一种接触网供电电源网络控制方法技术

本发明专利技术公开了一种接触网供电电源网络控制方法，当需要供电时，主控模块接收到升弓信号，控制受电弓升弓，显示模块显示受电弓的升降弓状态，接触网电压、电流。在接收到主断路器闭合指令后，主控模块控制主断路器闭合，显示模块显示主断路器状态。接触网单相交流电通过高压变压器降压，主断路器闭合后，如检测到故障则降弓，当检测接触网正常，主控模块对接触网电压进行同步锁相，调整第一整流器中开关器件的开通信号。逆变器通过变频输出三相交流电，主控模块在检测输出三相交流电正常后闭合输出开关并对外输出三相交流电。本发明专利技术能够解决现有柴油发电机组供电系统对环境造成严重污染，产生大量噪声，以及机组容量不能满足要求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种接触网供电电源网络控制方法
本专利技术涉及铁路电气领域，尤其是涉及一种应用于铁路工程作业车辆的接触网供电电源网络控制方法。
技术介绍
目前，随着我国铁路总里程的不断增长，铁路维护工作量也日益增加，大型养路机械已成为我国铁路养护维修的主要力量，每天都有几十支机械化施工队活跃在万里铁道线上。这些施工队常年在野外作业，战严寒、斗酷暑，为我国铁路事业的发展，特别是为近几年铁路的提速做出了巨大的贡献。为了解决铁路维护车队在野外的生活问题，各路局都为车队配备了具备机械化施工作业功能的宿营列车。这些宿营列车基于旅客列车车型改造而来，设置有卧铺间、厨房和餐厅等设施。在现有技术中，CN205890886U、CN106080625A、CN202389375U、CN101386305B、CN201712613U、CN201283866Y、CN101386305A等专利均给出了这种宿营列车的结构。机械化施工队的宿营列车一般都是从沿途的停靠站上取电，由水电段负责，而宿营列车在每一站停靠的时间都很短，水电段必须频繁到施工队接电。而且这些沿途的停靠站一般都是小站，小站上的变压器容量都比较小，无法向宿营列车提供比较大容量的电能，所以宿营列车都带有自备的柴油发电机组。在很多时候，特别是在夏季和冬季使用空调的时候一般都由柴油发电机组向宿营列车供电。由柴油发电机组发电消耗了大量柴油，同时对环境造成严重污染，发电机组发出的噪音也对施工队员和周围居民造成了干扰。另外，柴油发电机组的容量也不大，车上很多用电设备如电磁灶、电淋浴器、电冰箱等都无法使用。然而，目前我国铁路电气化的里程每年都以很高的速度在增加，各主要干线已基本电气化，今后电气化铁路将越来越多，如果经常在电气化区间作业的机械化施工宿营列车上配备一套能直接从接触网取电的系统，就能使宿营列车不论停在何处，都能从接触网上取得大容量的电能，从而避免水电段频繁接电的麻烦，从根本上解决柴油发电机组的种种弊端。在现有技术中，目前还没有针对于接触网供电电源进行网络控制的技术方案。因此，研发一种接触网供电电源网络控制方法，以确保铁路工程作业车辆接触网供电系统的安全可靠运行，成为当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种接触网供电电源网络控制方法，以解决现有柴油发电机组供电系统对环境造成严重污染，产生大量噪声，以及机组容量不能满足要求的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种接触网供电电源网络控制方法的技术实现方案，一种接触网供电电源网络控制方法，用于对接触网供电电源系统进行控制，接触网供电电源系统通过受电弓从接触网接入单相交流，通过主断路器、高压熔断器输入高压变压器，并经所述高压变压器降压，再通过输入开关进入第一整流器，经所述第一整流器整流及滤波器滤波后，输出直流电压供给逆变器，所述逆变器输出PWM三相调制电压，再通过隔离变压器输出三相交流电压。接触网供电电源网络控制系统包括充电系统、主控模块和显示模块。该方法包括以下步骤：当所述接触网供电电源系统需要供电时，主控模块接收到升弓信号，控制所述受电弓执行升弓操作，显示模块显示受电弓的升降弓状态，并显示接触网的电压、电流；在接收到所述主断路器的闭合指令后，所述主控模块控制主断路器闭合，所述显示模块显示主断路器的闭合状态；所述接触网的单相交流电通过高压变压器进行降压，所述主断路器闭合后，主控模块检测接触网的电压、电流，若存在包括交流过压、过流或欠压在内的异常情况时，控制所述主断路器断开，所述受电弓执行降弓操作，并将相应的故障原因发送至所述显示模块进行显示和记录；当检测所述接触网的电压、电流正常状态持续设定时间后，所述主控模块对接触网的电压进行同步锁相，根据所述第一整流器与逆变器之间的中间直流电压反馈值进行PID运算，调整所述第一整流器中开关器件的开通信号，将所述高压变压器二次侧输出的交流整流成设定幅值的直流电供给所述逆变器，所述显示模块显示中间直流电压、中间直流电流；所述逆变器通过变频输出三相交流电，所述显示模块同时显示三相输出电压，所述主控模块在检测输出三相交流电正常后闭合所述输出开关，并对外输出三相交流电；在所述接触网供电电源系统供电过程中，所述接触网供电电源系统有任何异常或故障，所述主控模块发送相应的封锁控制脉冲，断开所述主断路器，执行受电弓降弓操作，所述显示模块进行相应的故障指示和记录。