專利名稱：一種電力機車列車供電柜的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力機車領域，特別涉及一種電力機車列車供電柜。
背景技術：
為促進鐵路節能降耗、提高運輸效益，大規模取消發電車，推廣電力機車的DC600V 列車供電系統。目前，電力機車列車供電柜已在多種型號的交直型電力機車上大規模使用， 但尚未在交流傳動型電力機車上投入使用。目前，電力機車列車供電柜內有兩套完全獨立的供電回路，兩套供電回路的原理電路完全相同。該結構的列車供電柜存在以下缺點1)由于列車供電主電路中部分器件較為分散(特別是直流側的平波電抗器)，未全部集中到列車供電柜中，導致整體系統性較差，機車電纜用量增加，主機廠施工成本和施工難度較高；2)列車供電柜內部未考慮機車供電集中控制器的功能，需在外部增加該設備，導致中間處理環節太多，列車供電柜出現故障的概率增加；3)列車供電柜與司機臺通訊內容較少，僅有直流輸出電壓、直流輸出電流和部分故障信息，不便于查找故障。

發明內容
本發明的目的是提供一種電力機車的列車供電柜，該列車供電柜系統集成度高， 便于維護。本發明一種電力機車的列車供電柜，所述列車供電柜包括結構相同的第一供電柜和第二供電柜，所述第一供電柜和第二供電柜分別包括主電路和控制箱；所述主電路，包括交流電輸入端連接的真空接觸器和快速熔斷器，交流電輸入端輸入的交流電經真空接觸器輸送到控制箱；快速熔斷器與單相整流橋連接，將輸入端輸入的交流電輸送到單相整流橋整流成直流電；單相整流橋與電流傳感器、濾波電抗器及濾波電容器相連接，電流傳感器采樣直流電信號，反饋到控制箱；直流電通過濾波電抗器和濾波電容器輸送到控制箱輸出。優選的，所述單項整流橋由第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管的兩端分別并聯一 RC電路，所述RC電路由兩個電阻并聯再與一電容串聯組成。優選的，所述主電路還包括與所述濾波電容器并聯的第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，第一電壓傳感器和第二電壓傳感器為控制箱提供電壓反饋信號。優選的，所述主電路還包括用于接地保護的第三電壓傳感器。優選的，第一電壓傳感器、第二電壓傳感器和第三電壓傳感器設置在第一供電柜和第二供電柜的右上方。優選的，所述主電路還包括連接在真空接觸器和快速熔斷器之間的過電壓吸收電路，過電壓吸收電路由串聯的兩個電阻和一個電容組成。
優選的，所述控制箱設置在第一供電柜和第二供電柜的左上方。優選的，所述控制箱內設有接線端子，連接各輸入線和輸出線。與現有技術相比，本發明具有以下優點列車供電柜內部集成完整的主電路和供電控制系統所需的全部器件，系統集成度高，可有效減少機車布線，降低主機廠施工成本和施工難度。


圖1為本發明列車供電柜架構圖；圖2為本發明列車供電柜電路原理圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參見圖1，示出本發明列車供電柜架構，本發明依據電力機車的空間布置，將原先集中到1個供電柜內的2路獨立的列車供電回路分成2個完全相同的列車供電柜，每個列車供電柜內都包含獨立的主電路(含平波電抗器)和供電控制系統。取消外部的機車供電集中控制器，將相關的客車信號引入列車供電柜，由供電控制系統統一處理。加強列車供電柜的信息化設計，將列車供電柜的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、故障信息、供電柜開關狀態信號、客車信號、電度信息等以通訊的方式發送到司機臺。本發明所有交流輸入和直流輸出均從柜體下部前方通過螺栓連接接口，控制信號線及控制電源線從柜體頂部通過一個矩形連接器連接。柜體下端設有接地螺栓。外部交流進線和直流出線的接線均從柜體前方底部進出列車供電柜上部區域左邊為控制箱，右邊為電壓傳感器、中間繼電器、SHCM模塊和電度表等。后部為直流平波電抗器、風機。下部為整流器、交流接觸器、濾波電容、電流傳感
-V^r ^t ο列車供電柜充份考慮了安全和維修要求，所有操作均從走廊端進行。供電柜前面裝有上下門，上門便于在線運行時操作和測試控制箱，電度表和斷路器；下門在斷電后方可打開操作。本裝置的結構設計充分考慮了安全和維修方便，所有零部件的拆裝均可從前門操作。參見圖2，示出列車供電柜電路原理圖，列車供電柜的電路分為主電路、輔助電路、 控制電路和電子電路四個部分。主電路額定交流電壓860V從151/161、152/162端輸入，經真空接觸器13KM與快速熔斷器IlFU到單相整流橋與電流傳感器11SC，通過供電柜柜內的濾波電抗器13L和柜內的濾波電容器19C輸出直流電壓600V。整流橋的交流側，并聯了由電阻21R、電容17C 和壓敏電阻13RV組成的過電壓吸收電路與控制用同步變壓器。同時，在交流側有元件擊穿短路時，快速熔斷器能快速熔斷保護，分斷主電路，避免故障的進一步擴大。整流橋內各元件兩端并聯RC用于吸收元件的換相過電壓。直流側還有空載電阻R5與檢測用電流傳感器 11SC，接地分壓電阻1R1、1R2、電壓傳感器13SV用于接地保護。電壓傳感器11SV、12SV分別為控制箱A、B組提供電壓反饋信號。
