[发明专利]一种多功能的轨道交通直流在线融冰系统及方法

权利要求书

1.一种多功能的轨道交通直流在线融冰系统，其特征在于，包括：

直流在线融冰装置，所述直流在线融冰装置安装在需要融冰线路的中间位置车站，所述中间位置车站包括降压变电所，所述需要融冰线路首末站为牵引变电所，所述直流在线融冰装置的交流输入连接三相交流电网，所述直流在线融冰装置的直流输出正极接在需要融冰线路的上行接触网的中点处，所述直流在线融冰装置的直流输出负极接在需要融冰线路的下行接触网的中点处，所述直流在线融冰装置与需要融冰的线路的上下行接触网一起构成融冰通路，通过所述融冰通路上流过的直流电流实现直流在线融冰。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流在线融冰装置包括AC/DC双向变流器，在覆冰季节，所述AC/DC双向变流器为交流输入直流输出的可调直流电源，在非覆冰季节，所述AC/DC双向变流器作为一个能馈装置，将直流接触网上多余的再生制动能量反馈到交流电网再利用。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述可调直流电源的交流输入端口连接交流电网，所述可调直流电源的直流输出端口连接融冰通路，所述可调直流电源包括隔离变压器和电流源型PWM变流器，所述可调直流电源引入的交流电流经过隔离变压器、电流源型PWM变流器后转变为可调直流电流，所述电流源型PWM变流器工作于整流模式，采用电流闭环的控制方式，通过电流指令调控输出电流的大小，以满足融冰模式和防冰模式的电流控制。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融冰通路包括左侧融冰通路和右侧融冰通路，所述左侧融冰通路为：电流流出直流在线融冰装置后，电流流经所述上行接触网左侧部分、左侧牵引变电所整流机组母线、下行接触网左侧部分后，流回直流在线融冰装置；所述右侧融冰通路为：电流流出直流在线融冰装置后，电流流经所述上行接触网右侧部分、右侧牵引变电所整流机组母线、所述下行接触网右侧部分后，流回所述直流在线融冰装置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述左侧融冰通路和所述右侧融冰通路为并联关系，所述左侧融冰通路和所述右侧融冰通路的电阻相等，流过所述左侧融冰通路和所述右侧融冰通路的电流相等。

6.一种基于权利要求1至5任一项所述的多功能的轨道交通直流在线融冰系统的轨道交通直流在线融冰方法，其特征在于，包括：

检测需要融冰线路接触网的覆冰情况，当所述需要融冰线路接触网的覆冰值大于或等于覆冰警戒值时；

启动所述直流在线融冰装置的融冰模式，所述直流在线融冰装置提供的直流电流为融冰电流，所述融冰电流流过融冰通路，实现直流在线融冰。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述直流在线融冰装置安装在需要融冰线路的中间位置车站，所述中间位置车站包括降压变电所，需要融冰线路的首末站为牵引变电所，所述直流在线融冰装置的正极接在需要融冰线路的上行接触网的中点位置，负极接在需要融冰线路的下行接触网的中点位置；

直流电流从直流在线融冰装置流出后分为两部分，一部分电流I_a流经上行接触网左侧部分、左侧牵引变电所整流机组母线、下行接触网左侧部分后，流回直流在线融冰装置，形成左侧融冰回路；另一部分电流I_b流经上行接触网右侧部分、右侧牵引变电所整流机组母线、下行接触网右侧部分后，流回直流在线融冰装置，形成右侧融冰回路；

所述左侧融冰回路的电阻为R₁，所述右侧融冰回路的电阻为R₂，R₁＝R₂

R＝(R₁+R₂)/2 (1)

I＝I_a+I_b＝2I_a＝2I_b (2)

其中R为融冰通路总电阻，I为直流在线融冰装置输出电流，I_a、I_b为流过接触网的融冰电流。