优选的，所述接触网供电电源网络控制系统还包括充电系统，所述充电系统包括第二整流器、充电模块、蓄电池、过流接触器、过压接触器。所述方法还包括以下步骤：所述高压变压器输出单相交流，经所述第二整流器整流成直流为所述蓄电池充电，由所述蓄电池向所述升降弓装置和主控系统输出工作电源；所述充电模块根据所述蓄电池的输出电压反馈值控制所述第二整流器中开关器件的开通信号，以调整所述蓄电池的充电电压和充电电流；所述充电模块能对设置于所述第二整流器与蓄电池之间的过流接触器、过压接触器进行控制；所述充电模块对所述蓄电池的输出电压和充电电流进行A/D转换，以供所述主控模块进行控制，并供所述显示模块进行显示；所述充电模块通过对输入信号进行计算，得出所述蓄电池的过压过流、以及欠压报警信息，并执行相应的保护动作。优选的，所述方法还包括以下步骤：当所述接触网供电电源系统采集到接触网的高压后，所述充电模块根据蓄电池的输出电压反馈值控制所述第二整流器中开关器件的开通信号，以调整所述蓄电池的充电电压和充电电流；所述显示模块显示所述蓄电池的充电电压和充电电流，当所述蓄电池的充电电压高于过压值或充电电流高于过流值时，所述充电模块封锁所述第二整流器中开关器件的控制脉冲，停止对所述蓄电池进行充电；当所述蓄电池的输出电压处于欠压状态时，所述充电模块限制所述蓄电池对外输出电压，禁止所述升降弓装置运行，所述显示模块上提示充电过压、过流或欠压故障并进行记录。优选的，所述充电系统、主控模块和显示模块之间采用CAN总线分布式控制网络进行通讯。优选的，所述主控模块对输入所述第一整流器的高压交流电压、高压交流电流，所述第一整流器与逆变器之间的中间直流电压、中间直流电流，及所述逆变器交流三相输出中的每相电压、交流三相输出中的每相电流进行A/D转换，以供所述主控模块进行控制，并供所述显示模块进行显示。优选的，所述主控模块对所述受电弓的升降弓状态、主断路器的合断状态、隔离变压器的交流输出状态、高压变压器的过温状态、高压室门的连锁状态进行监测，以供所述主控模块进行控制，并供所述显示模块进行显示。优选的，所述主控模块向升降弓装置输出受电弓升弓或降弓驱动信号，所述升降弓装置通过气缸控制所述受电弓进行升弓或降弓操作，所述主控模块输出主断路器通断驱动信号用于控制所述主断路器接通或断开，所述主控模块输出逆变器启停驱动信号用于控制所述逆变器启动或停止。所述隔离变压器通过输出开关输出三相交流电压，所述主控模块还向所述输出开关输出驱动控制信号。优选的，所述主控模块对接触网的电压进行同步锁相，根据所述第一整流器与逆变器之间的中间直流电压反馈值进行PID运算，调整所述第一整流器中开关器件的开通信号，将所述高压变压器二次侧输出的交流整流成设定幅值的直流电供给逆变器。所述主控模块通过对输入信号进行计算得出包括高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触网供电电源网络控制方法，用于对接触网供电电源系统进行控制，其特征在于，接触网供电电源系统通过受电弓(2)从接触网(1)接入单相交流，通过主断路器(6)、高压熔断器(7)输入高压变压器(10)，并经所述高压变压器(10)降压，再通过输入开关(8)进入第一整流器(13)，经所述第一整流器(13)整流及滤波器(14)滤波后，输出直流电压供给逆变器(15)，所述逆变器(15)输出PWM三相调制电压，再通过隔离变压器(17)输出三相交流电压；接触网供电电源网络控制系统(19)包括主控模块(22)和显示模块(23)；该方法包括以下步骤：当所述接触网供电电源系统需要供电时，主控模块(22)接收到升弓信号，控制所述受电弓(2)执行升弓操作，显示模块(23)显示受电弓(2)的升降弓状态，并显示接触网(3)的电压、电流；在接收到所述主断路器(6)的闭合指令后，所述主控模块(22)控制主断路器(6)闭合，所述显示模块(23)显示主断路器(6)的闭合状态；所述接触网(3)的单相交流电通过高压变压器(10)进行降压，所述主断路器(6)闭合后，主控模块(22)检测接触网(3)的电压、电流，若存在包括交流过压、过流或欠压在内的异常情况时，控制所述主断路器(6)断开，所述受电弓(2)执行降弓操作，并将相应的故障原因发送至所述显示模块(23)进行显示和记录；当检测所述接触网(3)的电压、电流正常状态持续设定时间后，所述主控模块(22)对接触网(3)的电压进行同步锁相，根据所述第一整流器(13)与逆变器(15)之间的中间直流电压反馈值进行PID运算，调整所述第一整流器(13)中开关器件的开通信号，将所述高压变压器(10)二次侧输出的交流整流成设定幅值的直流电供给所述逆变器(15)，所述显示模块(23)显示中间直流电压、中间直流电流；所述逆变器(15)通过变频输出三相交流电，所述显示模块(23)同时显示三相输出电压，所述主控模块(22)在检测输出三相交流电正常后闭合所述输出开关(18)，并对外输出三相交流电；在所述接触网供电电源系统供电过程中，所述接触网供电电源系统有任何异常或故障，所述主控模块(22)发送相应的封锁控制脉冲，断开所述主断路器(6)，执行受电弓(2)降弓操作，所述显示模块(23)进行相应的故障指示和记录。...

