CN115432033B - 适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 - Google Patents
适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115432033B CN115432033B CN202211162768.XA CN202211162768A CN115432033B CN 115432033 B CN115432033 B CN 115432033B CN 202211162768 A CN202211162768 A CN 202211162768A CN 115432033 B CN115432033 B CN 115432033B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- train
- secondary side
- signal
- overvoltage
- traction transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 17
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
- B61L23/08—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only
- B61L23/14—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
- B61L23/16—Track circuits specially adapted for section blocking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M5/00—Arrangements along running rails or at joints thereof for current conduction or insulation, e.g. safety devices for reducing earth currents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
- B61L25/028—Determination of vehicle position and orientation within a train consist, e.g. serialisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/06—Indicating or recording the setting of track apparatus, e.g. of points, of signals
- B61L25/065—Indicating or recording the setting of track apparatus, e.g. of points, of signals for signalling systems on the vehicle using current conduction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/40—Handling position reports or trackside vehicle data
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，基于现有车载设备自动过分相ATP与地面磁钢感应自动过分相GFX***，在过分相列车断开或闭合VCB之前，就向同一供电臂下正常运行的列车发送VCB操作预告信号，使本车牵引变压器二次侧变流器在受到他车操作过电压冲击之前就断开与牵引变压器的电气连接，避免二次侧设备受到过电压冲击而影响性能。本发明避免了牵引变压器二次侧设备收到过电压冲击，有效的保护了整流器等重要变流设备，并且使用有线通信方式传输信号，可以有效应对列车行驶在隧道、山体等通信状况复杂的路段时依旧能够及时准确的收到信号，适时的对过电压做出反应。
Description
技术领域
本发明属于电气化轨道交通领域，具体涉及一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护技术。
背景技术
