[发明专利]地面自动过分相装置及方法

说明书

本发明涉及列车过分相技术领域，公开了一种地面自动过分相装置及方法，解决了现有技术中纯机械开关寿命低，维护频繁，以及纯电子开关成本高的问题。所述装置包括：列车识别单元，机械开关，电子开关，电流检测单元，电压检测单元以及逻辑控制单元，逻辑控制单元用于当列车识别单元识别列车到达接触网第一相供电臂所属区域时，控制机械开关闭合；当识别列车到达中性区所属区域，且电流检测单元检测到接触网第一相供电臂的电流相位过零点时，控制机械开关断开；当电压检测单元检测到接触网第二相供电臂的电压相位过零点时，控制电子开关合闸；当识别列车到达接触网第二相供电臂所属区域时，控制电子开关分闸。本发明实施例适用于地面自动过分相。

技术领域

本发明涉及列车过分相技术领域，具体地，涉及一种地面自动过分相装置及方法。

背景技术

我国电气化铁路采用单相工频交流27.5kV供电制式，牵引变电所将电力系统提供的110kV或220kV三相电转换成27.5kV的单相交流电给牵引供电网，单相供电容易在电网中产生严重的负序电流，而负序电流的产生影响发电厂发电机正常运行，并且降低电网的输送能力。铁路部门为了解决这一问题，通常对相邻牵引变电所换相连接，不同供电区段的供电臂相位不同，需要设置分相绝缘器或锚段关节，电分相由此产生。电分相存在于变电所出口处和不同牵引变电所之间的分区所处，一般情况下，国内铁路每隔20～30km就会存在一处电分相区。

目前的过分相方式中地面自动过分相是通过安装在地面的装置给中性区供电，列车运行在中性区时由地面装置完成供电臂切换，列车不需要任何操作。如图1所示，地面自动过分相的原理是，接触网分相处设置中性区，中性区与供电臂之间为分相绝缘器JY1、JY2，两个换相开关K1、K2分别跨接在JY1、JY2上，中性区供电由两个换相开关完成切换。在列车行驶路线上安装四个列车位置传感器G1～G4。没有列车经过的时候中性区无电，当传感器G1检测列车到达时，换相开关K1闭合，A臂给中性区供电；当列车进入中性区到达G2时，换相开关K1断开，中性区断电，列车惰性；当列车到达G3时，换相开关K2闭合，B臂给中性区供电；当列车运行至G4时，列车进入B臂供电区域，换相开关K1断开，中性区断电，等待下次列车进入。

传统的地面自动过分相中的换相开关一般为机械开关或电子开关。但是纯机械开关寿命低，维护频繁，存在过电压和涌流问题。而纯电子开关成本高，设备占地大。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面自动过分相装置及方法，解决了现有技术中纯机械开关寿命低，维护频繁，以及纯电子开关成本高的问题，将机械开关与电子开关结合使用，兼顾两种换相开关的性能优势和成本优势，发挥电子开关控制精度高，电气暂态性能好的优点，同时利用机械开关成本低、占地小的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种地面自动过分相装置，所述装置包括：列车识别单元，用于识别列车的行驶方向以及到达的位置；机械开关，用于当其闭合时，由接触网第一相供电臂为中性区供电，其设置在所述接触网第一相供电臂与中性区列车驶入侧之间；电子开关，用于当其闭合时，由接触网第二相供电臂为所述中性区供电，其设置在所述接触网第二相供电臂与中性区列车驶出侧之间；电流检测单元，用于检测所述接触网第一相供电臂的电流；电压检测单元，用于检测所述接触网第二相供电臂的电压；逻辑控制单元，用于当所述列车识别单元识别到列车到达第一位置时，控制所述机械开关闭合；当所述列车识别单元识别到所述列车到达第二位置，且所述电流检测单元检测到所述接触网第一相供电臂的电流相位过零点时，控制所述机械开关断开；当所述电压检测单元检测到所述接触网第二相供电臂的电压相位过零点时，控制所述电子开关合闸；当所述列车识别单元识别到列车到达第三位置时，控制所述电子开关分闸，其中，所述第一位置位于所述接触网第一相供电臂所属区域，所述第二位置位于所述中性区所属区域，所述第三位置位于所述接触网第二相供电臂所属区域。