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輔助電路列車供電柜采用了功率元件整流及直流負載電阻與交流阻容保護，均會產生熱量，需通風帶走。一臺由機車逆變器供電的三相交流380V通風機Ml負責進行強制風冷。風機未閉合時，不允許列車供電柜投入工作，以免損壞器件。控制電路真空接觸器的控制來自控制系統的合接觸器信號通過中間繼電器13KA閉合真空接觸器13KM ；集控信號的控制控制系統接收客車送來供電申請信號，并通過閉合中間繼電器 14KA送出供電允許信號給客車。電子電路供電控制系統通過給定延時積分環節的預置值與電壓反饋信號比較，進行調節器運算得出晶閘管的觸發角，通過同步處理與功率放大環節控制晶閘管的觸發脈沖模塊， 經隔離處理控制晶閘管的開通。如圖2所示，供電控制系統接收以前機車供電集中控制器中的客車信號，并具備確保機車向客車安全供電的集中控制功能，即供電控制系統在確認客車電源工作正常、已發出供電申請信號的情況下，機車向客車發送供電允許信號，同時延時啟動DC600V輸出。如圖2所示，網卡通過RS485通訊方式收集供電控制系統和電度表的信息，然后將以上信息按照通訊協議發送到司機臺。通訊信息包括列車供電柜輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、故障信息、供電柜開關狀態信號、客車信號、電度信息。本發明列車供電柜具有以下優點1)列車供電柜內部集成完整的主電路(含平波電抗器)和供電控制系統所需的全部器件，系統集成度高，可有效減少機車布線，降低主機廠施工成本和施工難度。2)取消外部的機車供電集中控制器，降低主機廠采購成本，減少中間控制環節，減少機車布線，降低出問題的概率。3)通過通訊的方式將列車供電柜的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、故障信息、供電柜開關狀態信號、客車信號、電度信息等發送到司機臺，這樣可以使機車增加故障診斷和促進機車信息化，提高維護檢修的效率。本發明也可對供電控制箱、電度表和網卡進行整合，信號傳遞也可以通過其它方式進行。以上所述僅為本發明的優選實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種電力機車的列車供電柜，其特征在于，所述列車供電柜包括結構相同的第一供電柜和第二供電柜，所述第一供電柜和第二供電柜分別包括主電路和控制箱；所述主電路，包括交流電輸入端連接的真空接觸器和快速熔斷器，交流電輸入端輸入的交流電經真空接觸器輸送到控制箱；快速熔斷器與單相整流橋連接，將輸入端輸入的交流電輸送到單相整流橋整流成直流電；單相整流橋與電流傳感器、濾波電抗器及濾波電容器相連接，電流傳感器采樣直流電信號，反饋到控制箱；直流電通過濾波電抗器和濾波電容器輸送到控制箱輸出。
2.如權利要求1所述的列車供電柜，其特征在于，所述單項整流橋由第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管的兩端分別并聯一 RC電路，所述RC電路由兩個電阻并聯再與一電容串聯組成。
3.如權利要求1所述的列車供電柜，其特征在于，所述主電路還包括與所述濾波電容器并聯的第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，第一電壓傳感器和第二電壓傳感器為控制箱提供電壓反饋信號。
4.如權利要求3所述的列車供電柜，其特征在于，所述主電路還包括用于接地保護的第三電壓傳感器。
5.如權利要求3所述的列車供電柜，其特征在于，第一電壓傳感器、第二電壓傳感器和第三電壓傳感器設置在第一供電柜和第二供電柜的右上方。
6.如權利要求1所述的列車供電柜，其特征在于，所述主電路還包括連接在真空接觸器和快速熔斷器之間的過電壓吸收電路，過電壓吸收電路由串聯的兩個電阻和一個電容組成。
7.如權利要求1所述的列車供電柜，其特征在于，所述控制箱設置在第一供電柜和第二供電柜的左上方。
8.如權利要求1所述的列車供電柜，其特征在于，所述控制箱內設有接線端子，連接各輸入線和輸出線。
全文摘要
本發明涉及一種電力機車的列車供電柜，所述列車供電柜包括結構相同的第一供電柜和第二供電柜，所述第一供電柜和第二供電柜分別包括主電路和控制箱；所述主電路，包括交流電輸入端連接的真空接觸器和快速熔斷器，交流電輸入端輸入的交流電經真空接觸器輸送到控制箱；快速熔斷器與單相整流橋連接，將輸入端輸入的交流電輸送到單相整流橋整流成直流電；單相整流橋與電流傳感器、濾波電抗器及濾波電容器相連接，電流傳感器采樣直流電信號，反饋到控制箱；直流電通過濾波電抗器和濾波電容器輸送到控制箱輸出。本發明列車供電柜系統集成度高，便于維護。
文檔編號H02M7/23GK102468775SQ20101054096
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者曹偉宸, 李小平, 李英華, 蔡杰 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司