高铁的迅猛发展，带来的是客运量与列车运行密度越来越大。我国动车组采用的是交-直-交供电方式，由受电弓从接触网取27.5kv单相交流电，经降压-整流-滤波-逆变后，供牵引电机使用。长期使用某一相交流电会导致电网侧三相不平衡，因此我国高铁采用的是分相供电，即每隔20-25km设置一个分相区，分相区无电，两侧接触网为异相交流电，由此实现列车的分相供电，并且列车在通过分相区时，往往会断开车载真空断路器(VCB)，通过分相区后再闭合断路器，在这一操作VCB的过程中往往会导致较大的操作过电压。由于我国列车运行密度越来越大，多车共臂运行的情况愈发普遍，往往会出现前方列车在进行过分相操作，或者某一列车结束过分相驶入前方供电臂的现象，同一供电臂下还有其他列车在正常运行。而过分相的过程伴随着对真空断路器的断开或者闭合，由于在牵引供电回路中存在着储能元件，因此会产生高频的电磁震荡，在牵引供电回路中产生较大的操作过电压，并且过电压会经接触网传播，就会导致同一供电臂下正常运行的列车受到来自其他车辆的操作过电压的冲击。车载牵引变压器的二次侧包含整流器、逆变器以及辅助变流器等主要由IGBT模块组成的电能变换装置，相较于一次侧的高压设备，二次侧的设备耐受过电压冲击的能力较弱，长期遭受过电压冲击会加速电力电子开关器件的老化，严重时甚至会导致IGBT模块烧毁，致使列车动力***损毁，严重威胁行车安全。
由于我国高铁客运列车运行密度与速度越来越大，因此多辆列车处于同一供电臂下运行已经越来越普遍，由此导致的沿接触网传导的过分相操作过电压越来越频繁，列车牵引变压器二次侧设备遭受到的冲击频率越来越大。针对上述现象，利用现有列车的ATP自动过分相***与GFX过分相***的操作逻辑，结合泄漏电缆通信技术，在过分相列车操作VCB之前，就通过列车天线通信***向泄漏电缆主机发送信号，再由泄漏电缆沿线传输信号，并结合无线通讯，使用有线/无线两种方式向共臂运行的列车发送信号，使同一供电臂区段运行的列车在网侧过电压冲击到来之前，就提前使列车建立再生制动，并切断二次侧与牵引变压器的电气连接，再生制动过程将保持列车牵引变压器二次侧中间直流环节电压平稳，保证辅助变流器正常取流，以保持列车空调等设施的正常供电，最大限度地减少对乘客的影响，同时使得牵引变压器二次侧高压设备免受过电压冲击的影响，延长变流器使用寿命，减少列车事故率，提高行车安全性、稳定性与可靠性。
发明内容
针对日趋普遍的多车共臂运行情况，为防止过分相时的列车因操作VCB引起的操作过电压通过接触网传导，从而对同一供电臂下正常运行列车的牵引变压器二次侧高压设备造成冲击，保障列车安全运行，提高车载变流器使用寿命，提升行车可靠性与稳定性，本发明提供一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法。
本发明的一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，依托于现有两种主流过分相***的操作逻辑，在过分相列车断开或闭合VCB之前，向同一供电臂下正常运行的列车发送VCB操作预告信号，使本车牵引变压器二次侧变流器在受到他车操作过电压冲击之前就断开与牵引变压器的电气连接，避免二次侧设备受到过电压冲击而影响性能。
当过分相列车采用ATP自动过分相***时，列车接收到来自地面控制中心或者地面应答器的分相区信息后，ATP会向列车发送过分相使能信号，列车将进行一系列过分相预备操作；此时列车将通过车顶天线向共臂运行的列车发送信号，以及向铁轨旁的地面信号接收器发送信号，信号经过泄漏电缆主机处理后，由泄漏电缆传输信号，共臂运行的列车在接收到来自天线或者泄漏电缆的信号后，将适时的做出防护措施。
当过分相列车采用GFX过分相***时，列车通过装设在分相区前一定距离的铁轨磁钢感应信号，做出过分相的预备操作，与铁轨磁钢处于同一位置的地面位置传感器同时会检测到列车位置信号，信号也经泄漏电缆主机处理后由泄漏电缆传输给共臂运行的列车；当有列车结束过分相驶入本供电臂时，地面位置传感器检测到列车位置信号，信号经泄漏电缆主机处理后，通过泄漏电缆传输给共臂运行的列车。
上述防护措施具体为：共臂运行的列车通过信号接收器接收到来自过分相列车天线或者轨旁泄漏电缆的信号后，主控模块首先检测牵引变压器二次侧电流状态，如果二次侧电流为零，则不进行任何动作；反之，主控***会向列车控制***发送信号，列车控制***控制列车开始建立再生制动，同时主控模块输出继电器驱动信号，经放大电路放大后由驱动电路驱动继电器断开，使变流器断开与牵引变压器的电气连接，以免受过分相列车的操作过电压冲击；经过***设定的时间后，列车结束再生制动，主控模块输出继电器闭合信号，经放大后驱动继电器闭合，列车恢复正常运行。
主控模块在二次侧电流的半个周期内，连续两次通过电流传感器检测二次侧电流值，如果两次返回结果都为0，则说明二次侧处于断开状态，如果至少有一次不为0，则说明二次侧未断开，列车处于正常运行模式下。
在一个位置信号采样点采用两个地面位置传感器来检测过分相列车的位置信息，只有当泄漏电缆主机两次接收到地面位置传感器的信号时，才会输出信号给泄漏电缆，以防止地面位置传感器误动作，提高过电压防护的精度。
本发明的有益技术效果为：
