专利名称：电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气化铁路牵引供电系统接触网并联供电系统，尤其是两种全分段并联供电方式的主接线结构型式以及由其构成的2种高压组合电器。应用在电气化铁路牵引供电系统直接供电方式、带回流线的直接(DN)供电方式、吸流变压器-回流线 (BT)供电方式、自耦变压器(AT)供电方式下的系统中。
背景技术：
电气化铁道牵引供电系统担负着向电力机车供电的重要任务，其安全地位十分重要。为了保证始终向电力机车提供足够、可靠、安全的电能，就必须以最大可能地提高供电设备运用效率，减小接触网故障时的停电区段长度，在不改变牵引变电所和接触网设备的前提下，进一步提高供电能力。在复线(双线)电气化铁道牵引供电区段，采取将上、下行供电臂的接触网在中部和末端进行并联供电的措施来降低牵引网阻抗，提高供电能力。在供电臂末端实现并联的是“分区所(亭)”，在供电臂中部实现并联的是“并联所(开关站)”。在AT供电方式中，在供电臂中部实现并联的一般是利用需要进行并联供电的AT所。目前这些并联供电措施中，都是通过采用断路器或隔离开关将上、下行供电臂的接触网(T)和正馈线(F)分别直接并联起来。这种并联方式虽然可以降低牵引网阻抗，但仍然保持了原来的供电分区，即上、下行供电臂各为一个供电分区，接触网故障时最短的停电区段长度仍为一个供电臂全长，有的运行工况下不但会扩大了接触网故障时的停电区段长度甚至还要损失供电能力。
实用新型内容本实用新型针对上述问题而提供一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，在满足电气化铁路牵引供电系统各种供电方式下，以最大可能地提高供电设备运用效率，减小接触网故障时的停电区段长度，进一步提高供电能力。本新型的目的是这样实现的一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组结构为隔离开关IQS —端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS后接地，电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管引出作为第1外接线端子A ；第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂， 该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1外接线端子串接避雷器IF后接地；第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS后接于另一个下行供电臂，该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；[0009]第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地，该第2外接线端子串接避雷器2F后接地；第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS后接于另一个上行供电臂，该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV外接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；上述高压组合电器设置在SF6气室内，SF6气室安装在钢构架上。上述SF6气室为一个或一个以上。上述钢构架上还安装有用作安装二次设备的综合控制柜和操作机构。本实用新型的另一目的是提供一种供电设备运用效率高、停电区段长度小的电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统。本新型的另一目的是这样实现的一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，第一高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组机构为隔离开关IQS —端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS后接地，电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管引出作为第1外接线端子A ；第1高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂，该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1外接线端子串接避雷器IF后接地；第1高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS 后接于另一个下行供电臂，该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；第1高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS 后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地， 该第2外接线端子串接避雷器2F后接地；第1高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS 后接于另一个上行供电臂，该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV后接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；第二高压组合电器具有与上述第一高压组合电器完全相同的结构第二高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A’串接隔离开关9’QS后接于下行正馈线Fx，该端子A’顺次串接熔断器1’FU和电压互感器1’TV后接地，该端子A’串接避雷器1’ F后接地；第二高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C’串接隔离开关11’ QS 后接于下行正馈线&，该端子C’顺次串接熔断器3’FU和电压互感器3’TV后接地，该端子C’ 串接避雷器3’ F后接地；第二高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B’串接隔离开关10’ QS 后接于上行正馈线Fs，该端子B’顺次串接熔断器2’FU和电压互感器2’TV后接地，该端子B’ 串接避雷器2’ F后接地；第二高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D’串接隔离开关12’ QS后接于上行正馈线Fs，该端子D’顺次串接熔断器4’FU和电压互感器4’TV后接地，该端子D’ 串接避雷器4’ F后接地；上述第一高压组合电器的并联母线恥顺次串接断路器13QF、隔离开关3QS后接于自耦变电器AT的F端，自耦变电器AT的F端经接地开关15QS接地；上述第二高压组合电器的并联母线my顺次串接断路器14QF、隔离开关14QS后接于自耦变电器AT的T端，自耦变电器AT的T端经接地开关16QS接地；自耦变电器AT的R端连接钢轨引入线；上述第一、第二高压组合电器设置在SF6气室内，SF6气室安装在钢构架上。上述SF6气室为一个或一个以上。上述钢构架上还安装有用作安装二次设备的综合控制柜和操作机构。 本实用新型提出了电气化铁路牵弓I供电系统接触网并联供电方式下并联所(开关站)全分段并联供电方式的主接线一般结构型式和AT所全分段并联供电方式的主接线一般结构型式。与现有技术相比，本新型的有益效果是本实用新型通过全分段并联供电方式的主接线，对上、下行供电臂设置了 4个供电分区。无论任何一个供电分区接触网计划停电，都能确保维持较髙的牵引供电能力。无论任何一个供电分区接触网故障，停电范围均缩小至一个供电分区。各种类型的故障切除后，运行的供电分区回路阻抗仍较小，保持了较髙牵引供电能力。本实用新型不但提供更好地实现了最大可能地提高供电设备运用效率，减小接触网故障时的停电区段长度，进一步提高供电能力的方式和设备，而且还为工程施工安装、设备运营管理提供了非常的简便性。
图1是本实用新型一个实施例的并联所并联主接线结构图。图2是本实用新型另一实施例的AT所并联主接线结构图。图3-1、图3-2、图3-3 (三者合称图3)分别是图1所示第一种高压组合电器(即分段断路器组，下同)主视图、左视图和俯视图。图4是图3-1、图3-2、图3-3所示第一种高压组合电器的内部接线图。图5-1、图5-2、图5-3 (三者合称图5)分别是图2所示第二种高压组合电器的主视图、左视图和俯视图。图6是图5所示第二高压组合电器的内部接线图。
具体实施方式
图中，1、绝缘套管；2、电流互感器；3、并联母线；4、SF6气室；5、钢构架；6、钢支柱；7、综合控制柜(安装在钢构架上);8、操作机构(安装在钢构架上);9、并联母线引出端子。图1、图3、图4示出，一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统， 高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组结构为隔离开关IQS —端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS后接地，电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管1引出作为第1外接线端子A ；第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂， 该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1外接线端子串接避雷器IF后接地；第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS后接于另一个下行供电臂，该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地，该第2外接线端子串接避雷器2F后接地；第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS后接于另一个上行供电臂，该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV外接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；上述高压组合电器设置在SF6气室4内，SF6气室安装在钢构架5上。图2、图5、图6示出，一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统， 第一高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组机构为 隔离开关IQS —端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS 后接地，电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管 1引出作为第1外接线端子A ；第1高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂，该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1外接线端子串接避雷器IF后接地；第1高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS 后接于另一个下行供电臂，该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；第1高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS 后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地， 该第2外接线端子串接避雷器2F后接地；第1高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS 后接于另一个上行供电臂，该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV后接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；第二高压组合电器具有与上述第一高压组合电器完全相同的结构第二高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A’串接隔离开关9’QS后接于下行正馈线Fx，该端子A’顺次串接熔断器1’FU和电压互感器1’TV后接地，该端子A’串接避雷器1’ F后接地；第二高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C’串接隔离开关11’ QS 后接于下行正馈线&，该端子C’顺次串接熔断器3’FU和电压互感器3’TV后接地，该端子C’ 串接避雷器3’ F后接地；第二高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B’串接隔离开关10’ QS后接于上行正馈线Fs，该端子B’顺次串接熔断器2’FU和电压互感器2’TV后接地，该端子B’ 串接避雷器2’ F后接地；第二高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D’串接隔离开关12’ QS 后接于上行正馈线Fs，该端子D’顺次串接熔断器4’FU和电压互感器4’TV后接地，该端子D’ 串接避雷器4’ F后接地；上述第一高压组合电器的并联母线恥顺次串接断路器13QF、隔离开关3QS后接于自耦变电器AT的F端，自耦变电器AT的F端经接地开关15QS接地；上述第二高压组合电器的并联母线my顺次串接断路器14QF、隔离开关14QS后接于自耦变电器AT的T端，自耦变电器AT的T端经接地开关16QS接地；自耦变电器AT的R端连接钢轨引入线；上述第一、第二高压组合电器设置在SF6气室4内，SF6气室安装在钢构架5上(图 2中，两个上行供电臂均与上行接触网Ts连接，两个下行供电臂均与下行接触网Tx连接)。本实用新型提供了 2种高压组合电器结构型式，可以满足并联母线恥接线不引出 (图3-1、图3-2、图3-3)或引出(图5-1、图5-2、图5-3)的需要。需要母线引出的高压组合电器结构型式一般可用于并联供电的AT所中，用2台组合电器分别对T线和F线进行并联接线。图4、图6分别为图3、图5的内部主接线。本实用新型提出的并联主接线结构，是由4个分段断路器组的一端连接到上、下行两供电臂，分别将2个供电臂各分成2段共4个供电分区，下行供电臂分为供电分区1、3、 上行供电臂分为供电分区2、4 ； 4台分段断路器组的另一端连接在中点的并联母线上，构成全分段并联供电的方式。按照不同地点的应用，结构图分为图1和图2。图1的主接线结构供电分区1接入分区所是通过隔离开关9QS与组合电器的A 端子相连接，控制和保护的电压取自电压互感器ITV ；供电分区2接入分区所是通过隔离开关IOQS与组合电器的B端子相连接，控制和保护的电压取自电压互感器2TV ；供电分区3接入分区所是通过隔离开关IlQS与组合电器的C端子相连接，控制和保护的电压取自电压互感器3TV ；供电分区4接入分区所是通过隔离开关12QS与组合电器的D端子相连接，控制和保护的电压取自电压互感器4TV。IFU 4FU是电压互感器接入的保护用熔断器，IFU 4F是防止线路雷电侵入的避雷器。上述A端子外端连接下行供电臂，B端子外端连接上行供电臂，C端子外端连接另一下行供电臂，D端子外端连接另一上行供电臂，分为4供电分区，图2、图4、图6中相同)。图2的主接线结构同图1相似，不同的是因为需要在AT所接入自耦变压器AT，所以必须将T和F线从并联母线引出，端子标识为E、E’。自耦变压器AT的“T”端通过14QF、 14QS接到外部T并联母线上，“F”端通过13QF、13QS接到外部F并联母线上，“R”端接到钢轨引入线上。接触网T和正馈线F的接入方法相同，正馈线的设备编号在同种均做了上标 “，”，上行供电臂下标“ s ”，下行供电臂下标“ χ ”。本实用新型提供的高压组合电器，外形结构如图3和图5。主要是由断路器组(包括断路器QF、隔离开关QS、接地开关QS、电流互感器)、并联母线恥等一次设备总和装配在一个(或一个以上)SF6气室中；控制和继电保护装置等二次设备装配在一个综合控制柜中；一个钢构架上总成了上述一次和二次设备。图1和图2中的虚线框内为本实用新型提供的高压组合电器内接线图，同图4和图6。第1个分段断路器组包括10 、103、114、503;第2个分段断路器组包括20 、203、2丁八、 6QS ；第3个分段断路器组包括3QF、3QS、3TA、7QS ；第4个分段断路器组包括4QF、4QS、4TA、 SQS0分段断路器组中的的一端连接到并联母线恥上，另外一端通过高压套管引出作为外接线端子，分别标识为A、B、C、D。图2和图6是带母线引出的高压组合电器，引出端子标识为E和E’。
