CN220985312U - 一种地面带电自动过分相过电压降低系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及过分相技术领域，具体的涉及一种地面带电自动过分相过电压降低系统，包括设置在第一隔离开关与A相控制模块之间的A相控制单元和设置在第一隔离开关与B相控制模块之间的B相控制单元，A相控制单元包括A相电压互感器，B相控制单元包括B相电压互感器，所述A相电压互感器与A相控制模块通信连接，所述B相电压互感器与B相控制模块通信连接；根据机车在行驶过程中A相电压互感器和B相电压互感器得到的参数控制A相控制模块和B相控制模块的闭合与断开的角度，从而降低A相控制模块和B相控制模块在动作时产生的过电压，同时也降低了产生的过电流，保护机车行驶安全和地面设备使用安全，满足使用需求。

Description

一种地面带电自动过分相过电压降低系统

技术领域

本实用新型涉及过分相技术领域，具体的涉及一种地面带电自动过分相过电压降低系统。

背景技术

参考图1，地面带电自动过分相过电压降低系统包括A相控制模块a、B相控制模块b、第一隔离开关2-1、第二隔离开关2-2和第三隔离开关2-3，A相控制模块a包括第一高压开关1-1，B相控制模块b包括第二高压开关1-2，第一隔离开关2-1串联在A相供电臂3-1与第一高压开关1-1之间，第二隔离开关2-2串联在第二高压开关1-2与B相供电臂3-2之间，第三隔离开关2-3的一端接在第一高压开关1-1与第二高压开关1-2之间，第三隔离开关2-3的另一端接中性区3-3。

地面带电自动过分相系统在工作时，通常在第一隔离开关2-1、第二隔离开关2-2和第三隔离开关2-3闭合后，采用第一高压开关1-1和第二高压开关1-2实现电气化铁路接触网的中性区3-3供电，根据机车的行驶位置，通过控制第一高压开关1-1和第二高压开关1-2的分合，实现中性区3-3与A相供电臂3-1电气连接或者中性区3-3与B相供电臂3-2电气连接。

在实际使用时，为了方便操作和降低操作精度，所以第一高压开关1-1与第二高压开关1-2在断开或者闭合时的角度随机，并不需要进行开合角度的控制。

但是由于不同的机车在不同的工况下，在过分相时与接触网构成的供电回路参数不同，当第一高压开关1-1与第二高压开关1-2开合角度随机时，产生的过电压与过电流参数随机，存在产生过电压和/或过电流的情况，存在对机车以及地面设备造成损坏的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地面带电自动过分相过电压降低系统，解决目前高压开关闭合或者断开时开合角度随机导致存在过电压的问题。

本实用新型为实现上述目的技术方案为：

一种地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，包括设置在第一隔离开关与A相控制模块之间的A相控制单元和设置在第一隔离开关与B相控制模块之间的B相控制单元，A相控制单元包括A相电压互感器，B相控制单元包括B相电压互感器，所述A相电压互感器与A相控制模块通信连接，所述B相电压互感器与B相控制模块通信连接。

进一步限定，所述A相控制单元还包括A相电流互感器，所述B相控制单元还包括B相电流互感器，所述A相电流互感器设置在第一隔离开关与A相电压互感器之间或者A相电压互感器与A相控制模块之间，A相电流互感器与A相控制模块通信连接；所述B相电流互感器设置在第二隔离开关与B相电压互感器或者B相电压互感器与B相控制模块之间，B相电流互感器与B相控制模块通信连接。

进一步限定，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括中性区控制单元，所述中性区控制单元包括中性区电压互感器和中性区电流互感器，第三隔离开关通过中性区控制单元接在A相控制模块与B相控制模块之间，中性区电压互感器与中性区电流互感器均与A相控制模块和B相控制模块通信连接。

