[发明专利]用于电气化轨道交通的地面选相控制过分相系统及方法

权利要求书

1.一种用于电气化轨道交通的地面选相控制过分相系统，其特征在于，由两个对称的部分组成，一部分是控制A相供电臂（1）投切中性段（3）的一号选相控制器（12）、另一部分是控制B相供电臂（2）投切中性段（3）的二号选相控制器（13）；两个选相控制器控制地面开关模块（14）的分合闸；

所述地面开关模块（14）至少包含一个选相开关模块（26），该选相开关模块（26）是由IGBT（16）和电力二极管（17）构成的双向开关单元；

电压互感器（18）和电流互感器（19）分别采集电压电流信号传给AD转换模块，构成线路电压电流采集模块（22）；

所述地面开关模块（14）和A相供电臂（1）、中性段（3）及B相供电臂（2）之间设置降压变压器（20）和断路器（21），断路器（21）和选相控制器构成空闲保护模块（28）；

一号位置传感器（9）、二号位置传感器（10）和三号位置传感器（11）依次安装在铁轨（4）上A相供电臂（1）、中性段（3）和B相供电臂（2）对应路段，构成位置信号感应模块（23）；

所述线路电压电流采集模块（22）和位置信号感应模块（23）将信息传递给主控模块（25），主控模块（25）通过通信模块（24）连接地面控制台，从而控制地面开关模块（14）的分合闸，选相分闸操作具体步骤为：

位置传感器感应到电力机车（5）行驶至需要进行分闸的位置时，位置传感器发出相应的信号，该信号经过信号调理部分处理后传给选相控制过分相系统里的两个选相控制器的主控模块（25），两个选相控制器的主控模块（25）接收并立即处理该信号，判断自身是否需要进行分闸或合闸的操作，从而相应需要分闸操作的选相控制器进行分闸动作，不需要分闸操作的选相控制器不动作；进而进行分闸动作的选相控制器向自身的线路电压电流采集模块（22）发出采集线路电流的指令，将该电流传给AD转换模块，在AD转换模块中，将处理所得的线路电流模拟信号最终转化为相应数字信号，并随即传给主控模块（25）；主控模块（25）在接收该信号后，经过处理，发出分闸指令驱动选相开关模块（26），使其在线路电流目标相位时刻动作；选相开关模块（26）在接收分闸指令后由驱动电路停止向IGBT模块的门极供应电流，使相应IGBT关断，从而使中性段与该选相控制器控制的供电臂断开，选相分闸操作完成；

选相合闸操作具体步骤为：

位置传感器感应到电力机车行驶至选相开关需要进行合闸的位置时，位置传感器发出相应的信号；该信号经过信号调理部分处理后传给选相控制过分相系统里的两个选相控制器部分的主控模块（25），两个选相控制器部分的主控模块（25）接收并立即处理该信号，判断自身是否需要进行分闸或合闸的操作，从而相应需要合闸操作的选相控制器进行合闸动作，不需要分闸操作的选相控制器不动作；进而进行分闸动作的选相控制器向自身的线路电压电流采集模块（22）发出采集线路电压的指令，将该电压传给AD转换模块，在AD转换模块中，将处理所得的线路电压模拟信号转化为相应数字信号，并随即传给主控模块（25）；主控模块（25）在接收该信号后，经过处理，发出合闸指令驱动选相开关模块（26），使其在线路电压目标相位时刻动作；选相开关模块（26）在接收合闸指令后由驱动电路启动向IGBT模块的门极供应电流，使相应IGBT开通，从而使中性段与该选相控制器控制的供电臂连接，选相合闸操作完成；

所述地面开关模块（14）中还包含开关切换模块（27），该开关切换模块（27）为两个隔离开关（15）分别并联两个双向开关单元，用于将故障的双向开关单元隔离；

所述双向开关单元具体为：开关单元一端连接IGBT1的集电极和二极管D2的负极，IGBT1的发射极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接开关单元的另一端；二极管D2的正极连接IGBT2的发射极，IGBT2的集电极连接开关单元的另一端；所述IGBT1和IGBT2的栅极由选相控制器产生的驱动信号驱动控制。