权利要求1.一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组结构为隔离开关IQS — 端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS后接地，电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管(1)引出作为第1外接线端子A ；第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂，该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1外接线端子串接避雷器IF后接地；第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS后接于另一个下行供电臂， 该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地，该第2外接线端子串接避雷器2F后接地；第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS后接于另一个上行供电臂， 该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV外接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；上述高压组合电器设置在SF6气室(4)内，SF6气室安装在钢构架(5)上。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是所述SF6气室(4)为一个或一个以上。
3.根据权利要求2所述的电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是所述钢构架(5)上还安装有用作安装二次设备的综合控制柜(7)和操作机构(8)。
4.一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是第一高压组合电器由结构相同的4个分段断路器组构成，其中，第1分段断路器组机构为隔离开关 IQS —端连接断路器IQF后接于并联母线Bb，隔离开关IQS —端串联接地开关5QS后接地， 电流互感器ITA圈套在隔离开关IQS另一端上，且隔离开关IQS另一端经高压套管(1)引出作为第1外接线端子A ；第1高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A串接隔离开关9QS后接于一个下行供电臂，该第1外接线端子顺次串接熔断器IFU和电压互感器ITV后接地，该第1 外接线端子串接避雷器IF后接地；第1高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C串接隔离开关IlQS后接于另一个下行供电臂，该第3外接线端子顺次串接熔断器3FU和电压互感器3TV后接地，该第3外接线端子串接避雷器3F后接地；第1高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B串接隔离开关IOQS后接于一个上行供电臂，该第2外接线端子顺次串接熔断器2FU和电压互感器2TV后接地，该第 2外接线端子串接避雷器2F后接地；第1高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D串接隔离开关12QS后接于另一个上行供电臂，该第4外接线端子顺次串接熔断器4FU和电压互感器4TV后接地，该第4外接线端子串接避雷器4F后接地；第二高压组合电器具有与上述第一高压组合电器完全相同的结构第二高压组合电器的第1分段断路器组的第1外接线端子A’串接隔离开关9’ QS后接于下行正馈线Fx，该端子A’顺次串接熔断器1’FU和电压互感器1’TV后接地，该端子A’串接避雷器1’ F后接地；第二高压组合电器的第3分段断路器组的第3外接线端子C’串接隔离开关11’QS后接于下行正馈线&，该端子C’顺次串接熔断器3’FU和电压互感器3’TV后接地，该端子C’串接避雷器3’ F后接地；第二高压组合电器的第2分段断路器组的第2外接线端子B’串接隔离开关10’QS后接于上行正馈线Fs，该端子B’顺次串接熔断器2’FU和电压互感器2’TV后接地，该端子B’串接避雷器2’ F后接地；第二高压组合电器的第4分段断路器组的第4外接线端子D’串接隔离开关12’QS后接于上行正馈线Fs，该端子D’顺次串接熔断器4’FU和电压互感器4’TV后接地，该端子D’串接避雷器4’ F后接地；上述第一高压组合电器的并联母线恥顺次串接断路器13QF、隔离开关3QS后接于自耦变电器AT的F端，自耦变电器AT的F端经接地开关15QS接地；上述第二高压组合电器的并联母线my顺次串接断路器14QF、隔离开关14QS后接于自耦变电器AT的T端，自耦变电器AT的T端经接地开关16QS接地；自耦变电器AT的R端连接钢轨引入线；上述第一、第二高压组合电器设置在SF6气室(4)内，SF6气室安装在钢构架(5)上。
5.根据权利要求4所述的电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是所述SF6气室为一个或一个以上。
6.根据权利要求5所述的电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，其特征是所述钢构架(5)上还安装有用作安装二次设备的综合控制柜(7)和操作机构(8)。
专利摘要一种电气化铁路牵引供电系统接触网全分段并联供电系统，由4个分段断路器组组成高压组合电器，每个分段断路器组由隔离开关、断路器、避雷器以及电流互感器组成。4个分段器组的一端连接到上、下行供电臂，另一端连接在并联母线上，从而将接触网分为4个供电分区，无论任一个供电分区接触网计划停电，都能保持较高的牵引供电能力。本新型最大限度地提高了供电设备的运用效率，减小接触网故障时的停电区域长度，并为施工安装工程、设备运营管理提供了极大的简便性。
文档编号B60M3/00GK201951278SQ20112007528
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者常连齐, 田科 申请人:成都中工电气工程有限公司, 珠海南自电气系统工程有限公司