1、本发明综合考虑多车共臂运行条件下的操作过电压冲击，进行有针对性的过电压防护。以往的过电压防护多集中于过电压对于本车的影响与冲击，而现在多车共臂运行的情况日趋普遍，列车过分相操作VCB时，过电压会沿着接触网传导从而对其他正常运行的列车造成影响，尤其是列车牵引变压器二次侧的设备，在受到经牵引变压器耦合过来的过电压时，二次侧的变流器等设备上的电力电子开关会加速老化。本发明有效的防止了列车牵引变压器二次侧变流器受到来自其它列车的过电压冲击，提高了列车运行的稳定性与可靠性。
2、本发明的二次侧设备过电压防护技术，主要采用有线通信技术，并辅以无线通讯技术。相较于无线通信，有线通信传输速率快、信号稳定、安全性高、抗干扰能力强，尤其是在山体隧道较多的路段，无线通信往往存在传输延迟甚至丢失信号的缺点。针对于多车共臂过电压，现已有研究采用无线通讯的方式进行信号传输，该方式在复杂路况时存在许多不确定因素，在山区隧道等路段，信号易丢失，导致共臂运行的列车无法适时准确地收到信号，因此在某些路段采用无线通信方式无法满足要求。本发明利用泄漏电缆同时具有信号传输和发射的特点，采用有线通讯，相较于现有研究的无线通讯方式，大大提高了信号传输的稳定性和抗干扰性，使共臂运行的列车无论在隧道内还是开阔地带，都能适时准确的接收到信号，及时做出防护动作，使列车免受来自过分相列车的过电压冲击。利用车顶天线***传输分相预告信号，更多的是作为一种备用，以防在泄漏电缆故障时，共臂运行的列车仍然可以接收到信号，及时的执行防护措施。
3、本发明在列车牵引变压器二次侧设置继电器开关，既避免了牵引变压器二次侧设备遭受过分相列车的操作过电压冲击，又不会在牵引供电回路中因操作继电器开关而产生较大过电压，有效的提高了列车运行的安全性和稳定性。现已有研究采用在变压器一次侧设置开关来进行防护，但由于在操作开关的过程中牵引供电回路中的电容、电感元件，会在牵引供电回路中引发高频电磁振荡，导致过电压的产生，并且这一过电压也会经接触网传导，从而影响到其他列车。为了防护过电压反而产生了过电压，是一种得不偿失的方法。
4、本发明基于ATP与GFX两种过分相方式，设计了不同的过分相预告信号采集方式。针对于多车共臂下的过电压防护，现已有研究主要针对于列车采用ATP自动过分相***的情况下，而忽略了GFX过分相***，实际情况下，在某些特殊路段或者ATP自动过分相***故障时，列车会启用GFX过分相***，本发明综合考虑了两种过分相***，设计了不同的过分相预告信号采集方式，以确保列车在不同情况下，采用不同的过分相***时，共臂运行的列车都能及时准确的收到信号，对即将到来的过电压做好防护措施。提高了过电压防护的可靠性与精准性。
附图说明
图1为多车共臂运行示意图。
图2为列车主要高压设备示意图。
图3为多车共臂运行过电压防护流程图。
图4为多车共臂运行过电压防护***示意图。
图5为多车共臂运行过电压防护***框图。
图6为多车共臂运行过电压防护硬件实施图。
附图释义：1-牵引变电所、2-吸上线、3-受电弓、4-接触网、5-铁轨、6-列车车厢、7-牵引电机、8-车顶高压电缆、9-变流器、10-真空断路器、11-保护接地、12-工作接地、13-变压器、14-电流互感器、15-电压互感器、16-避雷器、17-隔离开关、18-接地电阻、19-整流器、20-滤波器、21-逆变器、22-车厢、23-车载位置感应器、24-地面位置传感器A、25-二次侧过电压防护***、26-泄漏电缆主机A、27-列车车顶天线、28-泄漏电缆终端、29-地面信号接收器、30-泄漏电缆A、31-泄漏电缆中继器、32-铁轨磁钢、33-列车车顶天线***、34-主控模块、35-ATP自动过分相***、36-放大电路、37-驱动电路、38-开关电路、39-过电压吸收电路、40-电流检测电路、41-信号接收模块、42-地面位置传感器B、、43-泄漏电缆主机B、44-泄漏电缆B、45-电流传感器、46-二次侧电流互感器、47-单片机最小***、48-DAC0832数模转换模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，考虑现有的两种主流过分相技术，在同一供电臂沿线铺设泄漏电缆。泄漏电缆是一种同时兼具信号传输与发射的同轴电缆，在其外导体等间隔开口或者疏编织，实现信号的向外辐射。本发明利用两种过分相技术各自不同的特点，结合泄漏电缆通信技术，在过分相列车操作VCB之前，就适时地对同一供电臂下正常运行的列车发出信号。对于ATP自动过分相***，在铁路旁装设有地面信号接收器，该信号接收器与泄漏电缆主机相连，接收来自于过分相列车的分相预告信号，并通过泄漏电缆传输。共臂运行列车的信号接收模块在接收到来自泄漏电缆的分相预告信号后，立即对信号做出反应，执行完二次侧检测程序，确认二次侧没有断开后，控制列车开始建立再生制动，以维持变流器中间直流环节电压稳定。同时主控模块输出信号，经放点电路放大后由驱动电路驱动继电器断开，使牵引变压器与二次侧设备断开电气连接。由于变流设备也含有储能元件，因此操作继电器的过程中势必会产生过电压，但相对于一次侧，二次侧的电压等级较低，产生的过电压与来自接触网的过电压冲击相比要低很多，因此只需在二次侧回路并联一个RC阻容电路，用于吸收继电器动作时引起的过电压。在前车完成过分相操作后，主控模块经过***设定的时间，自动输出结束信号，经放大电路和驱动电路后，驱动继电器闭合，同时车载***控制牵引电机结束再生制动，列车恢复正常运行，过电压防护阶段结束。此外，除泄漏电缆通信外，本发明也利用列车车顶天线***，在过分相列车向地面信号接收器发送信号时，也同步向共臂运行的列车发送信号，共臂运行的列车接收到信号后，也同样执行上述程序，两种信号传输方式共同作用，增加过电压防护的精准性。
