[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。在牵引变电所供电臂的首端馈线处设有电流互感器，供电臂的末端设有变流器，变流器的交流侧分别与接触网和钢轨连接，其直流侧与储能装置连接，支撑电容并联在变流器与储能装置之间，供电臂末端设有电压互感器；电流互感器的测量端、电压互感器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变流器的控制端、储能装置的控制端相连；测控单元通过电压互感器和电流互感器实时获取供电臂末端电压、馈线电流参数，实时控制储能装置和变流器的工作状态。

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，严重影响列车运行安全。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，也可以发出无功功率，所以在储能装置充满电或者电量低的时候，可以利用变流器发出无功功率来稳定供电臂末端电压。

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，还可以对供电臂末端电压支撑，并兼顾吸收多余的再生制动能量的技术问题。

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、变流器和测控单元，在牵引变电所供电臂的首端馈线处设有电流互感器，供电臂的末端设有变流器，变流器的交流侧分别与接触网和钢轨连接，其直流侧与储能装置连接，支撑电容并联在变流器与储能装置之间，供电臂末端设有电压互感器；电流互感器的测量端、电压互感器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变流器的控制端、储能装置的控制端相连。

所述测控单元通过电压互感器和电流互感器实时获取供电臂末端电压、馈线电流参数，实时控制储能装置和变流器的工作状态。

本实用新型的目的需要通过以下控制方法来实现的：一种列车再生制动失效抑制装置控制方法，具体操作过程如下：

(A)、当接触网末端电压大于接触网最大允许电压，且储能装置具备储存电能条件时，通过测控单元控制变流器处于整流状态，储能装置开始储存电能并降低接触网末端电压；

(B)、当接触网末端电压大于接触网最大允许电压，且储能装置储存的电能已饱和，则通过测控单元控制变流器吸收感性无功，降低接触网末端电压；

(C)、当接触网末端电压处于正常范围、馈线电流大于基准值、牵引负荷吸收为正、且储能装置具备释放电能条件时，则通过测控单元控制变流器处于逆变状态，此时，变流器控制储能装置释放电能；

(D)、当接触网末端电压小于接触网最小允许电压，且储能装置电能已放尽，则通过测控单元控制变流器吸收容性无功，提高接触网末端电压；