进一步限定，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第三切换单元，所述第三切换单元包括第三断路器和第六断路器，所述第三断路器的一端接在A相控制单元与A相控制模块之间，第三断路器的另一端与第六断路器的一端相接，第六断路器的另一端接在B相控制模块与B相控制单元之间，所述中性区控制单元接在第三断路器与第六断路器之间，所述中性区控制单元、A相控制单元和B相控制单元分别与第三断路器和第六断路器通信连接。

进一步限定，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第一切换单元，所述第一切换单元分别与中性区控制单元和A相控制单元通信连接，第三断路器和A相控制模块均通过第一切换单元与A相控制单元相接。

进一步限定，所述第一切换单元包括第一断路器和与第一断路器并联的第二断路器，所述A相控制模块和第三断路器均通过第一断路器和/或第二断路器与A相控制单元相接，所述中性区控制单元和A相控制单元均与第一断路器和第二断路器通信连接。

进一步限定，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第二切换单元，所述第二切换单元分别与中性区控制单元和B相控制单元通信连接；所述第六断路器和B相控制模块均通过第二切换单元与B相控制单元相接，所述第二切换单元与第一切换单元互锁。

进一步限定，所述第二切换单元包括第四断路器和与第四断路器并联的第五断路器，所述B相控制模块和第六断路器均通过第四断路器和/或第五断路器与B相控制单元相接，所述四断路器和第五断路器均与中性区控制单元和B相控制单元通信连接。

进一步限定，所述A相控制模块包括第一高压开关和与第一高压开关串联的A相隔离开关，B相控制模块包括第二高压开关和与第二高压开关串联的B相隔离开关，所述第三断路器接在A相隔离开关与第一切换单元之间，所述第六断路器接在B相隔离开关与第二切换单元之间；所述中性区控制单元通过中性区隔离开关接在A相控制模块与B相控制模块之间。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过设置A相电压互感器和B相电压互感器，根据机车在行驶过程中A相电压互感器和B相电压互感器得到的参数控制A相控制模块和B相控制模块的闭合与断开的角度，从而降低A相控制模块和B相控制模块在动作时产生的过电压，同时也降低了产生的过电流，保护机车行驶安全和地面设备使用安全，满足使用需求。

2、本实用新型通过增加A相电流互感器和B相电流互感器，根据机车在行驶过程中A相电压互感器、A相电流互感器、B相电压互感器和B相电流互感器同时产生的参数分别控制A相控制模块和B相控制模块的闭合与断开的角度，提高其角度的控制精度，进一步降低产生的过电压和过电流，进一步保证机车的行驶安全。

3、本实用新型通过增加第三断路器和第六断路器，将第三断路器与A相控制模块并联，同时第六断路器与B相控制模块并联，使得在A相控制模块与B相控制模块故障时能够通过第三断路器与第六断路器闭合作为备用，从而避免高压开关故障时地面带电自动过分相系统停电检查检修，进一步保证地面带电自动过分相的使用稳定可靠；同时将第三断路器与第六断路器与A相控制单元、B相控制单元和中性区控制单元通信连接，使得根据实际情况控制第三断路器的开合角度与第六断路器的开合角度，减少地面带电自动过分相系统过电压。

4、本实用新型通过增加第一切换单元和第二切换单元，为了根据列车运行位置控制中性区与A相供电臂连接或者与B相供电臂连接，通过与A相控制模块串联的第一切换单元和与B相控制模块串联的第二切换单元的闭合与断开状态进行控制，进一步保证A相控制模块与B相控制模块断电退出，避免带电操作，满足使用需求；同时在第一断路器故障时可选择第二断路器作为备用开关，第四断路器故障时第五断路器作为备用开关，同时第三断路器作为第一切换单元的备用开关，第六断路器作为第二切换单元的备用开关。

