[发明专利]机车辅助电源系统接地故障保护装置和电力机车

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制技术，尤其涉及一种机车辅助电源系统接地故障保护装置和电力机车。

背景技术

在电力机车的供电系统中，包括主电源系统和辅助电源系统，主电源系统用于给电力机车中的牵引设备提供电压源，辅助电源系统用于给电力机车中的辅助负载提供电压源，辅助负载通常指设置于电力机车中的各种风机、油泵、空气压缩机、空调等。

辅助电源系统中主要包括直流电源、控制单元、变流器和变压器等，控制单元用于生成对变流器的控制信号，以控制变流器的运行状态，变流器根据控制单元生成的控制信号将直流电源变换成三相交流电源，并经过变压器将三相交流电源降压后提供给辅助负载，以作为辅助负载的供电电源。

为使辅助电源系统安全运行，在辅助电源系统中通常设置有接地故障保护电路，现有的接地故障保护电路主要包括限流电阻和继电器，将限流电阻串联于负载与地之间的接地线路中，继电器的线圈与该限流电阻构成电流回路，继电器的输出端触点与控制单元相连。

当辅助负载发生接地故障时，接地线路中将有接地电流流过，该接地电流流过限流电阻和继电器线圈构成的电流回路，此时，继电器的线圈得电，继电器的输出端触点动作，产生接地信号以传送给控制单元，控制单元接收到该接地信号后控制变流器停止工作，对整个辅助电源系统进行保护。

上述的接地故障保护电路，从继电器线圈得电到输出端触点动作的间隔时间较长，通常需要几百毫秒的时间，如果因辅助负载接地故障使接地线路中电流较大，辅助负载和变流器等有可能在保护动作执行前已经损坏，因此造成故障扩大，并且，由于限流电阻的存在，当辅助负载发生轻微接地故障时，接地线路中流过的电流较小，继电器中线圈并不动作，辅助负载将待故障继续运行，因此，使故障进一步扩大。

发明内容

本发明提供一种机车辅助电源系统接地故障保护装置和电力机车，以及时检测负载接地故障，以对供电设备和负载进行保护。

本发明的第一个方面是提供一种机车辅助电源系统接地故障保护装置，包括依次连接的控制单元、供电设备和负载，所述控制单元用于控制供电设备的工作状态以驱动所述负载的运行，且所述负载通过接地线路接地，该接地故障保护装置还包括：

电流互感器，所述电流互感器的一次绕组输入端子连接于所述接地线路中；

采样电阻，所述采样电阻连接于所述电流互感器的二次绕组输出端子两端；

电压传感器，连接于所述采样电阻两端，用于采集所述采样电阻上的电压并输出电压信号以作为接地故障信号传送给所述控制单元，以供所述控制单元控制所述供电设备停止工作。

本发明的另一个方面是提供一种电力机车，包括车体，该电力机车还包括本发明提供的机车辅助电源系统接地故障保护装置，所述机车辅助电源系统接地故障保护装置的供电设备至少包括变压器，所述变压器的中线与所述车体相连，所述负载通过接地导线与所述车体相连，所述变压器的中线、车体和所述接地导线构成接地线路。

本发明提供的机车辅助电源系统接地故障保护装置中，只要负载发生接地故障，在接地线路中产生接地电流，即可输出电压信号作为接地故障信号，以供控制单元根据该接地故障信号控制供电设备停止工作，供电设备不再为负载提供工作电源，负载将停止运行，以对供电设备和负载进行保护。该接地故障信号的产生过程没有机械部件的动作过程，只是电信号的传递过程，因此，不会发生延迟，可及时的检测负载接地故障，可保障机车辅助电源系统安全运行。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的机车辅助电源系统接地故障保护装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的机车辅助电源系统接地故障保护装置的结构示意图；

图3为本发明又一实施例所提供的机车辅助电源系统接地故障保护装置的结构示意图。

具体实施方式