一种地面带电自动过分相主接线系统及切换方法

文献发布时间：2024-04-18 19:58:30

技术领域

本发明涉及过分相技术领域，具体涉及一种地面带电自动过分相主接线系统及切换方法。

背景技术

参考图1，地面带电自动过分相主接线系统包括A相开关单元、B相开关单元和中性区开关单元，其中A相开关单元包括开关QS1和高压开关V1，B相开关单元包括高压开关V2和开关QS2，中性区开关单元包括开关QS3，开关QS1串联在A相供电臂与高压开关V1之间，开关QS2串联在高压开关V2与B相供电臂之间，开关QS3的一端接在高压开关V1与高压开关V2之间，开关QS3的另一端接中性区。

地面带电自动过分相系统通常采用高压开关V1和高压开关V2，实现电气化铁路接触网的中性区供电，根据列车的行驶位置，通过控制高压开关V1和高压开关V2的分合，实现中性区与A相供电臂电气连接或者中性区与B相供电臂电气连接。

在实际使用时，高压开关V1和/或高压开关V2故障时，地面带电自动过分相系统必须停电将设备退出后才可对高压开关进行检查检修。

而且在启用备用模式进行运行时，备用高压开关若发生故障，地面带电自动过分相系统此时必须退出停止运行，这将导致该路段列车不能按照预期行驶，进而影响铁路正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面带电自动过分相主接线系统及切换方法，解决目前地面带电自动过分相系统必须停电将设备退出后才可对高压开关进行检查检修的问题。

本发明解决上述技术问题的方案：

一种地面带电自动过分相主接线系统，其特征在于，包括第三切换单元、设置在开关QS1和高压开关V1之间的第一切换单元和设置在开关QS2和高压开关V2之间的第二切换单元，所述第三切换单元包括开关QF3和开关QF6，所述开关QF3的一端接在高压开关V1与第一切换单元之间，开关QF3的另一端与开关QF6的一端相接，开关QF6的另一端接在高压开关V2与第二切换单元之间，开关QS3的一端接在开关QF3与开关QF6之间。

进一步限定，所述地面带电自动过分相主接线系统还包括开关QS4、开关QS5和开关QS6，所述开关QS4接在高压开关V1与第一切换单元之间，开关QS5接在高压开关V2与第二切换单元之间，开关QF3的一端接在开关QS4与第一切换单元之间，开关QF6的另一端接在开关QS5与第二切换单元之间，开关QS6的一端接在高压开关V1与高压开关V2之间，开关QS6的另一端接在开关QF3与开关QF6之间，开关QF6与开关QS3串联。

进一步限定，所述第一切换单元包括开关QF1和与开关QF1并联的开关QF2，所述开关QF3和开关QS4均通过开关QF1和/或开关QF2与开关QS1相接。

进一步限定，所述第二切换单元包括开关QF4和与开关QF4并联的开关QF5，所述开关QF6另一端和开关QS5均通过开关QF4和/或开关QF5与开关QS2相接。

进一步限定，所述开关QF1、开关QF2、开关QF3、开关QF4、开关QF5和开关QF6均为断路器。

进一步限定，所述开关QS1、开关QS2、开关QS3、开关QS4、开关QS5与开关QS6均为隔离开关。

进一步限定，所述断路器的额定工作电压与隔离开关的额定工作电压均为27.5kv，断路器的额定工作电流与隔离开关的额定工作电流均为1600A。

一种地面带电自动过分相主接线切换方法，基于上述的地面带电自动过分相主接线系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、判断高压开关V1和高压开关V2是否故障，若是，则执行步骤S2，若否则执行步骤S3；

S2、断开开关QS4、开关QS5与开关QS6，闭合第三切换单元，第一切换单元和第二切换单元根据列车行驶位置控制中性区与A相供电臂相接或者与B相供电臂相接；

S3、闭合第一切换单元、第二切换单元、开关QS4、开关QS5与开关QS6，断开第三切换单元，高压开关V1和高压开关V2根据列车行驶位置控制中性区与A相供电臂相接或者与B相供电臂相接。