由于列车并不是只采用ATP自动过分相技术，在某些特殊情况和路段下，会切换到GFX过分相。对于GFX过分相来说，当列车通过铁轨的第一个磁钢位置(过分相预告点位置)时，与磁钢处于同一位置的地面位置传感器检测到车载位置感应器的信号，表明此列车即将断开VCB进入过分相阶段，传感器检测到列车位置信号后，将信号传输至泄漏电缆主机，主机再将信号通过泄漏电缆沿线传播，共臂运行列车的信号接收模块接收到信号后，执行与ATP自动过分相情况下一样的程序，检测电路模块确认二次侧没有断开后，列车***控制电机建立再生制动，主控模块发出关断信号，驱动继电器断开，经***设定的时间后，主控模块再自动输出继电器闭合信号，列车结束再生制动，进入正常运行模式。
对于当列车结束过分相进入本供电臂运行的情况，则通过装设在分相区结束位置的地面位置传感器来检测列车位置，列车在进入本供电臂时尚未闭合VCB，此时位置传感器的信号将由泄漏电缆主机处理并通过泄漏电缆传输，共臂运行列车的信号接收模块在接收到信号后，执行的程序与上述一致。
多车共臂运行工况如图1所示，列车主要高压设备如图2所示，在同一供电臂4下，两辆列车通过各自的受电弓3从同一接触网取电，该电能来自同一牵引变电所1，并通过车顶高压电缆8，经电流互感器14、电压互感器15、车载真空断路器10等设备流入牵引变压器，再经工作接地轴12回流至牵引变电所1。牵引电流经牵引变压器13降压后，经二次侧变流器9整流、滤波、逆变后，供牵引电机7驱动列车运行。车厢22经保护接地轴与铁轨5相连，保证了列车与铁轨处于同一电位。
本发明的一种多车共臂运行的过电压防护方法流程如图3所示，过电压防护方法***示意图如图4所示，***由以下几个部分组成：列车分相预告信号传输装置，主要包含地面信号接收器29、地面位置传感器A24、泄漏电缆主机A26、泄漏电缆A30、中继器31和泄漏电缆终端28组成。其中，地面信号接收器29用于接收来自过分相列车的过分相预告信号，地面位置传感器A24用于与列车车载位置感应器23相互配合，检测列车的位置。泄漏电缆A30是一种兼具信号传输与发射的同轴电缆，通过在漏缆外导体等间隔开口或疏编织，实现信号的向外辐射。泄漏电缆主机A26用于信号的处理，中继器31则是为了扩大信号的传输距离。过电压防护装置，主要包含主控模块34、信号接收模块41、车载位置感应器23、电流检测电路40、放大电路36、驱动电路37和二次侧过电压吸收电路39组成。其中，主控模块34用于各种信号的处理与输出，信号接收模块41用于接收来自泄漏电缆30的信号，车载位置感应器23与地面位置传感器24配合检测列车位置，电流检测电路40用于检测牵引变压器二次侧回路是否断开，放大电路36与驱动电路37则分别用于将主控模块34输出的信号进行放大以及驱动继电器动作，二次侧过电压吸收电路39用于吸收继电器动作时，二次侧回路产生的过电压。
本发明的具体工作方式如图5所示，对于前方有列车即将过分相的情况，当ATP处于CTCS2或CTCS3控制模式下时，根据ATP自动过分相的操作逻辑，当列车接近分相区时，列车会接收来自地面控制中心或者地面应答器的分相区信息，ATP将实时监控列车的速度及位置信息，当列车距离分相区还有13秒走行距离时，ATP向列车发出分相使能信号，列车将做好过分相的一系列准备操作。同时经列车车顶天线***33向地面信号接收器29以及共臂运行的列车发送列车分相预告信号，向共臂运行列车发送的信号也由该车的车顶天线接收。向地面信号接收器29发送的信号经泄漏电缆主机A26处理后，经泄漏电缆A30向后传输，并由中继器31对信号进行重新发送以扩大信号传输距离。处于同一供电臂下正常运行的列车的信号接收模块41接收到信号后，将其发送给主控模块34，主控模块首先将在二次侧电流的半个周期内连续两次检测电流传感器的数值，如果两次都为0，则说明列车此前已经接收了其他列车的分相预告信号例如后方有列车结束过分相，驶入本供电臂，以下将对这一情况作详细说明，正处于二次侧过电压防护状态，此时主控模块将不会有任何动作。如果有至少一次不为0，则说明列车处于正常运行模式，此时主控模块将向列车控制***发出信号，列车开始建立再生制动，以维持变流器9中间直流环节的电压稳定，使辅助变流器取电稳定，保证列车车厢空调等设施正常运行。同时主控模块34发出继电器驱动信号，信号经放大电路36放大后由驱动电路37驱动继电器断开，牵引变压器二次侧将失去与变压器13的电气连接，列车正式进入防护模式。