一串联切换触发电路包括：

将第一触发电路的快切启动信号、第三触发电路逻辑的串联切换启动信号作与逻辑处理后输出去往断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸控制信号的与逻辑器件。

5.根据权利要求1所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的频率信号、UL2的相位信号、UL2的电压信号、根据UL2的电压信号确定的UL2有压信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与快速切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

将UL2的频率信号与46Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与46Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与54Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与54Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六，将比较器六的结果与UL2有压信号进行与逻辑处理的与逻辑器件二；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与快速切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、与逻辑器件二、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器三。

6.根据权利要求1所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

遥测接收单元的遥测信号包括：

来自电压互感器UT1的频率信号、UT1的相位信号、UT1的电压信号；

来自电压互感器UL2的频率信号、UL2的相位信号；

来自断路器1DL、断路器2DL的1DL、2DL断闸确认信号；

第二串联切换触发电路包括：

将UT1的频率信号、UL2的频率信号作减处理的减法器一，将减法器一的结果与同期切换频差整定信号作比较的比较器一，将比较器一的结果作非逻辑处理的非逻辑器件一，

将UL2的频率信号与43Hz比较的比较器二，将UT1的频率信号与43Hz比较的比较器三，将UL2的频率信号与55Hz比较的比较器四，将UT1的频率信号与55Hz比较的比较器五，将比较器四的结果作非逻辑处理的非逻辑器件二、将比较器五的结果作非逻辑处理的非逻辑器件三，将比较器二、比较器三、非逻辑器件二、非逻辑器件三的结果进行与逻辑处理的与逻辑器件一；

将UT1的电压信号与残压切换电压整定信号比较的比较器六；

将UT1的相位信号、UL2的相位信号作减处理的减法器二，将减法器二的结果与同期切换相位差整定信号作比较的比较器七，将比较器七的结果作逻辑处理的非逻辑器件四；

将非逻辑器件一、与逻辑器件一、比较器六、非逻辑器件四的处理结果、1DL、2DL断闸确认信号作与逻辑处理输出去往断路器3DL、断路器4DL的3DL、4DL合闸控制信号的与逻辑处理器二。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的电气化铁路主变快切装置，其特征在于，

所述断路器1DL、断路器2DL为铁道供电系统中1#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器，所述断路器3DL、断路器4DL为铁道供电系统中2#进线的主变压器至母线T1和母线T2的断路器，

电压互感器UT1为感应母线T1的电压互感器，电压互感器UL1为感应1#进线的电压互感器，电压互感器UL2为感应2#进线的电压互感器。

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