[实用新型]一种列车再生制动失效抑制装置

说明书

本实用新型提供了一种列车再生制动失效抑制装置，涉及电气化铁路电能质量控制技术领域。两个单相变流器直流侧与储能装置和支撑电容并联，交流侧与分别于各自供电臂负荷并联；在牵引变电所a供电臂的首端馈线a处设置电流互感器a，在牵引变电所b供电臂的首端馈线b处设置电流互感器b。测控单元通过电压互感器和电流互感器获取两个供电臂的牵引网末端电压和馈线电流，来实时控制储能装置和两个单相变流器。以抑制列车再生制动失效为主要目标，当供电臂末端电压超过正常范围时，测控单元控制变流器和储能装置，通过平衡分区所两端供电臂负荷、储存再生制动能量和吸收感性无功来降低末端牵引网电压，进而抑制列车再生制动失效。

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路领域，特别涉及电气化铁路电能质量控制技术领域。

背景技术

保证电气化铁路的电能质量是确保电力机车安全运行的重要条件，而在某些线路供电臂末端电压水平成为制约电能质量的首要问题。

随着电力电子交流传动技术的不断发展，我国基本上已经完成了由交直型电力机车到交直交型电力机车的升级，交直交型电力机车可以采用再生制动，反馈再生制动能量，被相邻机车吸收或者回馈三相电网。但有些线路几乎整个供电臂都处于长大坡道，供电臂上大多数电力机车处于再生制动工况，再生制动能量较多，导致了供电臂末端电压升高，超过了电力机车的最大允许电压，出现再生制动失效，列车不得不切除再生制动。另外，过多的再生制动能量反馈电网也会对其造成一定的冲击。

对于一些高速或者重载线路，机车取流大，带电概率高，造成了供电臂末端电压较低，影响了机车的正常取流。

对于变流器，既可以传递有功功率，也可以传递无功功率，所以在储能装置充满电或者电量低的时候，可以利用变流器传递无功功率来稳定供电臂末端电压。

中国专利公开了“一种电气化铁路电能质量综合治理装置控制方法(201210417779.X)”，其目的是“实现电气化铁路负序、谐波和无功的综合治理，并适当降低有源容量，达到改善治理效果和降低成本”。而本专利的目的是抑制列车再生制动失效和支撑网压，虽然结构上有类似的地方，但是控制方法和目的不同。

本实用新型提出了一种能够抑制列车再生失效的电气化铁路储能装置，实现稳定供电臂末端电压，并且兼顾吸收再生制动能量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种列车再生制动失效抑制装置，它能有效地解决因供电臂末端电压过高导致的列车再生制动失效，还可以对末端电压支撑，并兼顾分区所两端供电臂的负荷平衡，提高再生制动能量利用率的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种列车再生制动失效抑制装置，包括储能装置、支撑电容、变流器a、变流器b、测控单元，在牵引变电所a供电臂的首端馈线a处设置电流互感器a，接触网a的末端设置变流器a，变流器a的交流侧分别与接触网a的中部和钢轨连接，直流侧与储能装置和支撑电容并联；接触网a的末端设置电压互感器a；在牵引变电所b供电臂的首端馈线b处设置电流互感器b，接触网b的末端设置变流器b，变流器b的交流侧分别与接触网b的末端和钢轨连接，直流侧与储能装置和支撑电容并联；接触网b末端设置电压互感器b；电流互感器a的测量端、电流互感器b的测量端、电压互感器a的测量端、电压互感器b的测量端均与测控单元的输入接口连接，测控单元输出接口与储能装置、变流器a、变流器b的控制端相连。所述测控单元通过电流互感器a、电流互感器b、电压互感器a、电压互感器b实时获取供电臂末端电压、馈线电流，实时控制储能装置、变流器a和变流器b的工作状态。

本实用新型的目的需要通过以下控制方法来实现：一种列车再生制动失效抑制装置控制方法，设馈线a和馈线b处电流牵引为正，再生为负；接触网a所在供电臂为供电臂a，接触网b所在供电臂为供电臂b；则存在以下六种状态：