在过分相列车距离分相区还有3秒走行距离时，ATP向列车发出分相控制信号，过分相列车的VCB断开，此时共臂运行的列车二次侧已进入防护模式，将不会受到过分相列车的过电压冲击。此外，共臂运行的列车通过车顶天线接收到信号后，也将该信号送往主控模块34处理，并执行与上述一样的程序。对于共臂运行的列车来说，综合考虑过电压持续时间、前车过分相过程的控制时间以及列车完成过分相，进入另一供电臂后的VCB10闭合时间后，将牵引变压器二次侧继电器的自动闭合时间设定为20秒，即继电器断开20秒后，主控模块34将发出继电器闭合信号，经放大后驱动继电器闭合，同时列车控制牵引电机结束再生制动，列车恢复动力，进入正常运行模式。当列车采用GFX过分相***时，列车会取消对铁轨磁钢信号的屏蔽，当列车经过第一个铁轨磁钢32时，感应到分相预告信号，此时列车开始进行过分相的一系列准备工作，但还没有断开VCB10。在第一个磁钢32处，设置了地面位置传感器A24，列车经过第一个铁轨磁钢32时，同时被地面传感器A24检测到位置信号，信号经泄漏电缆主机A26处理后，通过泄漏电缆A30向后传输，同一供电臂下正常运行的列车的信号接收模块41在接收到信号后，执行与ATP自动过分相***下一样的程序，即首先检测二次侧是否断开，如过没有电流，则不进行任何动作，如果二次侧有电流，处于正常运行情况下，则开始执行过电压防护程序设置，列车开始建立再生制动，同时主控模块34输出继电器驱动信号，信号经放大后驱动继电器断开，使牵引变压器二次侧高压设备与变压器断开电气连接，避免受到来自其他列车的过电压冲击。经过20秒后，前方列车已完成过分相操作，此时主控模块将自动输出信号，经放大后驱动继电器闭合，列车恢复供电，进入正常运行模式。根据ATP过分相与GFX过分相的控制优先级，列车在正常情况下总是采用ATP自动过分相，并且在ATP控车情况下，向列车输出过分相使能信号的时间也早于列车经过第一个铁轨磁钢，即GFX过分相***属于一种备用***。正常情况下，通过地面信号接收器29接收信号传输给共臂运行的列车，特殊情况下采用GFX过分相时，通过与铁轨磁钢32处于同一位置的地面位置传感器A24接收并传输信号给共臂运行的列车，两种传输方式共用同一个泄漏电缆主机A26处理信号，共用同一根泄漏电缆A30传输信号。
对于本列车后方有完成过分相，即将进入本供电臂运行列车的情况，在分相区与供电臂的分界线处设置有地面位置传感器B42，无论列车采用何种过分相方式，当列车进入本供电臂时，列车都尚未闭合VCB，仍处于无电状态，此时地面位置传感器B42检测到列车位置，并将信号传输给泄漏电缆主机B43，泄漏电缆主机B43将处理过后的信号通过泄漏电缆B44向前传输，共臂运行列车的信号接收模块41接收到信号后，主控模块34仍首先检测牵引变压器二次侧回路电流，如果确认二次侧为断路，则不进行任何动作。如过二次侧处于正常情况下，则主控模块34向车载控制***输出信号，控制***控制牵引电机7建立再生制动，同时主控模块34输出继电器驱动信号，信号经放大电路36放大后，由驱动电路37驱动继电器断开，列车完成防护状态的设置，在后车操作VCB之前就将牵引变压器二次侧断开，避免受到过电压的冲击。同时，在二次侧回路并联以一个RC阻容电路39，用于吸收继电器动作时在二次侧回路产生的过电压。
本发明的各个模块如图6所示，其中检测二次侧电流状态的部分由二次侧电流互感器46与电流传感器45组成，以单片机47构成的主控***采集电流信号用于判断二次侧电流状态。继电器驱动信号由单片机输出的数字信号经DAC0832数模转换模块48转换为模拟信号，放大电路采用LM358构成，将继电器驱动信号放大后经驱动电路驱动继电器动作。
Claims (4)
1.一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，其特征在于，在过分相列车断开或闭合VCB之前，向同一供电臂下正常运行的列车发送VCB操作预告信号，使本车牵引变压器二次侧变流器在受到他车操作过电压冲击之前就断开与牵引变压器的电气连接，避免二次侧设备受到过电压冲击而影响性能；
当过分相列车采用ATP自动过分相***时，列车接收到来自地面控制中心或者地面应答器的分相区信息后，ATP会向列车发送过分相使能信号，列车将进行一系列过分相预备操作；此时列车将通过车顶天线向共臂运行的列车发送信号，以及向铁轨旁的地面信号接收器发送信号，信号经过泄漏电缆主机处理后，由泄漏电缆传输信号，共臂运行的列车在接收到来自天线或者泄漏电缆的信号后，将适时的做出防护措施；
当过分相列车采用GFX过分相***时，列车通过装设在分相区前一定距离的铁轨磁钢感应信号，做出过分相的预备操作，与铁轨磁钢处于同一位置的地面位置传感器同时会检测到列车位置信号，信号也经泄漏电缆主机处理后由泄漏电缆传输给共臂运行的列车；当有列车结束过分相驶入本供电臂时，地面位置传感器检测到列车位置信号，信号经泄漏电缆主机处理后，通过泄漏电缆传输给共臂运行的列车。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，其特征在于，所述防护措施具体为：