附图说明

图1为现有的地面带电自动过分相过电压降低系统图；

图2为本发明实施例1地面带电自动过分相过电压降低系统图；

图3为本发明实施例2地面带电自动过分相过电压降低系统图；

图4为本发明实施例2地面带电自动过分相过电压降低系统具体示意图；

图5为本发明实施例3地面带电自动过分相过电压降低系统图；

图6为本发明实施例3地面带电自动过分相过电压降低系统具体示意图；

图中，1-1：第一高压开关；1-2：第二高压开关；2-1：第一隔离开关；2-2：第二隔离开关；2-3：第三隔离开关；3-1：A相供电臂；3-2：B相供电臂；3-3：中性区；4-1：第一断路器；4-2：第二断路器；4-3：第三断路器；4-4：第四断路器；4-5：第五断路器；4-6：第六断路器；5-1：A相电压互感器；5-2：B相电压互感器；5-3：中性区电压互感器；6-1：A相电流互感器；6-2：B相电流互感器；6-3：中性区电流互感器；7-1：A相隔离开关；7-2：B相隔离开关；7-3：中性区隔离开关；a：A相控制模块；b：B相控制模块；c：第三切换单元；d：第一切换单元；e：第二切换单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

参考图2，本实施例提供一种地面带电自动过分相过电压降低系统，包括设置在第一隔离开关2-1与A相控制模块a之间的A相控制单元和设置在第一隔离开关2-1与B相控制模块b之间的B相控制单元，优选的还包括中性区控制单元，中性区控制单元的一端接在A相控制模块a与B相控制模块b之间，中性区控制单元的另一端与第三隔离开关2-3相接；其中，A相控制单元包括A相电压互感器5-1，B相控制单元包括B相电压互感器5-2，优选的A相控制单元还包括A相电流互感器6-1，B相控制单元还包括B相电流互感器6-2，中性区控制单元包括中性区电压互感器5-3和中性区电流互感器6-3。

A相电压互感器5-1、B相电压互感器5-2、中性区电压互感器5-3、A相电流互感器6-1、B相电流互感器6-2和中性区电流互感器6-3均与A相控制模块a中的第一高压开关1-1和B相控制模块b中的第二高压开关1-2通信连接。

当只安装A相电压互感器5-1和B相电压互感器5-2时，自左向右来车时，A相电压互感器5-1产生互感电压，根据产生的互感电压控制A相控制模块a中的第一高压开关1-1闭合对应的角度，使得闭合时产生的过电压较小；同时B相电压互感器5-2根据自身的感应电压控制B相控制模块b中的第二高压开关1-2断开对应的角度；随着机车行驶至右侧时，第一高压开关1-1根据A相电压互感器5-1产生的互感电压在对应的角度断开，同时第二高压开关1-2根据B相电压互感器5-2产生的互感电压在对应的角度闭合，完成列车过分相，有效降低产生的过电压，从而保证机车的安全行驶和地面设备的有效运行。

增加A相电流互感器6-1和B相电流互感器6-2为了进一步降低过电压和过电流，A相电流互感器6-1和A相电压互感器5-1串联，B相电流互感器6-2与B相电压互感器5-2串联，A相电流互感器6-1和A相电压互感器5-1的连接位置可以互换，同样B相电流互感器6-2与B相电压互感器5-2的连接位置可以互换，

使得第一高压开关1-1能够根据A相电流互感器6-1产生的感应电流和A相电压互感器5-1产生的感应电压控制闭合的角度或者断开的角度；同样第二高压开关1-2能够根据B相电压互感器5-2产生的感应电流和B相电流互感器6-2产生的感应电压控制闭合的角度或者断开的角度，从而使得两个高压开关的开合角度控制更加准确，进而降低产生的过电压和过电流。

增加中性区电压互感器5-3和中性区电流互感器6-3为了进一步降低过电压和过电流，中性区电压互感器5-3和中性区电流互感器6-3串联，同样中性区电压互感器5-3与中性区电流互感器6-3的连接位置可以互换，使得在机车行驶中，第一高压开关1-1能够根据A相电流互感器6-1产生的感应电流、A相电压互感器5-1产生的感应电压、中性区电压互感器5-3产生的感应电压和中性区电流互感器6-3产生的感应电流控制闭合的角度或者断开的角度；同样第二高压开关1-2能够根据B相电压互感器5-2产生的感应电流、B相电流互感器6-2产生的感应电压、中性区电压互感器5-3产生的感应电压和中性区电流互感器6-3产生的感应电流控制闭合的角度或者断开的角度。

