[发明专利]用于直流电气铁路的供电设备

说明书

本发明一般地涉及一种用于直流（dc）电气铁路的供电设备，并特别涉及一种供电电源在向电气车供电之前把交流电（ac）转换成直流电（dc）的供电设备。

通常，沿铁路轨道以适当间隔安置多个直流变电站。在这些直流变电站中，安装了一台或多台转换器。转换器的直流功率输出端通过每个半导体断路器与每根电气车供电线相连接，转换器的交流功率输入端直接地与电源线相连接。换句话说，具有电力整流器和高速直流断路器的多个供电线路在变电站间被并联连接，这样可以构成一个直流供电设备。

另一方面，电气车供电线被分成多段，上述每一段电气车供电线通过提供用于电气车供电线的高速断路器与一个正极母线连接，而电气轨道与每个变电站的负极母线连接。

然而，在用于直流电气铁路的供电设备的已有技术中存在着各种缺点如下：（1）万一电力整流器换相失败，由于换相失败而产生的事故影响将会漫延。（2）一旦再生断路器（regenerative    breaker）断路，所有附近的供电线将停止供电。（3）再生断路器的断开容量应该很大，这是因为必须要中断再生电流和多个备用供电电流。（4）为了减小再生断路器的断开容量，有必要在附近的变电站中断开附加的动力电流。这种操作会使防止事故的操作程序复杂化，因而降低了设备的可靠性。（5）在双轨铁路的情况下，由于要安装四台电力断路器，因而设备费用很昂贵。

在详细阐述最佳实施例时，将参照附图1对用于直流电气铁路的 供电设备的先有技术作更详细的描述。

带着这些问题，本发明的主要目的在于提供一种用于直流电气铁路的新的供电设备，该设备能防止事故的有害影响，这些事故作用在设备的其他区段上或作用在附近的变电站中，从而使得在减少供电设备费用的同时保证电气车在尽可能大的范围内运行。

为了达到上述目的，根据本发明的向布置成通过不通电区段串联的至少两根第一和第二电气车供电线（单轨铁路）供电的用于直流电气铁路的供电设备包括：（a）在动力操作中将交流电转换成直流电的电力整流器;（b）具有连接于该电力整流器的共连阴极的第一二极管桥式连接电路;（c）连接在第一二极管桥式连接电路的共连阴极和共连阳极之间的第一断路器，用于同时控制接通和切断由该电力整流器向两条电气车供电线供电的动力电流和由两条供电线中的一条向另一条供电线供给的再生电流;（d）连接在该第一二极管桥式连接电路的第一中间点和第一电气车供电线间的第一直流中断开关，用于万一事故发生在第一供电线上时中断来自该电力整流器的动力电流;（e）连接在该第一二极管桥式连接电路的第二中间点和第二电气车供电线之间的第二直流中断开关，用于万一事故发生在第二供电线上时中断来自该电力整流器的动力电流。

在双轨铁路的情况下，根据本发明的供电设备进一步包括：（a）一个第二二极管桥式连接电路，具有以与该第一二极管桥式连接电路并联的方式与该电力整流器连接的共连阴极;（b）连接在该第二二极管桥式连接电路的共连阴极和共连阳极之间的第二断路器，用于同时控制接通和切断从该电力整流器分别提供给配置成通过不通电区段串联和与第一、第二供电线平行的第三、第四电气车供电线的动力电流、及由第三、第四供电线中的一条提供给其他供电线的再生电流;（c）连接在该第二二极管桥式连接电路的第一中间点和第三电气车供电线之间 的第三直流中断开关，用于万一事故发生在第三供电线上时中断来自该电力整流器的动力电流，（d）连接在该第二二极管桥式连接电路的第二中间点和第四电气车供电线之间的第四直流中断开关，用于万一事故发生在第四供电线上时中断来自该电力整流器的动力电流;（e）连接在该第一二极管桥式连接电路的共连阳极和该第二二极管桥式连接电路的共连阳极之间的第五直流中断开关，该第五中断开关通常是被打开的，但只有当该第一和第二断路器中的任何一个出故障才合上。

在用于单轨的这个第一实施例中，产生在一条电气车供电线上的再生电流能回原到其他的电气车供电线。

在上述的设备中，万一任何一个断路器损坏，第五直流中断开关在相互备用的母线中合上从而连接两个二极管桥式连接电路。因此，有可能保证向所有的电气车供电线供电。

万一地面故障产生在一条电气车供电线上时，只有连接于地面故障供电线的直流中断开关被打开。因此，有可能保证向除了地面故障供电线外的其他供电线供电。在这种情况下，来自附近变电站的备用动力电流也可以由打开的直流中断开关中断。