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CN112829594B - 单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车 - Google Patents

单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车，其中单弓故障时列车的供电控制方法包括：判断列车是否发生单弓故障，若是，则控制接在两受电弓输出侧之间的高压接触器闭合，否则控制高压接触器维持在断开状态。判断列车是否发生单弓故障的方法包括：在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障。本发明在列车单弓故障时能够实现不损失任何牵引性能而正常运行；在车辆通过不同供电段时不会将不同供电段电路直接短接，保证车辆运行安全。

Description

单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车
技术领域
本发明属于轨道交通车辆高压电路控制技术领域，特别涉及一种单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车。
背景技术
如图1所示为现有的受电弓受流制式列车供电系统结构示意图。现有的列车供电系统包括两套独立的牵引单元(第一牵引单元1、第二牵引单元2)、两个辅助逆变器(第一辅助逆变器4、第二辅助逆变器5)、两个防反二极管(第一二极管D1、第二二极管D2)。其中：
第一牵引单元1包括第一受电弓101、第一高速断路器102、第一牵引逆变器103、第一牵引电机104、第二高速断路器105、第二牵引逆变器106、第二牵引电机107；
第一受电弓101的输出侧依次通过第一高速断路器102、第一牵引逆变器103与第一牵引电机104的电源端电连接；
第一受电弓101的输出侧依次通过第二高速断路器105、第二牵引逆变器106与第二牵引电机107的电源端电连接。
第二牵引单元2包括第二受电弓201、第三高速断路器202、第三牵引逆变器203、第三牵引电机204、第四高速断路器205、第四牵引逆变器206、第四牵引电机207；
第二受电弓201的输出侧依次通过第三高速断路器202、第三牵引逆变器203与第三牵引电机204的电源端电连接；
第二受电弓201的输出侧依次通过第四高速断路器205、第四牵引逆变器206与第四牵引电机207的电源端电连接。
第一受电弓101的输出侧与第一二极管D1的阳极电连接。
第二受电弓201的输出侧与第二二极管D2的阳极电连接。
第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极电连接。
第一辅助逆变器4和第二辅助逆变器5的电源端均接在第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极之间。
第一受电弓101和第二受电弓201均可升弓并从高压接触网3受流。高压接触网3经过两个牵引单元的受电弓受流，流过对应的高速断路器、牵引逆变器，最终驱动对应的牵引电机实现车辆牵引。
由图1可知，由于两套牵引单元相互独立，当两个受电弓均正常工作时，列车满动力运行；当某一个受电弓发生故障时，故障受电弓所对应的牵引单元无法获得高压，列车损失一半的牵引力，需要降级降速运行。若为了避免列车在单弓故障时降级降速运行而直接将两受电弓的母线贯穿，当两个受电弓均正常工作时，会导致车辆在通过不同供电段时将不同供电段电路直接短路，造成危害，无法通过工程化施工解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中在单弓故障时列车需要降级降速运行的不足，提供一种单弓故障时列车的供电控制方法、系统、控制器及列车，在列车单弓故障时，能够实现不损失任何牵引性能而正常运行；同时，在两台受电弓均无故障时，若车辆通过不同供电段也不会将不同供电段电路直接短接，保证车辆运行安全。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种单弓故障时列车的供电控制方法，其特点是包括：
判断列车是否发生单弓故障，若是，则控制接在两受电弓输出侧之间的高压接触器闭合，否则控制两受电弓输出侧之间的高压接触器维持在断开状态。
作为一种优选方式，判断列车是否发生单弓故障的方法包括：
在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种单弓故障时列车的供电控制系统，其特点是包括控制器和接在两受电弓输出侧之间的高压接触器，其中：
控制器：用于判断列车是否发生单弓故障，并在列车发生单弓故障时控制高压接触器闭合，在列车未发生单弓故障时控制高压接触器维持在断开状态。
作为一种优选方式，所述控制器判断列车是否发生单弓故障的逻辑包括：