共臂运行的列车通过信号接收器接收到来自过分相列车天线或者轨旁泄漏电缆的信号后，主控模块首先检测牵引变压器二次侧电流状态，如果二次侧电流为零，则不进行任何动作；反之，主控***会向列车控制***发送信号，列车控制***控制列车开始建立再生制动，同时主控模块输出继电器驱动信号，经放大电路放大后由驱动电路驱动继电器断开，使变流器断开与牵引变压器的电气连接，以免受过分相列车的操作过电压冲击；经过***设定的时间后，列车结束再生制动，主控模块输出继电器闭合信号，经放大后驱动继电器闭合，列车恢复正常运行。
3.根据权利要求2所述的一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，其特征在于，所述主控模块在二次侧电流的半个周期内，连续两次通过电流传感器检测二次侧电流值，如果两次返回结果都为0，则说明二次侧处于断开状态，如果至少有一次不为0，则说明二次侧未断开，列车处于正常运行模式下。
4.根据权利要求1所述的一种适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法，其特征在于，在一个位置信号采样点采用两个地面位置传感器来检测过分相列车的位置信息，只有当泄漏电缆主机两次接收到地面位置传感器的信号时，才会输出信号给泄漏电缆，以防止地面位置传感器误动作，提高过电压防护的精度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211162768.XA CN115432033B (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211162768.XA CN115432033B (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115432033A CN115432033A (zh) | 2022-12-06 |
| CN115432033B true CN115432033B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=84248682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211162768.XA Active CN115432033B (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115432033B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101364727A (zh) * | 2008-06-11 | 2009-02-11 | 西南交通大学 | 一种牵引供电***机车过分相过程中的过电压抑制装置 |
| CN107423494A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-01 | 西南交通大学 | 计及动车组车载过分相影响的高铁车‑网模型构建方法 |
| WO2018054344A1 (zh) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路分区所自动过分相***及其控制方法 |
| CN110091760A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种柔性地面过分相电流控制方法及装置 |
| CN110378029A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 西南交通大学 | 计及多车弓网振动离线燃弧的高铁车-网模型构建方法 |
| CN110874064A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-03-10 | 西南交通大学 | 一种高速铁路牵引网-多车耦合***半实物仿真实验*** |
| CN111898208A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种列车车体过电压分析方法及装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015097868A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
2022
- 2022-09-23 CN CN202211162768.XA patent/CN115432033B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101364727A (zh) * | 2008-06-11 | 2009-02-11 | 西南交通大学 | 一种牵引供电***机车过分相过程中的过电压抑制装置 |
