[发明专利]地面自动过分相电路及其控制方法、控制装置和控制系统

说明书

本发明提供一种地面自动过分相电路及其控制方法、控制装置和控制系统。该地面自动过分相电路的第一变压器高压绕组与第一供电臂连接；交流/直流变流器第一端与第一变压器的低压绕组连接；电流传感器分别与交流/直流变流器第一端和第一变压器低压绕组连接；直流/交流变流器第二端与交流/直流变流器第二端连接；电压传感器两端均与直流/交流变流器第二端和交流/直流变流器第二端连接；第二变压器低压绕组与直流/交流变流器第一端连接，第二变压器高压绕组与中性区供电臂连接；交流/直流变流器和直流/交流变流器均为包括4个开关器件的H桥，可以令列车快速、平稳地通过分相区。

技术领域

本发明涉及自动过分相领域，具体地，涉及一种地面自动过分相电路及其控制方法、控制装置和控制系统。

背景技术

我国的电气化铁路牵引变电所的一次侧一般为三相110kV或220kV，为平衡三相电压的负载功率，我国电气化铁路接触网采用单相25kV分段换相供电，相邻的不同电压相位的供电区段之间存在一段无电的分相区。

列车在驶入分相区前，根据地面埋装的位置传感器信号需进行一系列车上动作：牵引功率降为0、封锁四象限变流器、切断列车上的真空断路器、牵引逆变器切换为微电制中压保持工况等。上述动作目的有两个：1.牵引功率降为0、封锁四象限变流器可确保列车牵引系统不从接触网取流，此时牵引变压器原边电流为0，这样可以确保列车真空断路器切断时无冲击；2.牵引逆变器切换为微电制工况可以维持牵引系统中间直流电压恒定，辅助系统从中间直流环节正常取电不受影响，从而确保列车过分相区时辅助系统不断电。

安全、平稳、辅助系统不断电是列车过分相区的根本要求。近年来，随着高速铁路的蓬勃发展，许多地面自动过分相方案相继被提出。受限于功率半导体器件的限制，所提出的地面自动过分相方案多数都需要几十个多级半导体器件或模块串并联运行。此外，由于前后两段供电臂相位不一致，绝大多数地面自动过分相装置动作时会导致列车牵引系统过电流或过电压冲击。因此上述装置大都成本高昂、可靠性低，基本不具备铁路领域应用的可行性，无法保证列车快速、平稳地通过分相区。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种地面自动过分相电路及其控制方法、控制装置和控制系统，以令列车快速、平稳地通过分相区；且本发明结构简单、成本低，可靠性高，具备铁路领域应用的可行性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种地面自动过分相电路，分别与第一供电臂和中性区供电臂连接，包括：第一变压器、电流传感器、交流/直流变流器、电压传感器、直流/交流变流器和第二变压器；

第一变压器的高压绕组与第一供电臂连接，用于对第一供电臂的电压进行电压变比，得到第一交流侧电压；

交流/直流变流器的第一端与第一变压器的低压绕组连接，用于将第一交流侧电压转换为直流侧电压；

电流传感器分别与交流/直流变流器的第一端和第一变压器的低压绕组连接，用于测量交流侧电流；

直流/交流变流器的第二端与交流/直流变流器的第二端连接，用于将直流侧电压转换为第二交流侧电压；

电压传感器的两端均与直流/交流变流器的第二端和交流/直流变流器的第二端连接，用于测量直流侧电压；

第二变压器的低压绕组与直流/交流变流器的第一端连接，第二变压器的高压绕组与中性区供电臂连接，用于对第二交流侧电压进行电压变比，得到中性区供电臂的电压；

交流/直流变流器和直流/交流变流器均为包括4个开关器件的H桥。

本发明实施例还提供一种地面自动过分相电路的控制方法，包括：

获取交流侧电流；

判断交流侧电流是否小于或等于第一预设电流阈值；