在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种控制器，其特点是该控制器被配置为用于执行所述的供电控制方法。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种列车，其特点是其采用所述的供电控制系统。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在列车单弓故障时，高压接触器闭合，两个牵引单元均通过无故障受电弓获得牵引供电，从而能够实现不损失任何牵引性能而正常运行；同时，在两台受电弓均无故障时，高压接触器断开，在车辆通过不同供电段时不会将不同供电段电路直接短接，保证车辆运行安全。
附图说明
图1为现有的受电弓受流制式列车供电系统结构示意图。
图2为本发明供电控制系统一实施例的结构示意图。
图3为本发明供电控制方法一实施方式流程图。
其中，1为第一牵引单元，101为第一受电弓，102为第一高速断路器，103为第一牵引逆变器，104为第一牵引电机，105为第二高速断路器，106为第二牵引逆变器，107为第二牵引电机，2为第二牵引单元，201为第二受电弓，202为第三高速断路器，203为第三牵引逆变器，204为第三牵引电机，205为第四高速断路器，206为第四牵引逆变器，207为第四牵引电机，3为高压接触网，4为第一辅助逆变器，5为第二辅助逆变器，D1为第一二极管，D2为第二二极管，KM1为高压接触器。
具体实施方式
如图2所示，列车上设有两套独立的牵引单元(第一牵引单元1、第二牵引单元2)、两个辅助逆变器(第一辅助逆变器4、第二辅助逆变器5)、两个防反二极管(第一二极管D1、第二二极管D2)。其中：
第一牵引单元1包括第一受电弓101、第一高速断路器102、第一牵引逆变器103、第一牵引电机104、第二高速断路器105、第二牵引逆变器106、第二牵引电机107；
第一受电弓101的输出侧依次通过第一高速断路器102、第一牵引逆变器103与第一牵引电机104的电源端电连接；
第一受电弓101的输出侧依次通过第二高速断路器105、第二牵引逆变器106与第二牵引电机107的电源端电连接。
第二牵引单元2包括第二受电弓201、第三高速断路器202、第三牵引逆变器203、第三牵引电机204、第四高速断路器205、第四牵引逆变器206、第四牵引电机207；
第二受电弓201的输出侧依次通过第三高速断路器202、第三牵引逆变器203与第三牵引电机204的电源端电连接；
第二受电弓201的输出侧依次通过第四高速断路器205、第四牵引逆变器206与第四牵引电机207的电源端电连接。
第一受电弓101的输出侧与第一二极管D1的阳极电连接。
第二受电弓201的输出侧与第二二极管D2的阳极电连接。
第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极电连接。
第一辅助逆变器4和第二辅助逆变器5的电源端均接在第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极之间。
第一受电弓101和第二受电弓201均可升弓并从高压接触网3受流。高压接触网3经过两个牵引单元的受电弓受流，流过对应的高速断路器、牵引逆变器，最终驱动对应的牵引电机实现车辆牵引。
单弓故障时列车的供电控制系统包括控制器(控制器在附图中未示出，但并不影响本领域的技术人员对本发明的理解和实现)和接在两受电弓(第一受电弓101、第二受电弓201)输出侧之间的高压接触器KM1，其中：
控制器：用于判断列车是否发生单弓故障，并在列车发生单弓故障时控制高压接触器KM1闭合，在列车未发生单弓故障时控制高压接触器KM1维持在断开状态。
所述控制器判断列车是否发生单弓故障的逻辑包括：
在列车上两个辅助逆变器(第一辅助逆变器4、第二辅助逆变器5)均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元(第一牵引单元1、第二牵引单元2)对应的高速断路器(第一高速断路器102、第二高速断路器105、第三高速断路器202、第四高速断路器205)均闭合时，检测列车上两个牵引单元(第一牵引单元1、第二牵引单元2)是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元(第一牵引单元1或第二牵引单元2)获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障。
对应地，单弓故障时列车的供电控制方法包括：
判断列车是否发生单弓故障，若是，则控制接在两受电弓输出侧之间的高压接触器闭合，否则控制两受电弓输出侧之间的高压接触器维持在断开状态。
其中判断列车是否发生单弓故障的方法包括：
在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障。
具体地，如图3所示，单弓故障时列车的供电控制方法一实施方式流程如下(高压接触器KM1初始状态为断开状态)：
当两台受电弓101，102升起后，首先列车检测两个辅助逆变器4，5是否获得了辅助供电。具体方式为，若在两个辅助逆变器4，5处检测到了高压，则说明两个辅助逆变器4，5获得了辅助供电。由于两台受电弓101，102输出侧之间连有两个防反二极管D1，D2，因此，若两台受电弓101，102均未出现故障，或者两台受电弓101，102之一出现了故障，两个辅助逆变器4，5都能获得辅助供电。