进一步限定，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、闭合开关QS1、开关QS2与开关QS3；

S22、闭合开关QF3和开关QF6；

S23、断开开关QS4、开关QS5与开关QS6；

S24、根据列车的行驶位置控制开关QF1或者开关QF2闭合同时开关QF4和开关QF5断开，使中性区与A相供电臂相接；或者控制开关QF4或者开关QF5闭合，同时开关QF1和开关QF2断开，使中性区与B相供电臂相接。

进一步限定，所述步骤S3包括以下步骤：

S31、闭合开关QS1、开关QS2与开关QS3；

S32、闭合开关QS4、开关QS5与开关QS6；

S33、闭合开关QF1或者开关QF2或者开关QF1和开关QF2，闭合开关QF4或者开关QF5或者开关QF4和开关QF5；

S34、断开开关QF3和开关QF6；

S35、根据列车的行驶位置控制高压开关V1导通高压开关V2断开，使中性区与A相供电臂相接，或者高压开关V2导通高压开关V1断开使中性区与B相供电臂相接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过增加第一切换单元、第二切换单元和第三切换单元，通过开关QF3与高压开关V1并联，开关QF6与高压开关V2并联，使得在高压开关V1与高压开关V2故障时能够通过控制开关QF3与开关QF6的断开或闭合作为备用，从而使得高压开关故障后第三切换单元闭合代替A相开关单元与B相开关单元的工作，避免高压开关故障时地面带电自动过分相系统停电检查检修。

2、同时为了根据列车运行位置控制中性区与A相供电臂连接或者与B相供电臂连接，通过与A相开关单元串联的第一切换单元和与B相开关单元串联的第二切换单元的闭合与断开状态进行控制，进一步保证A相开关单元与B相开关单元断电退出，避免带电操作，满足使用需求。

3、第一切换单元和第二切换单元均设置有两个并联的开关，每一个切换单元的一个开关在工作时，另一个开关作为备用，从而增加地面带电自动过分相系统的温度稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有地面带电自动过分相主接线系统图；

图2为本发明地面带电自动过分相主接线系统图；

图3为本发明高压开关正常时工作状态示意图。

具体实施方式

实施例1

参考图2，本实施例提供一种地面带电自动过分相主接线系统，包括A相开关单元、B相开关单元和中性区开关单元，还包括第一切换单元、第二切换单元和第三切换单元。

其中，高压开关V1与高压开关V2串联，第一切换单元串联在开关QS1与高压开关V1之间，第二切换单元串联在开关QS2与高压开关V2之间，第三切换单元包括开关QF3和与开关QF3串联的开关QF6，开关QF3的一端接在高压开关V1与第一切换单元之间，开关QF3的另一端与开关QF6的一端相接，开关QF6的另一端接在高压开关V2与第二切换单元之间，开关QS3的一端同时接在开关QF3与开关QF6之间和高压开关V1与高压开关V2之间，使得开关QF3与高压开关V1并联，开关QF6与高压开关V2并联。

在实际工作中，QS3闭合，若高压开关V1故障，则只需保持第一切换单元和开关QS1闭合，通过控制开关QF3的开合替代高压开关V1的开合进行工作；若高压开关V2故障时，同样保持第二切换单元和QS2闭合，通过控制开关QF6的开合替代高压开关V2的开合进行工作；当高压开关V1与高压开关V2同时故障时，开关QF3与开关QF6同时作为备用开关进行工作，结构简单操作方便。

同时提供另一种工作方式，在实际工作中，若高压开关V1故障，则保持开关QS1和QF3闭合，通过开合第一切换单元代替高压开关V1的开合进行工作；若高压开关V2故障时，则保持开关QS2和QF6闭合，通过开合第二切换单元代替高压开关V2的开合进行工作；当高压开关V1与高压开关V2同时故障时，第一切换单元和第二切换单元同时作为备用开关进行工作，结构简单操作方便。

进一步说明，参考图3，为了实现在高压开关V1和/或高压开关V2故障时，能够退出进行维护维修，避免带电工作，本实施例提供的地面带电自动过分相主接线系统还包括开关QS4、开关QS5和开关QS6，开关QS4接在高压开关V1与第一切换单元之间，开关QS5接在高压开关V2与第二切换单元之间，开关QF3的一端接在开关QS4与第一切换单元之间，开关QF6的一端接在开关QS5与第二切换单元之间，开关QS6的一端接在高压开关V1与高压开关V2之间，开关QS6的另一端接在开关QF3与开关QF6之间，开关QF3与开关QS3串联，开关QF6与开关QS3串联。