【技术特征摘要】
1.一种接触网供电电源网络控制方法，用于对接触网供电电源系统进行控制，其特征在于，接触网供电电源系统通过受电弓(2)从接触网(1)接入单相交流，通过主断路器(6)、高压熔断器(7)输入高压变压器(10)，并经所述高压变压器(10)降压，再通过输入开关(8)进入第一整流器(13)，经所述第一整流器(13)整流及滤波器(14)滤波后，输出直流电压供给逆变器(15)，所述逆变器(15)输出PWM三相调制电压，再通过隔离变压器(17)输出三相交流电压；接触网供电电源网络控制系统(19)包括主控模块(22)和显示模块(23)；该方法包括以下步骤：当所述接触网供电电源系统需要供电时，主控模块(22)接收到升弓信号，控制所述受电弓(2)执行升弓操作，显示模块(23)显示受电弓(2)的升降弓状态，并显示接触网(3)的电压、电流；在接收到所述主断路器(6)的闭合指令后，所述主控模块(22)控制主断路器(6)闭合，所述显示模块(23)显示主断路器(6)的闭合状态；所述接触网(3)的单相交流电通过高压变压器(10)进行降压，所述主断路器(6)闭合后，主控模块(22)检测接触网(3)的电压、电流，若存在包括交流过压、过流或欠压在内的异常情况时，控制所述主断路器(6)断开，所述受电弓(2)执行降弓操作，并将相应的故障原因发送至所述显示模块(23)进行显示和记录；当检测所述接触网(3)的电压、电流正常状态持续设定时间后，所述主控模块(22)对接触网(3)的电压进行同步锁相，根据所述第一整流器(13)与逆变器(15)之间的中间直流电压反馈值进行PID运算，调整所述第一整流器(13)中开关器件的开通信号，将所述高压变压器(10)二次侧输出的交流整流成设定幅值的直流电供给所述逆变器(15)，所述显示模块(23)显示中间直流电压、中间直流电流；所述逆变器(15)通过变频输出三相交流电，所述显示模块(23)同时显示三相输出电压，所述主控模块(22)在检测输出三相交流电正常后闭合所述输出开关(18)，并对外输出三相交流电；在所述接触网供电电源系统供电过程中，所述接触网供电电源系统有任何异常或故障，所述主控模块(22)发送相应的封锁控制脉冲，断开所述主断路器(6)，执行受电弓(2)降弓操作，所述显示模块(23)进行相应的故障指示和记录。2.根据权利要求1所述的接触网供电电源网络控制方法，其特征在于，所述接触网供电电源网络控制系统(19)还包括充电系统(21)，所述充电系统(21)包括第二整流器(26)、充电模块(27)、蓄电池(28)、过流接触器(29)、过压接触器(30)；所述方法还包括以下步骤：所述高压变压器(10)输出单相交流，经所述第二整流器(26)整流成直流为所述蓄电池(28)充电，由所述蓄电池(28)向所述升降弓装置(5)和主控系统(20)输出工作电源；所述充电模块(27)根据所述蓄电池(28)的输出电压反馈值控制所述第二整流器(26)中开关器件的开通信号，以调整所述蓄电池(28)的充电电压和充电电流；所述充电模块(27)能对设置于所述第二整流器(26)与蓄电池(28)之间的过流接触器(29)、过压接触器(30)进行控制；所述充电模块(27)对所述蓄电池(28)的输出电压和充电电流进行A/D转换，以供所述主控模块(22)进行控制，并供所述显示模块(23)进行显示；所述充电模块(27)通过对输入信号进行计算，得出所述蓄电池(28)的过压过流、以及欠压报警信息，并执行相应的保护动作。3.根据权利要求2所述的接触网供电电源网络控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：当所述接触网供电电源系统采集到接触网(3)的高压后，所述充电模块(27)根据蓄电池(28)的输出电压反馈值控制所述第二整流器(26)中开关器件的开通信号，以调整所述蓄电池(28)的充电电压和充电电流；所述显示模块(23)显示所述蓄电池(28)的充电电压和充电电流，当所述蓄电池(28)的充电电压高于过压值或充电电流高于过流值时，所述充电模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平松，钟大力，肖小山，张雷，吕双勇，曹永刚，侯仁军，唐磊，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43