[发明专利]轨道交通地面供电制式转换系统和转换方法

说明书

轨道交通地面供电制式转换系统和转换方法，涉及轨道交通技术和供电技术。本发明的转换系统包括：中性区接触网；第一位置传感器，第二位置传感器，第三位置传感器，第一开关，其两个工作端分别连接第一供电制式区域接触网和中性区接触网，其控制端连接控制单元；第二开关，其两个工作端分别连接第二供电制式区域接触网和中性区接触网，其控制端连接控制单元；第三开关，其两个工作端分别连接接地线和中性区接触网，其控制端连接控制单元；电压检测器，其检测端接中性区接触网，其信号输出端接控制单元；控制单元，用于依据各位置传感器和电压检测器的信号控制各开关。本发明能够有效抑制甚至消除中性区接触网上的过电压或浪涌过电流。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术和供电技术。

背景技术

电气化铁路大多数采用单相工频交流的供电制式，从而产生为其提供电能的三相公共电网的负序问题。为解决此问题，电气化铁道采用了换相连接分段取流的方式，将A、B、C三相依次轮流接入牵引网，从整体上尽可能地降低负序。然而城市轨道交通大多数采用的是1500V或750V直流供电系统，一直以来这两种供电系统都是独立运行。在国外，很多国家以及地区由于历史发展原由，并存着多种制式的供电系统，例如，日本将多种供电制式的电力机车投入使用，其机车适用于直流1500V，交流20kV(50Hz)和交流20kV(60Hz)三种供电制式；美国同时采用交流12kV(25Hz)、交流12kV(60Hz)和交流2.5kV(60Hz)；南非和俄罗斯均采用交流25kV(50Hz)和3kV直流供电制式。

随着中国轨道交通的快速发展，城市轨道交通与电气化铁路的互联互通问题频频出现：上海地铁的11号线已经延伸至江苏，以后可能会与当地的铁路相连接；珠江三角洲城际轨道交通与广州、深圳地铁的兼容问题也引起了重视。采用多种供电制式的电力机车可以实现电气化铁路与城市轨道交通的跨线运行，如庞巴迪公司的TRAxx系列多压制机车，能够在多种供电制式系统下运行；阿尔斯通公司的PRIMA系列机车是一种适用于交流15kV(16.7Hz)、交流25kV(50Hz)以及直流1.5kV的三制式电力机车。

近些年来中国铁路事业飞速发展，我国正在将中国高铁技术标准化，突破发达国家对核心技术的封锁。在现存的多种牵引供电制式的环境下，电力机车(动车组)跨国、跨地区运行时需同时满足多种牵引供电制式，因此，列车如何安全可靠地切换供电制式，需要开展有关供电制式转换系统关键技术的研究，开发出具有自主知识产权的地面供电制式转换系统。为此需要设计一种轨道交通地面供电制式转换系统，以用于电力机车(动车组)供电制式的转换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种轨道交通地面供电制式转换系统和转换方法，能够抑制甚至消除中性区接触网上的过电压或浪涌过电流，保证列车供电制式安全可靠转换。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，轨道交通地面供电制式转换系统，其特征在于，包括下述部分：

中性区接触网，沿轨道设置于第一供电制式区域和第二供电制式区域之间，

第一位置传感器，设置于第一供电制式区域内的预设位置，

第二位置传感器，设置于中性区接触网覆盖区域的预设位置，

第三位置传感器，设置于第二供电制式区域内的预设位置，

第一开关，其两个工作端分别连接第一供电制式区域接触网和中性区接触网，其控制端连接控制单元；

第二开关，其两个工作端分别连接第二供电制式区域接触网和中性区接触网，其控制端连接控制单元；

第三开关，其两个工作端分别连接接地线和中性区接触网，其控制端连接控制单元；

电压检测器，其检测端接中性区接触网，其信号输出端接控制单元；

控制单元，用于依据各位置传感器和电压检测器的信号控制各开关。