在第一高压开关1-1故障时，可以通过断开第一隔离开关2-1和第三隔离开关2-3使得第一高压开关1-1不带电，从而安全地进行维护维修；在第二高压开关1-2故障时，可以通过断开第三隔离开关2-3和第二隔离开关2-2使得第二高压开关1-2断电从而进行安全维护维修；在第一高压开关1-1与第二隔离开关2-2同时故障时，即可同时断开第一隔离开关2-1、第二隔离开关2-2和第三隔离开关2-3后对第一高压开关1-1与第二隔离开关2-2进行修护维修。

实施例2

参考图3，与实施例1不同的是，本实施例提供的地面带电自动过分相过电压降低系统，还包括第三切换单元c，第三切换单元c包括第三断路器4-3和第六断路器4-6，第三断路器4-3的一端接在A相控制单元与A相控制模块a之间，第三断路器4-3的另一端与第六断路器4-6的一端相接，第六断路器4-6的另一端接在B相控制模块b与B相控制单元与B相控制模块b之间，中性区控制单元接在第三断路器4-3与第六断路器4-6之间，使得第三断路器4-3与A相控制模块a并联，使得第六断路器4-6与B相控制模块b并联；中性区控制单元、A相控制单元和B相控制单元分别与第三断路器4-3和第六断路器4-6通信连接。

使得在第一高压开关1-1故障是，能够通过第三断路器4-3作为第一高压开关1-1的备用开关，即第一高压开关1-1停止使用，通过第三断路器4-3的开合控制中性区3-3是否为A相电；同样的，在第二高压开关1-2故障时第六断路器4-6作为备用开关投入使用。

在实际工作时，第三断路器4-3能够根据A相电流互感器6-1产生的感应电流、A相电压互感器5-1产生的感应电压、中性区电压互感器5-3产生的感应电压和中性区电流互感器6-3产生的感应电流控制闭合的角度或者断开的角度；同样第六断路器4-6能够根据B相电压互感器5-2产生的感应电流、B相电流互感器6-2产生的感应电压、中性区电压互感器5-3产生的感应电压和中性区电流互感器6-3产生的感应电流控制闭合的角度或者断开的角度，此时第三断路器4-3、第六断路器4-6、第一高压开关1-1和第二高压开关1-2均可选为电子开关。

进一步说明，参考图4，为了保证第一高压开关1-1和第二高压开关1-2故障时，能够退出进行维护维修，为了避免操作时带电，选择A相控制模块a还包括A相隔离开关7-1，B相控制模块b还包括B相隔离开关7-2，地面带电自动过分相过电压降低系统还包括中性区隔离开关7-3。

具体的，A相隔离开关7-1与第一高压开关1-1串联，B相隔离开关7-2与第二高压开关1-2串联，中性区隔离开关7-3与中性区控制单元串联，第三断路器4-3接在A相隔离开关7-1与第一切换单元d之间，第六断路器4-6接在B相隔离开关7-2与第二切换单元e之间，中性区控制单元通过中性区隔离开关7-3接在A相控制模块a与B相控制模块b之间。

使得在实际工作时，当第一高压开关1-1和/或第二高压开关1-2故障时，同时退出第一高压开关1-1和第二高压开关1-2，断开A相隔离开关7-1、B相隔离开关7-2和中性区隔离开关7-3，退出第一高压开关1-1和第二高压开关1-2。

实施例3

参考图5，与实施例2不同的是，本实施例提供的地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第一切换单元d和第二切换单元e，第一切换单元d与中性区控制单元和A相控制单元通信连接，第二切换单元e与中性区控制单元和B相控制单元通信连接；第三断路器4-3和A相控制模块a均通过第一切换单元d与A相控制单元相接，第六断路器4-6和B相控制模块b均通过第二切换单元e与B相控制单元相接。

