[发明专利]铁路电力机车自动过分相装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是电力机车过分相的技术领域。

背景技术

在我国铁道电气化牵引区段，牵引供电网采用单相工频交流供电方式。为使电力系统三相负荷平衡和提高电网利用率，要求电气化铁路接触网分段分相供电，为防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分割，称为电分相。国内接触网上每隔20km-30km就有一个长约30m的电分相区。传统的电力机车过分相技术是车上手动切换，即电力机车通过分相区时，司机必须按照线路上设置的断合标志牌进行操作。接近分相区时，先将机车调速手轮回零，也称降流过程，再断开主断路器等器件，通过分相区后，再以相反的顺序操作。这样受电弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触网的寿命。但这种手动操作通过分相区的方法主要问题是：一方面影响了行车速度，另一方面增加了司机劳动强度，行车安全完全依赖于机车司机的注意力和技术水平，没有技术设备保障，对行车安全极为不利。对高坡重载区段，手动过分相会引起机车大幅降速，延长咽喉区段的运行时间，降低线路运送能力。因此，传统的手动切换方式已无法适应我国电气化铁路的发展，尤其无法满足提速和高速电气化铁路发展的需要。所以必须考虑机车自动过分相方案，及早取消司机的手动过分相操作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有机车人工手动过分相区时存在机车大幅降速、行车安全没有技术设备保障、行车过程容易出现操作事故、铁路咽喉区段运行时间过长的问题。为了满足列车提速和高速电气化铁路发展的需要，提出了一种铁路电力机车自动过分相装置及方法。

电力机车自动过分相装置由存储器1、GPS模块2、机车数据过滤模块3、人机交互模块4、微处理器5、PLC电路6、极位控制电路7、过分相操控模块8、过分相状态监测电路9组成；

存储器1的数据地址控制输出输入端连接微处理器5的数据地址控制输出输入端，GPS模块2的数据输出端连接微处理器5的GPS数据输入端，机车数据过滤模块3的数据输入端连接车载LKJ2000型监控设备13的机车公里标速度信息数据输出端，机车数据过滤模块3的数据输出端连接微处理器5的机车公里标速度信息数据输入端，人机交互模块4的控制数据输出输入端连接微处理器5的人机交互控制数据输出输入端，微处理器5的数据控制输出输入总线端连接PLC电路6的数据控制输出输入总线，PLC电路6的极位控制信号输出输入端连接极位控制电路7的信号输出输入端，极位控制电路7的控制输出端连接电力机车极位控制电路10的控制信号输入端，PLC电路6的过分相控制信号输出端连接过分相操控模块8的信号输入端，过分相操控模块8的控制信号输出端连接电力机车过分相执行电路11的控制信号输入端，PLC电路6的过分相状态信号输入端连接过分相状态监测电路9的信号输出端，过分相状态监测电路9的信号输入端连接电力机车过分相相关电路12的输出端。

电力机车自动过分相方法的步骤为：

步骤一：系统通电初始化；

步骤二：微处理器5判断是否收到机车信息数据；判断结果为是，则运行步骤三；判断结果为否，则跳转运行步骤十一；

步骤三：微处理器5判断接收到的数据是通讯状态自检信息数据、机车公里标速度信息数据还是手动自动状态询问数据；判断结果为通讯状态自检信息数据，则回复广播帧信息再跳转运行步骤十一；判断结果为机车公里标速度信息数据，则运行步骤四；判断结果为手动自动状态询问数据，则回复手动自动状态信息再跳转运行步骤十一；

步骤四：微处理器5根据信号机编号的更新情况判断数据是否可用；判断结果为是，则置位可用标志位L，更新公里标再运行步骤五；判断结果为否，则清零可用标志位L再运行步骤五；

步骤五：微处理器5通过机车数据过滤模块3判断是否按下开车键；判断结果为是，则通过人机交互模块4语音提示按键操作并初始化下个过分相过程再跳转运行步骤十一；判断结果为否，则运行步骤六；

步骤六：微处理器5与PLC电路6共享实时公里标速度信息，计算机车位置与分相点相对距离；

步骤七：微处理器5判断J是否小于v×15秒，J为机车距过分相点的距离，v为机车速度；判断结果为是，则微处理器5向PLC电路6发送数据，同时控制人机交互模块4进行进入分相区语音提示，再运行步骤八；判断结果为否，则直接运行步骤八；

步骤八：微处理器5判断J是否小于v×7秒，J为机车距过分相点的距离，v为机车速度；判断结果为是，则向PLC电路6发送数据，控制人机交互模块4进行开始过分相语音提示，再运行步骤九；判断结果为否，则直接运行步骤九；