[发明专利]兼具融冰与能馈功能的牵引供电系统

说明书

本发明涉及铁路供电技术领域，提出了兼具融冰与能馈功能的牵引供电系统，包括多个供电区间，每个供电区间对应设置有牵引变压器，每个供电区间均设置有整流机组牵引所或柔性直流牵引所；整流机组牵引所的输入端与牵引变压器连接，整流机组牵引所的输出正极通过供电开关与上行供电轨连接，整流机组牵引所的输出负极与上行走行轨连接；柔性直流牵引所的输出正极通过第一开关与上行供电轨连接，直流牵引所的输出负极通过第四开关与上行走行轨连接，每个供电区间均设置有第五开关，第五开关的一端与上行供电轨连接，另一端与上行走行轨连接。通过上述技术方案，解决了相关技术中牵引供电轨道融冰操作复杂、能耗高的问题。

技术领域

本发明涉及铁路供电技术领域，具体的，涉及兼具融冰与能馈功能的牵引供电系统。

背景技术

当前中国高速铁路、城市轻轨等轨道交通行业飞速发展，成为人们出行的重要方式，为日常生活带来了极大的便利。然而，机车牵引供电轨道暴露在复杂多变的自然环境中，在恶劣的环境温度和湿度情况下会出现覆冰问题，导致机车受电弓无法正常取电，影响机车运行，甚至导致受电弓损坏及机车运行事故。因此，研究牵引供电轨道融冰或防止覆冰，是实现电气化轨道交通急需解决的问题，对于轨道交通行业的发展具有非常重要的意义。

目前常规的牵引供电系统整流站多采用二极管作为整流器件，所构成的牵引供电系统结构如附图1所示，每个牵引供电装置均为二极管整流器，牵引供电装置的直流正极与机车的上行供电轨和下行供电轨相连，牵引供电装置的直流负极与上行走行轨和下行走行轨相连，牵引供电装置的交流端通过变压器与牵引供电系统的交流母线相连，牵引供电系统交流母线再通过变压器与城市电网相连。此外，每个牵引供电装置配有无功补偿装置与滤波装置，相邻两个牵引供电装置之间为一个供电区间。

目前针对牵引供电轨道融冰及防覆冰问题，工程应用中主要采取的方法主要有三种。传统的线路覆冰大多依靠人工清除，即使用工具将覆冰敲碎掉落，其缺点是清理成本高、效率低、范围有限、且对线路损伤大；另一种方式是接触网热滑法，其利用车辆惰行时受电弓刮除接触线上的覆冰，该方法由于过度的机械摩擦对线路的磨损很大，缩短线路的寿命周期，造成线路不平滑，运行时也会产生电弧，影响列车的安全运行。第三种方式是通过外加加热装置，加热融化线路覆冰，由于热传导效率不高，铺设加热设备成本高。如果轨道经过地形复杂或自然条件恶劣地区，铺设加热设备难度更大，且日常运行维护困难。此外，也有研究采用化学药剂法，即在线路结冰前，在受电弓上装设涂刷设备，将防结冰药剂涂抹在导线上，其缺点是药剂有效时间有限，且容易污染空气，因此应用较少。

综上所述，为了推动轨道交通的快速发展，亟需方便、可靠、灵活的技术来解决牵引供电轨道融冰及防覆冰问题。

发明内容

本发明提出兼具融冰与能馈功能的牵引供电系统，解决了相关技术中牵引供电轨道融冰操作复杂、能耗高的问题。

本发明的技术方案如下：每个供电区间均设置有整流机组牵引所或柔性直流牵引所，所述整流机组牵引所的个数大于所述柔性直流牵引所的个数；

所述整流机组牵引所的输入端与牵引变压器连接，所述整流机组牵引所的输出正极通过供电开关与上行供电轨连接，所述整流机组牵引所的输出负极与上行走行轨连接；

所述柔性直流牵引所的输出正极通过第一开关与上行供电轨连接，所述直流牵引所的输出负极通过第四开关与上行走行轨连接，

每个供电区间均设置有第五开关，所述第五开关的一端与上行供电轨连接，另一端与上行走行轨连接。

进一步，每个供电区间还设置有第二开关，所述柔性直流牵引所的输出正极通过第二开关与下行供电轨连接，所述直流牵引所的输出负极通过第四开关与下行走行轨连接。

进一步，所述整流机组牵引所和柔性直流牵引所间隔设置，每N个整流机组牵引所之间设置有一个柔性直流牵引所，其中N为大于等于1的整数。