使得在实际工作时，当第一高压开关1-1和/或第二高压开关1-2故障时，同时退出第一高压开关1-1和第二高压开关1-2，断开A相隔离开关7-1、B相隔离开关7-2和中性区隔离开关7-3，退出第一高压开关1-1和第二高压开关1-2，闭合第三断路器4-3和第六断路器4-6，此时根据A相控制单元和中性区控制单元控制第一切换单元d的开合角度，根据B相控制单元和中性区控制单元控制第二切换单元e的开合角度，从而完成A相供电臂3-1与中性区相接或者B相供电臂3-2与中性区相接，同时保证切换时避免地面带电自动过分相系统过电压和过电流。

进一步说明，参考图6，为了提高地面带电自动过分相系统的稳定性和可靠性，第一切换单元d包括并列连接的第一断路器4-1和第二断路器4-2，第二切换单元e包括并列连接的第四断路器4-4和第五断路器4-5。

在实际工作中，第一断路器4-1闭合时第二断路器4-2作为备用开关保持断开，在第一断路器4-1故障时第二断路器4-2替代第一断路器4-1工作，或者第二断路器4-2闭合时第一断路器4-1作为备用开关保持断开，在第二断路器4-2故障时第一断路器4-1替代第二断路器4-2工作；同样的，第二切换单元e中的第四断路器4-4闭合时第五断路器4-5作为备用开关保持断开，在第四断路器4-4故障时第五断路器4-5替代第四断路器4-4工作，或者第五断路器4-5闭合时第四断路器4-4作为备用开关保持断开，在第五断路器4-5故障时第四断路器4-4替代第五断路器4-5工作，从而保证地面带电自动过分相过电压降低系统的稳定运行。

具体的，当第一断路器4-1在工作中不能闭合，此时将第二断路器4-2作为备用开关进行闭合，当第一断路器4-1在工作中不能断开，为了避免第一断路器4-1闭合不稳定突然断开，此时第二断路器4-2闭合，通过控制第三断路器4-3作为第一高压开关1-1的备用开关；同样的，当第四断路器4-4在工作中不能闭合，此时将第五断路器4-5作为备用开关进行闭合，当第四断路器4-4在工作中不能断开，为了避免第四断路器4-4闭合不稳定突然断开，此时第五断路器4-5闭合，通过控制第六断路器4-6作为第二高压开关1-2的备用开关，从而保证地面带电自动过分相系统的运行稳定可靠。

同时，在需要对A相控制单元进行检修或者维修时，同样需要断电操作，此时保持第一隔离开关2-1与第三隔离开关2-3断开，同时可以断开第一切换单元或者断开第三断路器4-3和A相隔离开关7-1；需要对中性区控制单元进行检修或者维修时，还需要保持第三隔离开关2-3和中性区隔离开关7-3断开即可；需要对B相控制单元进行检修或者维修时，保持第二隔离开关2-2与第三隔离开关2-3断开，同时可以断开第二切换单元或者断开第六断路器4-6和B相隔离开关7-2，完成断电操作。

其中，第一高压开关1-1和第二高压开关1-2均可选用GTO、IGBT等电子开关，第一断路器4-1、第二断路器4-2、第三断路器4-3、第四断路器4-4、第五断路器4-5和第六断路器4-6均可选为市售断路器，第一隔离开关2-1、第二隔离开关2-2、第三隔离开关2-3、第四隔离开关7-1、第五隔离开关7-2与第六隔离开关7-3均可选为隔离开关；并且断路器的额定工作电压与隔离开关的额定工作电压均为27.5kv，断路器的额定工作电流与隔离开关的额定工作电流均为1600A，即能够满足高压大电流的工作环境。

如上即为本申请的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述申请的验证过程，并非用以限制本申请的专利保护范围，本申请的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，包括设置在第一隔离开关(2-1)与A相控制模块(a)之间的A相控制单元和设置在第一隔离开关(2-1)与B相控制模块(b)之间的B相控制单元，A相控制单元包括A相电压互感器(5-1)，B相控制单元包括B相电压互感器(5-2)，所述A相电压互感器(5-1)与A相控制模块(a)通信连接，所述B相电压互感器(5-2)与B相控制模块(b)通信连接。

