[发明专利]轨道交通车辆及其故障保护方法

说明书

本发明公开了一种轨道交通车辆及其故障保护方法，轨道交通车辆包括n节车；每m节车组成一个供电区间；两条中压供电母线均贯穿整列车；所述两条中压供电母线均与中压供电电源、中低压供电负载连接；相邻供电区间的两段中压供电母线、两条中压供电母线之间、中压供电电源与中压供电母线之间均通过接触器连接。本发明能有效地降低中压供电母线相间短路故障对整列车辅助供电系统的影响，保证故障情况下列车的正常运行，提高轨道交通车辆的安全性和运行效率。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，特别是一种轨道交通车辆及其故障保护方法。

背景技术

轨道交通车辆的中压供电网络向列车所有中低压辅助设备供电，是列车电气系统的重要组成部分。因此，要求中压供电网络具有高稳定性和低故障率。轨道交通车辆中压供电网络的电源通常为辅助变流器，其输出三相380V交流电；负载包括空调系统、空气压缩机、照明系统和充电机等；其他辅助设备包括继电器、接触器和空气开关等。

轨道交通车辆中压供电网络的发展经历了扩展供电、交叉供电和并网供电等阶段。以一列6辆编组的地铁车辆为例介绍这几种供电形式。扩展供电通常将整列车分成两个供电区间，各包含三辆地铁车辆；每个供电区间设置一台辅助变流器，为所在供电区间供电；当一台辅助变流器发生故障时，关闭故障变流器，由另一台辅助变流器为整列车供电，同时关闭部分负载。交叉供电通常设置两台辅助变流器；同时将整列车的中低压负载平均分成两组，每台辅助变流器为一组负载供电；当一台辅助变流器发生故障时，关闭故障变流器和其供电的一组负载，另一台辅助变流器供电的负载正常运行。并网供电可设置6台辅助变流器和一条贯穿整列车的中压母线，所有辅助变流器并联向中压母线供电，所有中低压负载均从中压母线获取电能；当一台辅助变流器发生故障时，关闭故障变流器，由剩下的5台变流器为中压母线供电。

上述轨道交通车辆中压供电网络，并网供电的故障保护性能显著优于扩展供电和交叉供电。当一台辅助变流器发生故障时，扩展供电和交叉供电将损失50％的中压供电容量，而并网供电只损失16.7％的中压供电容量(以6台辅助变流器为例)。通过为每台辅助变流器设置合理的冗余供电容量，可保障即使一台辅助变流器发生故障，并网供电的中压供电网络仍能保障整列车中低压负载的正常运行。因此，并网供电目前已成为城市轨道交通车辆辅助供电系统的首选方案。但是，其故障保护性能仍不够完善。并网供电设置一条贯穿整列车的三相380V中压供电母线，当发生相间短路故障时，整列车的中压供电网络将不能正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道交通车辆及其故障保护方法，有效地降低中压供电母线相间短路故障对整列车辅助供电系统的影响，保证故障情况下列车的正常运行，提高轨道交通车辆的安全性和运行效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通车辆，包括n节车；每m节车组成一个供电区间；两条中压供电母线均贯穿整列车；所述两条中压供电母线均与中压供电电源、中低压供电负载连接；相邻供电区间的两段中压供电母线、两条中压供电母线之间、中压供电电源与中压供电母线之间均通过接触器连接，n＞m。

每个所述供电区间内设置至少两台中压供电电源，该两台中压供电电源分别与所述两根中压供电母线连接。

所述供电区间的数量与车辆动力单元数量相同。

同一节车的中低压负载均衡分配至所述两条中压供电母线，且同一节车的同一功能的中低压负载连接到同一条中压供电母线上。

相应的，本发明还提供了一种上述轨道交通车辆的故障保护方法，包括：

当某节车的辅助变流器故障时，连接该辅助变流器与中压供电母线的接触器断开，该辅助变流器与中压供电网络隔离，其余的辅助变流器并联，向中压供电母线供电；