使得在实际工作中，若高压开关V1和/或高压开关V2故障，则退出高压开关V1和高压开关V2，断开开关QS4、开关QS5和开关QS6，使得高压开关V1和高压开关V2同时退出避免带电，从而进行安全可靠的维护维修，提高检修工作效率和可靠性。

在高压开关V1和高压开关V2均正常工作时，开关QS1、开关QS2与开关QS3均闭合，第三切换单元断开，开关QF3和开关QF6断开，此时第三切换单元未投入工作，第一切换单元和第二切换单元保持闭合，同时开关QS4、开关QS5和开关QS6闭合，当列车自左向右行驶时，高压开关V1闭合高压开关V2断开，此时A相供电臂与中性区相接，列车继续行驶至右侧时，高压开关V1断开高压开关V2闭合，此时A相供电臂与中性区断开，中性区与B相供电臂相接，保证列车稳定行驶，高压开关V1和高压开关V2根据实际需求进行闭合或者断开的控制，完成列车过分相。

在高压开关V1和/或高压开关V2故障时，断开开关QS4、开关QS5和开关QS6，同时闭合开关QF3和开关QF6，此时高压开关V1和高压开关V2不带电，即可退出进行检修维修等操作，由于开关QF3和开关QF6均闭合，并且中性区同时与开关QF3和开关QF6相接，为了避免A相供电臂与B相供电臂均与中性区相接产生故障，选择将第一切换单元和第二切换单元断开；当列车自左向右行驶时，首先第一切换单元并断开第二切换单元，使中性区只与A相供电臂相接，当列车行驶至右侧时，第一切换单元断开并闭合第二切换单元，使中性区只与B相供电臂相接，从而保证列车稳定行驶。

在此过程中，地面带电自动过分相系统不需要停电即可将相关设备退出，能够保证列车的稳定行驶，同时检修工作人员操作环境安全可靠，满足实际需求。

进一步的，为了提高地面带电自动过分相系统的稳定性和可靠性，第一切换单元包括并连的开关QF1和开关QF2，第二切换单元包括并连的开关QF4和开关QF5。

此时，在实际工作时，第一切换单元中的开关QF1闭合时开关QF2作为备用开关保持断开，在开关QF1故障时开关QF2替代开关QF1工作，或者开关QF2闭合时开关QF1作为备用开关保持断开，在开关QF2故障时开关QF1替代开关QF2工作；同样的，第二切换单元中的开关QF4闭合时开关QF5作为备用开关保持断开，在开关QF4故障时开关QF5替代开关QF4工作，或者开关QF5闭合时开关QF4作为备用开关保持断开，在开关QF5故障时开关QF4替代开关QF5工作，从而保证地面带电自动过分相主接线系统的稳定运行。

具体的，当开关QF1在工作中不能闭合，此时将开关QF2作为备用开关进行闭合，当开关QF1在工作中不能断开，为了避免开关QF1闭合不稳定突然断开，此时开关QF2闭合，通过控制开关QF3作为高压开关V1的备用开关；同样的，当开关QF4在工作中不能闭合，此时将开关QF5作为备用开关进行闭合，当开关QF4在工作中不能断开，为了避免开关QF4闭合不稳定突然断开，此时开关QF5闭合，通过控制开关QF6作为高压开关V2的备用开关，从而保证地面带电自动过分相系统的运行稳定可靠。

其中，高压开关V1和高压开关V2均可选用GTO、IGBT等电子开关，开关QF1、开关QF2、开关QF3、开关QF4、开关QF5和开关QF6均可选为市售断路器，开关QS1、开关QS2、开关QS3、开关QS4、开关QS5与开关QS6均可选为隔离开关；并且断路器的额定工作电压与隔离开关的额定工作电压均为27.5kv，断路器的额定工作电流与隔离开关的额定工作电流均为1600A，即能够满足高压大电流的工作环境。

实施例2

基于实施例1提供的地面带电自动过分相主接线系统，本实施例提供一种地面带电自动过分相主接线切换方法，包括以下步骤：