2.根据权利要求1所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述A相控制单元还包括A相电流互感器(6-1)，所述B相控制单元还包括B相电流互感器(6-2)，所述A相电流互感器(6-1)设置在第一隔离开关(2-1)与A相电压互感器(5-1)之间或者A相电压互感器(5-1)与A相控制模块(a)之间，A相电流互感器(6-1)与A相控制模块(a)通信连接；所述B相电流互感器(6-2)设置在第二隔离开关(2-2)与B相电压互感器(5-2)或者B相电压互感器(5-2)与B相控制模块(b)之间，B相电流互感器(6-2)与B相控制模块(b)通信连接。

3.根据权利要求2所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括中性区控制单元，所述中性区控制单元包括中性区电压互感器(5-3)和中性区电流互感器(6-3)，第三隔离开关(2-3)通过中性区控制单元接在A相控制模块(a)与B相控制模块(b)之间，中性区电压互感器(5-3)与中性区电流互感器(6-3)均与A相控制模块(a)和B相控制模块(b)通信连接。

4.根据权利要求3所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第三切换单元(c)，所述第三切换单元(c)包括第三断路器(4-3)和第六断路器(4-6)，所述第三断路器(4-3)的一端接在A相控制单元与A相控制模块(a)之间，第三断路器(4-3)的另一端与第六断路器(4-6)的一端相接，第六断路器(4-6)的另一端接在B相控制模块(b)与B相控制单元之间，所述中性区控制单元接在第三断路器(4-3)与第六断路器(4-6)之间，所述中性区控制单元、A相控制单元和B相控制单元分别与第三断路器(4-3)和第六断路器(4-6)通信连接。

5.根据权利要求4所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第一切换单元(d)，所述第一切换单元(d)分别与中性区控制单元和A相控制单元通信连接，第三断路器(4-3)和A相控制模块(a)均通过第一切换单元(d)与A相控制单元相接。

6.根据权利要求5所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述第一切换单元(d)包括第一断路器(4-1)和与第一断路器(4-1)并联的第二断路器(4-2)，所述A相控制模块(a)和第三断路器(4-3)均通过第一断路器(4-1)和/或第二断路器(4-2)与A相控制单元相接，所述中性区控制单元和A相控制单元均与第一断路器(4-1)和第二断路器(4-2)通信连接。

7.根据权利要求6所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述地面带电自动过分相过电压降低系统还包括第二切换单元(e)，所述第二切换单元(e)分别与中性区控制单元和B相控制单元通信连接；所述第六断路器(4-6)和B相控制模块(b)均通过第二切换单元(e)与B相控制单元相接，所述第二切换单元(e)与第一切换单元(d)互锁。

8.根据权利要求7所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述第二切换单元(e)包括第四断路器(4-4)和与第四断路器(4-4)并联的第五断路器(4-5)，所述B相控制模块(b)和第六断路器(4-6)均通过第四断路器(4-4)和/或第五断路器(4-5)与B相控制单元相接，所述四断路器(4-4)和第五断路器(4-5)均与中性区控制单元和B相控制单元通信连接。

9.根据权利要求8所述的地面带电自动过分相过电压降低系统，其特征在于，所述A相控制模块(a)包括第一高压开关(1-1)和与第一高压开关(1-1)串联的A相隔离开关(7-1)，B相控制模块(b)包括第二高压开关(1-2)和与第二高压开关(1-2)串联的B相隔离开关(7-2)，所述第三断路器(4-3)接在A相隔离开关(7-1)与第一切换单元(d)之间，所述第六断路器(4-6)接在B相隔离开关(7-2)与第二切换单元(e)之间；所述中性区控制单元通过中性区隔离开关(7-3)接在A相控制模块(a)与B相控制模块(b)之间。