当检测到两个辅助逆变器4，5获得了辅助供电之后，检测两个牵引单元1，2对应的各高速断路器102，105，202，205是否闭合，如果高速断路器102，105，202，205未闭合，则牵引单元1，2无法获得牵引电压，因此，需要保证两个牵引单元1，2对应的各高速断路器102，105，202，205均处于闭合状态。
当两个辅助逆变器4，5均获得了辅助供电，并且两套牵引单元1，2对应的各高速断路器102，105，202，205均处于闭合状态时，检测列车上两个牵引单元1，2是否获得了牵引供电：
若第一牵引单元1获得了牵引供电而第二牵引单元2未获得牵引供电，则可判定第二牵引单元2对应的第二受电弓201出现了故障(如脱落等)，此时控制高压接触器KM1闭合，无故障的第一受电弓101同时为第一牵引单元1与第二牵引单元2供电，列车不损失任何牵引性能。
若第二牵引单元2获得了牵引供电而第一牵引单元1未获得牵引供电，则可判定第一牵引单元1对应的第一受电弓101出现了故障(如脱落等)，此时控制高压接触器KM1闭合，无故障的第二受电弓201同时为第一牵引单元1与第二牵引单元2供电，列车不损失任何牵引性能。
若第一牵引单元1和第二牵引单元2均获得了牵引供电，则可判定列车未发生单弓故障，控制高压接触器KM1维持在断开状态。在车辆通过不同供电段时不会将不同供电段电路直接短接，保证车辆运行安全。
若第一牵引单元1和第二牵引单元2均未获得牵引供电，则需要进行故障排查，不在本发明的考虑范围之内。
本发明还提供了一种控制器，该控制器被配置为用于执行所述的供电控制方法。
本发明还提供了一种列车，其采用所述的供电控制系统。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单弓故障时列车的供电控制方法，其特征在于，包括：
判断列车是否发生单弓故障，若是，则控制接在两受电弓输出侧之间的高压接触器闭合，否则控制两受电弓输出侧之间的高压接触器维持在断开状态；
列车上设有两套独立的牵引单元：第一牵引单元和第二牵引单元；
第一牵引单元包括第一受电弓、第一高速断路器、第一牵引逆变器、第一牵引电机、第二高速断路器、第二牵引逆变器、第二牵引电机，第一受电弓的输出侧依次通过第一高速断路器、第一牵引逆变器与第一牵引电机的电源端电连接；第一受电弓的输出侧依次通过第二高速断路器、第二牵引逆变器与第二牵引电机的电源端电连接；
第二牵引单元包括第二受电弓、第三高速断路器、第三牵引逆变器、第三牵引电机、第四高速断路器、第四牵引逆变器、第四牵引电机，第二受电弓的输出侧依次通过第三高速断路器、第三牵引逆变器与第三牵引电机的电源端电连接；第二受电弓的输出侧依次通过第四高速断路器、第四牵引逆变器与第四牵引电机的电源端电连接；
判断列车是否发生单弓故障的方法包括：
在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障；
第一受电弓的输出侧与第一二极管D1的阳极电连接；第二受电弓的输出侧与第二二极管D2的阳极电连接；第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极电连接；第一辅助逆变器和第二辅助逆变器的电源端均接在第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极之间。
2.一种单弓故障时列车的供电控制系统，其特征在于，包括控制器和接在两受电弓输出侧之间的高压接触器，其中：
控制器：用于判断列车是否发生单弓故障，并在列车发生单弓故障时控制高压接触器闭合，在列车未发生单弓故障时控制高压接触器维持在断开状态；
列车上设有两套独立的牵引单元：第一牵引单元和第二牵引单元；
第一牵引单元包括第一受电弓、第一高速断路器、第一牵引逆变器、第一牵引电机、第二高速断路器、第二牵引逆变器、第二牵引电机，第一受电弓的输出侧依次通过第一高速断路器、第一牵引逆变器与第一牵引电机的电源端电连接；第一受电弓的输出侧依次通过第二高速断路器、第二牵引逆变器与第二牵引电机的电源端电连接；
第二牵引单元包括第二受电弓、第三高速断路器、第三牵引逆变器、第三牵引电机、第四高速断路器、第四牵引逆变器、第四牵引电机，第二受电弓的输出侧依次通过第三高速断路器、第三牵引逆变器与第三牵引电机的电源端电连接；第二受电弓的输出侧依次通过第四高速断路器、第四牵引逆变器与第四牵引电机的电源端电连接；
所述控制器判断列车是否发生单弓故障的逻辑包括：
在列车上两个辅助逆变器均获得了辅助供电，并且列车上两套牵引单元对应的高速断路器均闭合时，检测列车上两个牵引单元是否获得牵引供电，当检测结果为有且仅有一个牵引单元获得了牵引供电时，判断列车发生了单弓故障；
第一受电弓的输出侧与第一二极管D1的阳极电连接；第二受电弓的输出侧与第二二极管D2的阳极电连接；第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极电连接；第一辅助逆变器和第二辅助逆变器的电源端均接在第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极之间。
3.一种控制器，其特征在于，该控制器被配置为用于执行权利要求1所述的供电控制方法。
4.一种列车，其特征在于，其采用权利要求2所述的供电控制系统。
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