| WO2018054344A1 (zh) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路分区所自动过分相***及其控制方法 |
| CN107423494A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-01 | 西南交通大学 | 计及动车组车载过分相影响的高铁车‑网模型构建方法 |
| CN110091760A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种柔性地面过分相电流控制方法及装置 |
| CN110378029A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 西南交通大学 | 计及多车弓网振动离线燃弧的高铁车-网模型构建方法 |
| CN110874064A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-03-10 | 西南交通大学 | 一种高速铁路牵引网-多车耦合***半实物仿真实验*** |
| CN111898208A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种列车车体过电压分析方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115432033A (zh) | 2022-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103950394B (zh) | 一种兼具融冰功能的交直流混合牵引供电*** | |
| CN103151763B (zh) | 一种电气化铁道at牵引网故障判别与保护方法 | |
| CN110281985B (zh) | 一种超高速磁悬浮列车运行控制***和方法 | |
| US7683558B2 (en) | Electric car control apparatus | |
| CN102126445B (zh) | 用于中低速磁浮列车的接地与保护方法 | |
| US9308923B2 (en) | Regenerative braking emergency stop system | |
| CN110843547A (zh) | 一种轨道车辆过无电区的控制方法和装置 | |
| CN109444633B (zh) | 一种胶轮制式轨道车辆进站接地安全监测*** | |
| CN201721463U (zh) | 实时断轨检测装置 | |
| EP3069918A1 (de) | Anordnung und verfahren für eine bremsenergierückspeisung eines fahrzeugs in eine fahrleitung | |
| CN101364727B (zh) | 一种牵引供电***机车过分相过程中的过电压抑制装置 | |
| CN115432033B (zh) | 适用于多车共臂下的牵引变压器二次侧过电压防护方法 | |
| CN109617021B (zh) | 轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法 | |
| CN106080208A (zh) | 车辆高压隔离控制电路 | |
| CN105346397A (zh) | 带延时断开功能的高压隔离开关 | |
| CN205365606U (zh) | 基于磁性传感器的自动过分相***车载感应接收装置 | |
| CN113085672B (zh) | 一种抑制高速列车过轨道绝缘节轮轨拉弧的装置 | |
| CN116424163A (zh) | 一种铁路轨道工程车辆作业过分相控制方法及控制*** | |
| CN110783886B (zh) | 一种轨道交通供电***的漏电保护方法 | |
| CN111025952B (zh) | 一种列车atp自动过分相网络控制方法、装置、设备 | |
| CN112339566A (zh) | 动车组高压***干线检测*** | |
| CN108859868A (zh) | 一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和*** | |
| CN104742915A (zh) | 一种选择性分合的地铁屏蔽门等电位连接装置及其控制方法 | |
| CN104175884A (zh) | 一种母线接触器网络控制方法 | |
| CN215116702U (zh) | 一种单极短路故障监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |