高速客运专线全程无负序供电系统的制作方法
高速客运专线全程无负序供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速客运专线全程无负序供电系统。其主要内容是将外部专用单相供电网改为双相供电网。将单相受电弓改为双相受电弓，把内部受电分为TUB1和TUB2两个完全独立、互相对称的基本单元分别为内部的动力和辅助供电。特别适用于CRH3型和CRH2型8厢编组的动车组。同样适用于CRH3型16厢重组、CRH2型16厢重组的动车组。由于该发明无需设置过分相的主断路器或过分相的中性段，因此，在供电网线路无需设置过分相结构，在三相高压供电网也不引起负序电流。
【专利说明】高速客运专线全程无负序供电系统
【技术领域】
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[0001]高速客运列车专线供电系统是保证高速列车安全、稳定、高效运营的动力源，担负着由供电网安全取电和向动车组提供稳定、持续、可靠的供电任务，是高速线路的重要基础设施之一。本发明涉及一种高速列车的牵引供电系统，特别适用于CRH3型及CRH2型动车组的弓网供电系统。
【背景技术】
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[0002]电气化高速铁路的供电系统由外部供电系统和内部供电系统两大部分组成。
[0003]外部供电系统:由发电厂输出的电压经升压变压或由三相高压公用电网经降压变压，变换为铁路专用A、B、C三相高压(普通电气铁路为110KV，高速电气铁路为220KV)电，然后输至牵引变电所变压器，再转换为27.5KV(额定电压25KV)的两路单相工频交流电，分别给铁路上行和下行接触网供电，如图5所示。已有铁路专用外部供电系统的主要组成为牵引变电所，一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40?50km，牵引变电所的核心设备为牵引变压器。由于单相供电系统结构简单、建设成本低、运用和维护方便。所以铁路部门希望电气化列车采用单相工频交流供电，供电部门的电力系统希望铁路部门从电网三相平衡对称取电，以避免专用高压电网中三相不平衡，三相电网的不平衡，引起负序电流。负序电流使同步发电机的出力下降、产生附加振动，使定子各部分发热不均匀、引起转子表面发热，造成电动机端子三相电压不对称使正序分量减小，引起定子电流的增加，造成电动机各相电流的不平衡，降低运行效率。负序电流使电机过热，还将在感应电机中产生一个反向旋转磁场，对转子产生一个制动力矩，对电动机转子产生制动，引起电力变压器容量利用率下降，造成变压器的附加能耗，在变压器的铁芯磁路中造成附加发热。负序电流通过送电线路时，负序功率并不做功，但造成电力线路电能损失增加，降低了电力电网的输送能力，容易使电力系统中的负序分量起动的继电保护及高频保护误动作，增加保护的复杂性。负序电流还会在电网中引起电压谐波、闪变、非线性等，这便严重影响电网的电能质量、降低功率因素，致使电网能量的线损增加，变压器效率降低。严重时，这些都影响保护的正常进行，甚至对电力系统产生巨大危害。电气化铁路牵引变电所普遍采用以下换相接入电力系统中不同相的供电方式，这些方式为:单相牵引变电所的换相联接，如图6所示。V，V牵引变电所的换相联接，如图7所示。YN，dn牵引变电所的换相联接，如图8所示。两个相邻变电所的电压为供电网电压，电压相位差60°。为了避免电网中的负序电流，电气化铁路采用相序轮换、分段分相供电的方案，在铁路沿线每20?25km作为一个供电区段，各个区段依次分别由电网中的不同相供电，就形成了电气化线路牵引供电系统的过分相结构。过分相结构为主断路器和分相绝缘器。
[0004]I)主断路器，断开主断路器开关，只靠惯性通过中性段。由于主断路器的频繁开闭，影响其使用寿命，增加了投资和运行费用，又影响列车的运行速度。而且切换频繁会造成过电压，影响列车的电器设备，在切换过程中，还可能出现铁磁谐振现象，影响自动过分相的可靠性。
[0005]2)分相绝缘器，一般由三块相同的玻璃钢绝缘件组成，每块玻璃钢绝缘件长
1.8m,宽25mm，高60mm，其底面制成斜槽，以增加表面泄漏距离。三块绝缘件之间的区域是不带电的中性区域，中性区域的长度是以列车升双弓时不致短接不同相位为限，列车通过中性区域时必须不带电滑过，所以中性区域不能设置太长，以便越区供电。
[0006]为了实现同相供电问题，西南交通大学李群湛课题组经科学论证，判明同相供电的关键是在牵引变电所实现三相和单相对称变换。在现有牵引供电系统基础上，引入了YN, vd平衡变压器和潮流控制器IPFC。YN，vd平衡变压器将来自电力系统侧的三相对称电压平衡变换成两相对称电压。IPFC将变电所将2条供电线合并为一条供电线，即将其中一相并联接入另一相，实现原边三相电流完全对称。其基本控制原理是利用中间直流耦合电容作为能量交换环节，在2个端口之间实现有功功率的交换。各个变电所输出相位相同的电压，在牵引供电线处取消了电分相，不用设置分相绝缘器。该项成果于2010年10月在成昆铁路眉山牵引变电所投入试运行。虽然该成果解决了外部同相供电的问题。但是，在同相供电的研究领域尚有创新空间，而且该成果没有把外部供电和动车组内部供电很好的结合起来。
[0007]内部供电系统:由三相A、B、C高压电网进入牵引变压器的原边，经降压由牵引变压器的副边输出的单相电与供电网连接，电能由供电网经受电弓进入动车组。中国的动车组主要分为CRHl型、CRH2型、CRH3型、CRH5型动车组。其中，CRH2型和CRH3型的动车编组相同，都为4动4拖，8厢编组，如图9所示。已有CRH3型动车相应的元件、部件和线路结构如图10所示。
[0008]受电弓的升弓方式采用气囊装置，输入压缩空气的压力为0.4?IMPa，静态接触压力为70N时的标称工作压力约为0.35MPa，弓头垂向位移60mm。一个受电弓抬起时，另一个受电弓必须落下。电能由供电网经受电弓进入动车组的内部供电系统，内部供电系统主要由动车组的动力供电系统和辅助供电系统两部分组成。
[0009]由上可知，在电气化铁路的全程供电网中，不设主断路器开关或绝缘中性段，在三相高压电网中也不产生负序电流，是电气化铁路供电系统亟待解决的问题。
【发明内容】
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[0010]为了解决上述问题，本发明提出一种不设过分相，在全程不产生负序电流的上行和下行双线运行的高速客运专线全程无负序供电系统。该系统采用外部供电和内部供电系统的最佳配合分别说明，特别适用CRH3型或CRH2型8厢动车组及CRH3 (CRH2)型16厢重组动车组的供电线路结构。
[0011]本发明的上述目的是这样实现的，结合【专利附图】
【附图说明】如下。
[0012]一种高速客运专线全程无负序供电系统，主要由外部供电系统和内部供电系统组成，由三相110KV或220KV专用供电网输至牵引变压器的原边，由牵引变压器副边输出电压为27.5KV(额定电压25KV)的两路单相α和β电，在铁路上行或下行的每一列锚段支柱上设有锚段腕臂，在锚段腕臂上设有两条平行的承力索，在每条承力索与接触导线之间设有吊弦，单相α和单相β分别与接触导线连接，单相α和单相β相互平行，彼此绝缘；
[0013]动车组的受电弓为双相受电弓TpTyT1升起时，T2必须降下；Τ2升起时,T1必须降下，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右接触器α '和β'，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触，受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。
[0014]CRH3型动车组为8厢，分别设入断路器开关Κ3、Κ4，将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，当断开Κ3、Κ4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓T\、T2分别设在2拖、7拖车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，由双相受电弓左右两臂滑动接触器α '和β '与双相开关Kla和K10相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与双相开关K2a和K2e相连，于是单相a只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电，在单相a或单相β不设过分相结构时，在A、B、C三相专用高压电网的负载也完全平衡、对称，便在运行全线不引起负序电流。
[0015]CRH2型动车组为8厢，将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关K3、K4，当断开K3、K4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓！\、T2分别设在4拖、6动的车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与进入动车组的单相α和单相β，与双相切断开关Kla和Kie相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双向开关K2a和K2e相连，由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相A、B、C高压电网中也不引起负序电流。
[0016]所述动车组采用双列8厢重组为16厢动车组，前列8厢与后列8厢机械连接，前列8厢动车组为TUBl基本单元，后8厢动车组为TUB2基本单元，两个基本单元的电路用断路器开关断开或连接，当两列8厢编组的双相受电弓T1升起时，两列8厢编组的双相受电弓T2降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T1的滑动接触器a /和β '输入两列动车组的供电系统，当两列8厢编组的双相受电弓T2升起时，两列8厢编组的双相受电弓T1降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T2的滑动接触器a '和β '输入两列动车组的供电系统，前后列8厢编组的供电线路完全相同，于是在三相专用高压电网Α、B、C便不引起负序电流。
[0017]所述单相a和单相β不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流，在全程只有电阻损耗降压。
[0018]本发明的有益效果:
[0019]1、将三相高压电输入到上行线牵引变压器的原边，由牵引变压器的副边输出两路单相电，两路单相电彼此绝缘，并与受电弓的双向受电臂为滑动接触，而且彼此绝缘，双相受电弓的两路单相连线，分别连接动车组CRH3两个完全对称的供电系统。这便可以在供电网全程不设主断路器或绝缘器，也在三相专用高压电网引起负序电流，于是消除了负序电流对高压电网供电的许多不良影响。
[0020]2、由于不设过分相的断路器或中性段绝缘器，牵引变电所之间的距离仅由输电线路的电压损耗决定，便可大大增加牵引变电所之间的距离，节省了许多牵引变电所的建设费用。
[0021]3、对于两列8厢动车组，重组连接成16厢的线路结构，由两个8厢动车组分为两个基本供电系统，同样可以在全线路消除负序电流，节省断路器和中性绝缘器，实现同等效果O
[0022]4、在与上行线完全对称的位置设置下行线的供电系统，就能建造下行线的不设过分相的断路器或中性绝缘器，在三相专用高压电网也不引起负序电流。
【专利附图】
【附图说明】
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[0023]图1为高速客运专线全程无分相供电系统的新结构。
[0024]图2为图1的A-A向视图。
[0025]图3为图1的B-B向视图。
[0026]图4为CRH3型8厢动车组的新结构图，其中:
[0027]图4(a)为图4的I动、2拖的局部放大图；
[0028]图4(b)为图4的3动、4拖、5拖、6动的局部放大图；
[0029]图4(c)为图4的7拖、8动的局部放大图。
[0030]图5为电力系统牵引供电示意图。
[0031]图6(a)为单相变压器联接示意图；
[0032]图6(b)为单相变压器全序列相序图。
[0033]图7为单相V，V变压器全序列相序图，其变压器连接示意图与图6(a)相同。
图7 (a)是三相V，V变压器联接示意图；
图7 (b)是单相V，V变压器全序列相序图；
[0034]图8 (a)为YN，dn变压器联接示意图；
[0035]图8 (b)为YN，dn变压器全序列相序图。
[0036]图9 (a)为CRH3型8厢动车组编组示意图；
[0037]图9 (b)为CRH2型8厢动车组编组示意图。
[0038]图10为已有CRH3型动车组动力供电及辅助供电结构图。
[0039]图中:
[0040]A、B、C为铁路专线三相高压(110KV或220KV)供电网；S为牵引变电所；α、β为两路单相27.5KV(额定电压25KV)供电电线；α '为与α的滑动接触器，β '为与β的滑动接触器；La为双相受电弓的左臂，Ra为双相受电弓的右臂；M1和M2为绝缘器；R为钢轨；T1和T2为双相受电弓；K3和K4为A — A和B — B加设的断路器开关，Κ3和Κ4为TUBl单元和TUB2单元的断路器开关；Kla为α单相电输入TUBl单元的断路器开关，K10为β单相电输入TUB2单元的断路器开关；K2a为α单相电输入TUB1，K20为β单相电输入TUB2单元的断路器开关。
[0041]1.单相受电弓，2.电涌放电器(避雷器)，3.电压测量变压器，4.接地开关，5.主断路器，6、8、12.电流互感器，7.受电弓切断开关，9.主变压器，10.牵引变流器，11.牵引电动机，13.辅助变流器，14.双辅助变流器，15.双辅助变流器装置的外部电源插座，16.空调仓，17.牵引装置辅助系统，18.前挡风玻璃加热，19.变压器，20.砂管加热器，21.自动车钩加热，22.主变压器的辅助系统，23.水系加热，24.主空气压缩机，25.充电机，26.蓄电池箱，27.蓄电池箱的外部电源插座，28.逆变器，29.清洁用插座，30.直连电池母线BD，31.常规电池母线BN1，32.常规电池母线BN2。
【具体实施方式】
:
[0042]下面结合附图对本发明上下双线运行供电系统，并针对外部供电、内部供电系统的新结构，作进一步说明。
[0043]外部供电:
[0044]所述原有的外部供电系统，参阅图2，由发电厂输出的三相电经升压或由三相高压公用电网输出的高压电经降压，变压为110KV或220KV的专用高压电(250km/h为110KV，350km/h为220KV)，输至专用三相高压电网。由专用三相高压电网输至上行线牵引变电所牵引变压器的原边，将牵引变压器副边27.5KV(额定电压为25KV)输至一路单相接触网。
[0045]所述的外部供电系统:参阅图1，将原来在腕臂上固定一条承力索上的吊弦连至一路单相接触网。本专利改为两条承力索，两条承力索上连接两条平行吊弦的上端连接，吊弦的下端与牵引变压器副边输出的两路单相α和β接触网连接。两条承力索，两条承力索上端连接的吊弦，下端连接的两路单相α和β接触线，均互相平行，彼此绝缘，绝不能短路，形成上行线的线路。与上行线对称的位置设锚段支柱，腕臂，承力索，吊弦和牵引变电所，便形成下行线的线路。由于不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流。在全程只有电阻损耗降压。因此只需设置少数牵引变电所，这便节省了建设资金、维护资金，而且增加了电气化线路的运行安全性。
[0046]由专用三相高压(110KV或220KV)电网输入牵引变电所变压器的原边，再由牵引变压器的副边输出单相α和单相β电(电压27.5KV，额定电压为25KV)，将牵引变压器输出的两路单相α和单相β电线与两条供电接触导线相连，两条供电接触导线必须相互平行、彼此绝缘，始终不能接通或短路。动车组的受电弓为双相受电弓，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右两个接触器α '和β '，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触。受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。将原有的单相接触受电弓改为双相接触受电弓，这比只在受电弓中间设置一个接触器的接触受电，具有机械传递平顺，电能传输更加可靠和稳定。绝缘器由玻璃钢制成，以便使受电弓的左右两臂完全绝缘。由于在供电网不设主断路器开关或中性段，所以牵引变电所的设置只是为了补偿电流在运行中的电压降，这就可以将变电所的数量减至最少。所以牵引变电所的相邻距离会大大增加，这便大大减少了变电所及其建设、维护资金。
[0047]内部供电:
[0048]所述的内部供电系统，如图3所示，将原设在动车组车顶上方的两个单相牵引受电弓，改为两个双相牵引受电弓!\和T2，当双相牵引受电弓T1升起时，双相牵引受电弓1~2必须降下；当双相牵引受电弓T1降下时，双相牵引受电弓T2必须升起。在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右两个接触器α '和β'，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α和单相β有良好的滑动接触，受电弓左右两臂1^和艮为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘，绝缘器由玻璃钢制成。将原有的单相接触受电弓I改为双相接触受电弓T1或T2，比只在受电弓中间设置一个接触器的接触受电，具有机械传递平顺，电能传输可靠和稳定。单相α和单相β经左右受电弓两臂端部的滑动接触器α ,和β '进入动车组的供电系统。图9 (a)为CRH3型8厢动车组的排列顺序，图4为CRH3型的改进线路结构，在图中的A — A、B 一 B分别由K3、Κ4代替。将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元。当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，受电弓左右两臂接触器α '和β '与动车组的单相α和单相β接触，由α和β进入双向开关Kla和Kie。当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，受电弓左右两臂接触器a '和β '与进入动车组的单相α和单相β接触，由α和β进入双向开关K2a和K20。于是单相α只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电。因此，在Α、B、C三相专用高压电网的负载完全平衡、对称，便在上行和下行全线不产生负序电流。
[0049]将CRH3型8厢动车编组的I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2。在CRH3型动车组电路结构图中的A — A和B — B断开，增设断路开关Κ3和Κ4，开启Κ3和Κ4时，基本单元TUBl和TUB2完全断开。由于TUBl和TUB2为两个完全相同、彼此对称的基本单元。再将原有的单相切断开关用双相切断开关Kla和K10代替。并将单相受电弓改为双臂双相受电弓T1和T2，在双臂受电弓的上端设有接触器a'和β'。当需要双臂受电弓T1升起，双臂受电弓T2降下时，先断开双相切断开关K2a和K20，升起双臂受电弓T1，双相切断开关Kla相便承担基本单元TUBl的供电，双相切断开关K10相便承担基本单元TUB2的供电。当需要双臂受电弓T1降下，双臂受电弓1~2升起时，先断开双相切断开关Kla和K10，双相开关K2a相便承担基本单元TUBl的供电，双相切断开关K2e相便承担基本单元TUB2的供电。由于α相和β相完全绝缘，基本单元TUBl和基本单元TUB2的线路结构和电器元件完全相同，便实现了牵引变压器输出单相α和单相β在运行全程始终对称供电。即使不设过分相的主断路器开关或中性段，也不会在全程造成输入牵引变压器的高压三相Α、B、C的负载不平衡，而产生负序电流。
[0050]对于CRH3 (CRH2)型16厢重组动车组的供电线路结构，将一组CRH3 (CRH2)型8厢动车组设为基本单元TUB1，将另一组CRH3(CRH2)型8厢动车组设为基本单元TUB2。将双相受电弓T1设在CRH3型一列8厢动车组2拖或7拖的车顶上方，将双相受电弓T2设在另一列8厢动车组的2拖或7拖车顶上方。将T1设在CRH2型一列8厢动车组的4拖或6动的车顶上方，将T2设在另一列8厢动车组4拖或6动的车顶上方。其余的线路结构与以上所述完全相同。
[0051]对于如图9(b)所示的CRH2型的动车组，由于其线路结构与图9 (a) CRH3型动车组完全相同，只是受电弓T1是设在4拖的车顶上方，受电弓T2是设在6动的车顶上方。将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2。用断路器开关将TUBl和TUB2分成两个相互对称，彼此完全独立的单元。仿照图4的CRH3车顶部的线路连接，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的接触器α '和β '进入动车组的单相α和单相β与双向开关Kla和Kie相连。当牵引受电弓T2升起，牵引受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '进入动车组的单相α和单相β与双向开关K2a和K20相连。由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相Α、B、C高压电网中也不引起负序电流。
[0052]对于双列重组的CRH3型或CRH2型的16厢动车组。CRH3型的两列8厢编组要有可靠的机械连接，但将其电路系统完全断开，两列编组的受电弓T1升起时，两列编组的受电弓T2必须降下，由牵引变压器输出的单相α和单相β经受电弓T1滑动接触器α '和β '输入两列动车组的供电系统。当两列编组的受电弓T2升起时，两列编组的受电弓T1必须降下，由牵引变压器输出的单相α和单相β经受电弓T2滑动接触器α '和β '输入两列动车组的供电系统。由牵引变压器输出的单相α电和单相β电的负荷互相独立，完全相同，于是在三相专用高压电网Α、B、C便不产生负序电流。
【权利要求】
1.一种高速客运专线全程无负序供电系统，主要由外部供电系统和内部供电系统组成，其特征在于: 由三相IlOKV或220KV专用供电网输至牵引变压器的原边，由牵引变压器副边输出电压为27.5KV、额定电压25KV的两路单相α和β电，在铁路上行或下行的每一列锚段支柱上设有锚段腕臂，在锚段腕臂上设有两条平行的承力索，在每条承力索与接触导线之间设有吊弦，单相α和单相β分别与接触导线连接，单相α和单相β相互平行，彼此绝缘； 动车组的受电弓为双相受电弓V T2, T1升起时，T2必须降下；Τ2升起时，T1必须降下，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右接触器α '和β '，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触，受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。
2.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: CRH3型8厢动车组，将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，将5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关Κ3、Κ4，当断开Κ3、Κ4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓TpT2*别设在2拖、7拖车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，由双相受电弓左右两臂滑动接触器α '和β '与双相开关Kla和Kie相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂的滑动接触器α '和β'与双相开关K2a和K20相连，于是单相a只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电，在单相a或单相β不设过分相结构的条件下，在A、B、C三相专用高压电网的负载也完全平衡、对称，便在运行全线不引起负序电流。
3.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: CRH2型8厢动车组，将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关K3、K4，当断开1(3、1(4时，基本单元1'服1和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓T2分别设在CRH2型8厢动车组4拖、6动的车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双相切断开关Kla和K10相连，当双相受电弓1~2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双相开关K2a和K20相连，由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相Α、B、C高压电网中也不引起负序电流。
4.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: 所述动车组采用双列8厢重组为16厢动车组,前列8厢与后列8厢机械连接,前列8厢动车组为TUBl基本单元，后8厢动车组为TUB2基本单元，两个基本单元的电路用断路器开关断开或连接，当两列8厢编组的双相受电弓T1升起时，两列8厢编组的双相受电弓T2降下时，由牵引变压器输出的单相α和单相β经双相受电弓T1的滑动接触器a '和β '输入两列动车组的供电系统，当两列8厢编组的双相受电弓T2升起时，两列8厢编组的双相受电弓T1降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T2的滑动接触器a'和β'输入两列动车组的供电系统，前后列8厢编组的供电线路完全相同，于是在三相专用高压电网A、B、C便不引起负序电流。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: 所述单相α和单相β不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流，在全程只有电阻损耗降压。
【文档编号】B60M3/00GK104369676SQ201410182358
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】宋玉泉, 管晓芳, 宋家旺 申请人:吉林大学
【专利摘要】本发明公开了一种高速客运专线全程无负序供电系统。其主要内容是将外部专用单相供电网改为双相供电网。将单相受电弓改为双相受电弓，把内部受电分为TUB1和TUB2两个完全独立、互相对称的基本单元分别为内部的动力和辅助供电。特别适用于CRH3型和CRH2型8厢编组的动车组。同样适用于CRH3型16厢重组、CRH2型16厢重组的动车组。由于该发明无需设置过分相的主断路器或过分相的中性段，因此，在供电网线路无需设置过分相结构，在三相高压供电网也不引起负序电流。
【专利说明】高速客运专线全程无负序供电系统
【技术领域】
:
[0001]高速客运列车专线供电系统是保证高速列车安全、稳定、高效运营的动力源，担负着由供电网安全取电和向动车组提供稳定、持续、可靠的供电任务，是高速线路的重要基础设施之一。本发明涉及一种高速列车的牵引供电系统，特别适用于CRH3型及CRH2型动车组的弓网供电系统。
【背景技术】
:
[0002]电气化高速铁路的供电系统由外部供电系统和内部供电系统两大部分组成。
[0003]外部供电系统:由发电厂输出的电压经升压变压或由三相高压公用电网经降压变压，变换为铁路专用A、B、C三相高压(普通电气铁路为110KV，高速电气铁路为220KV)电，然后输至牵引变电所变压器，再转换为27.5KV(额定电压25KV)的两路单相工频交流电，分别给铁路上行和下行接触网供电，如图5所示。已有铁路专用外部供电系统的主要组成为牵引变电所，一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40?50km，牵引变电所的核心设备为牵引变压器。由于单相供电系统结构简单、建设成本低、运用和维护方便。所以铁路部门希望电气化列车采用单相工频交流供电，供电部门的电力系统希望铁路部门从电网三相平衡对称取电，以避免专用高压电网中三相不平衡，三相电网的不平衡，引起负序电流。负序电流使同步发电机的出力下降、产生附加振动，使定子各部分发热不均匀、引起转子表面发热，造成电动机端子三相电压不对称使正序分量减小，引起定子电流的增加，造成电动机各相电流的不平衡，降低运行效率。负序电流使电机过热，还将在感应电机中产生一个反向旋转磁场，对转子产生一个制动力矩，对电动机转子产生制动，引起电力变压器容量利用率下降，造成变压器的附加能耗，在变压器的铁芯磁路中造成附加发热。负序电流通过送电线路时，负序功率并不做功，但造成电力线路电能损失增加，降低了电力电网的输送能力，容易使电力系统中的负序分量起动的继电保护及高频保护误动作，增加保护的复杂性。负序电流还会在电网中引起电压谐波、闪变、非线性等，这便严重影响电网的电能质量、降低功率因素，致使电网能量的线损增加，变压器效率降低。严重时，这些都影响保护的正常进行，甚至对电力系统产生巨大危害。电气化铁路牵引变电所普遍采用以下换相接入电力系统中不同相的供电方式，这些方式为:单相牵引变电所的换相联接，如图6所示。V，V牵引变电所的换相联接，如图7所示。YN，dn牵引变电所的换相联接，如图8所示。两个相邻变电所的电压为供电网电压，电压相位差60°。为了避免电网中的负序电流，电气化铁路采用相序轮换、分段分相供电的方案，在铁路沿线每20?25km作为一个供电区段，各个区段依次分别由电网中的不同相供电，就形成了电气化线路牵引供电系统的过分相结构。过分相结构为主断路器和分相绝缘器。
[0004]I)主断路器，断开主断路器开关，只靠惯性通过中性段。由于主断路器的频繁开闭，影响其使用寿命，增加了投资和运行费用，又影响列车的运行速度。而且切换频繁会造成过电压，影响列车的电器设备，在切换过程中，还可能出现铁磁谐振现象，影响自动过分相的可靠性。
[0005]2)分相绝缘器，一般由三块相同的玻璃钢绝缘件组成，每块玻璃钢绝缘件长
1.8m,宽25mm，高60mm，其底面制成斜槽，以增加表面泄漏距离。三块绝缘件之间的区域是不带电的中性区域，中性区域的长度是以列车升双弓时不致短接不同相位为限，列车通过中性区域时必须不带电滑过，所以中性区域不能设置太长，以便越区供电。
[0006]为了实现同相供电问题，西南交通大学李群湛课题组经科学论证，判明同相供电的关键是在牵引变电所实现三相和单相对称变换。在现有牵引供电系统基础上，引入了YN, vd平衡变压器和潮流控制器IPFC。YN，vd平衡变压器将来自电力系统侧的三相对称电压平衡变换成两相对称电压。IPFC将变电所将2条供电线合并为一条供电线，即将其中一相并联接入另一相，实现原边三相电流完全对称。其基本控制原理是利用中间直流耦合电容作为能量交换环节，在2个端口之间实现有功功率的交换。各个变电所输出相位相同的电压，在牵引供电线处取消了电分相，不用设置分相绝缘器。该项成果于2010年10月在成昆铁路眉山牵引变电所投入试运行。虽然该成果解决了外部同相供电的问题。但是，在同相供电的研究领域尚有创新空间，而且该成果没有把外部供电和动车组内部供电很好的结合起来。
[0007]内部供电系统:由三相A、B、C高压电网进入牵引变压器的原边，经降压由牵引变压器的副边输出的单相电与供电网连接，电能由供电网经受电弓进入动车组。中国的动车组主要分为CRHl型、CRH2型、CRH3型、CRH5型动车组。其中，CRH2型和CRH3型的动车编组相同，都为4动4拖，8厢编组，如图9所示。已有CRH3型动车相应的元件、部件和线路结构如图10所示。
[0008]受电弓的升弓方式采用气囊装置，输入压缩空气的压力为0.4?IMPa，静态接触压力为70N时的标称工作压力约为0.35MPa，弓头垂向位移60mm。一个受电弓抬起时，另一个受电弓必须落下。电能由供电网经受电弓进入动车组的内部供电系统，内部供电系统主要由动车组的动力供电系统和辅助供电系统两部分组成。
[0009]由上可知，在电气化铁路的全程供电网中，不设主断路器开关或绝缘中性段，在三相高压电网中也不产生负序电流，是电气化铁路供电系统亟待解决的问题。
【发明内容】
:
[0010]为了解决上述问题，本发明提出一种不设过分相，在全程不产生负序电流的上行和下行双线运行的高速客运专线全程无负序供电系统。该系统采用外部供电和内部供电系统的最佳配合分别说明，特别适用CRH3型或CRH2型8厢动车组及CRH3 (CRH2)型16厢重组动车组的供电线路结构。
[0011]本发明的上述目的是这样实现的，结合【专利附图】
【附图说明】如下。
[0012]一种高速客运专线全程无负序供电系统，主要由外部供电系统和内部供电系统组成，由三相110KV或220KV专用供电网输至牵引变压器的原边，由牵引变压器副边输出电压为27.5KV(额定电压25KV)的两路单相α和β电，在铁路上行或下行的每一列锚段支柱上设有锚段腕臂，在锚段腕臂上设有两条平行的承力索，在每条承力索与接触导线之间设有吊弦，单相α和单相β分别与接触导线连接，单相α和单相β相互平行，彼此绝缘；
[0013]动车组的受电弓为双相受电弓TpTyT1升起时，T2必须降下；Τ2升起时,T1必须降下，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右接触器α '和β'，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触，受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。
[0014]CRH3型动车组为8厢，分别设入断路器开关Κ3、Κ4，将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，当断开Κ3、Κ4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓T\、T2分别设在2拖、7拖车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，由双相受电弓左右两臂滑动接触器α '和β '与双相开关Kla和K10相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与双相开关K2a和K2e相连，于是单相a只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电，在单相a或单相β不设过分相结构时，在A、B、C三相专用高压电网的负载也完全平衡、对称，便在运行全线不引起负序电流。
[0015]CRH2型动车组为8厢，将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关K3、K4，当断开K3、K4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓！\、T2分别设在4拖、6动的车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与进入动车组的单相α和单相β，与双相切断开关Kla和Kie相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双向开关K2a和K2e相连，由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相A、B、C高压电网中也不引起负序电流。
[0016]所述动车组采用双列8厢重组为16厢动车组，前列8厢与后列8厢机械连接，前列8厢动车组为TUBl基本单元，后8厢动车组为TUB2基本单元，两个基本单元的电路用断路器开关断开或连接，当两列8厢编组的双相受电弓T1升起时，两列8厢编组的双相受电弓T2降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T1的滑动接触器a /和β '输入两列动车组的供电系统，当两列8厢编组的双相受电弓T2升起时，两列8厢编组的双相受电弓T1降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T2的滑动接触器a '和β '输入两列动车组的供电系统，前后列8厢编组的供电线路完全相同，于是在三相专用高压电网Α、B、C便不引起负序电流。
[0017]所述单相a和单相β不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流，在全程只有电阻损耗降压。
[0018]本发明的有益效果:
[0019]1、将三相高压电输入到上行线牵引变压器的原边，由牵引变压器的副边输出两路单相电，两路单相电彼此绝缘，并与受电弓的双向受电臂为滑动接触，而且彼此绝缘，双相受电弓的两路单相连线，分别连接动车组CRH3两个完全对称的供电系统。这便可以在供电网全程不设主断路器或绝缘器，也在三相专用高压电网引起负序电流，于是消除了负序电流对高压电网供电的许多不良影响。
[0020]2、由于不设过分相的断路器或中性段绝缘器，牵引变电所之间的距离仅由输电线路的电压损耗决定，便可大大增加牵引变电所之间的距离，节省了许多牵引变电所的建设费用。
[0021]3、对于两列8厢动车组，重组连接成16厢的线路结构，由两个8厢动车组分为两个基本供电系统，同样可以在全线路消除负序电流，节省断路器和中性绝缘器，实现同等效果O
[0022]4、在与上行线完全对称的位置设置下行线的供电系统，就能建造下行线的不设过分相的断路器或中性绝缘器，在三相专用高压电网也不引起负序电流。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0023]图1为高速客运专线全程无分相供电系统的新结构。
[0024]图2为图1的A-A向视图。
[0025]图3为图1的B-B向视图。
[0026]图4为CRH3型8厢动车组的新结构图，其中:
[0027]图4(a)为图4的I动、2拖的局部放大图；
[0028]图4(b)为图4的3动、4拖、5拖、6动的局部放大图；
[0029]图4(c)为图4的7拖、8动的局部放大图。
[0030]图5为电力系统牵引供电示意图。
[0031]图6(a)为单相变压器联接示意图；
[0032]图6(b)为单相变压器全序列相序图。
[0033]图7为单相V，V变压器全序列相序图，其变压器连接示意图与图6(a)相同。
图7 (a)是三相V，V变压器联接示意图；
图7 (b)是单相V，V变压器全序列相序图；
[0034]图8 (a)为YN，dn变压器联接示意图；
[0035]图8 (b)为YN，dn变压器全序列相序图。
[0036]图9 (a)为CRH3型8厢动车组编组示意图；
[0037]图9 (b)为CRH2型8厢动车组编组示意图。
[0038]图10为已有CRH3型动车组动力供电及辅助供电结构图。
[0039]图中:
[0040]A、B、C为铁路专线三相高压(110KV或220KV)供电网；S为牵引变电所；α、β为两路单相27.5KV(额定电压25KV)供电电线；α '为与α的滑动接触器，β '为与β的滑动接触器；La为双相受电弓的左臂，Ra为双相受电弓的右臂；M1和M2为绝缘器；R为钢轨；T1和T2为双相受电弓；K3和K4为A — A和B — B加设的断路器开关，Κ3和Κ4为TUBl单元和TUB2单元的断路器开关；Kla为α单相电输入TUBl单元的断路器开关，K10为β单相电输入TUB2单元的断路器开关；K2a为α单相电输入TUB1，K20为β单相电输入TUB2单元的断路器开关。
[0041]1.单相受电弓，2.电涌放电器(避雷器)，3.电压测量变压器，4.接地开关，5.主断路器，6、8、12.电流互感器，7.受电弓切断开关，9.主变压器，10.牵引变流器，11.牵引电动机，13.辅助变流器，14.双辅助变流器，15.双辅助变流器装置的外部电源插座，16.空调仓，17.牵引装置辅助系统，18.前挡风玻璃加热，19.变压器，20.砂管加热器，21.自动车钩加热，22.主变压器的辅助系统，23.水系加热，24.主空气压缩机，25.充电机，26.蓄电池箱，27.蓄电池箱的外部电源插座，28.逆变器，29.清洁用插座，30.直连电池母线BD，31.常规电池母线BN1，32.常规电池母线BN2。
【具体实施方式】
:
[0042]下面结合附图对本发明上下双线运行供电系统，并针对外部供电、内部供电系统的新结构，作进一步说明。
[0043]外部供电:
[0044]所述原有的外部供电系统，参阅图2，由发电厂输出的三相电经升压或由三相高压公用电网输出的高压电经降压，变压为110KV或220KV的专用高压电(250km/h为110KV，350km/h为220KV)，输至专用三相高压电网。由专用三相高压电网输至上行线牵引变电所牵引变压器的原边，将牵引变压器副边27.5KV(额定电压为25KV)输至一路单相接触网。
[0045]所述的外部供电系统:参阅图1，将原来在腕臂上固定一条承力索上的吊弦连至一路单相接触网。本专利改为两条承力索，两条承力索上连接两条平行吊弦的上端连接，吊弦的下端与牵引变压器副边输出的两路单相α和β接触网连接。两条承力索，两条承力索上端连接的吊弦，下端连接的两路单相α和β接触线，均互相平行，彼此绝缘，绝不能短路，形成上行线的线路。与上行线对称的位置设锚段支柱，腕臂，承力索，吊弦和牵引变电所，便形成下行线的线路。由于不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流。在全程只有电阻损耗降压。因此只需设置少数牵引变电所，这便节省了建设资金、维护资金，而且增加了电气化线路的运行安全性。
[0046]由专用三相高压(110KV或220KV)电网输入牵引变电所变压器的原边，再由牵引变压器的副边输出单相α和单相β电(电压27.5KV，额定电压为25KV)，将牵引变压器输出的两路单相α和单相β电线与两条供电接触导线相连，两条供电接触导线必须相互平行、彼此绝缘，始终不能接通或短路。动车组的受电弓为双相受电弓，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右两个接触器α '和β '，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触。受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。将原有的单相接触受电弓改为双相接触受电弓，这比只在受电弓中间设置一个接触器的接触受电，具有机械传递平顺，电能传输更加可靠和稳定。绝缘器由玻璃钢制成，以便使受电弓的左右两臂完全绝缘。由于在供电网不设主断路器开关或中性段，所以牵引变电所的设置只是为了补偿电流在运行中的电压降，这就可以将变电所的数量减至最少。所以牵引变电所的相邻距离会大大增加，这便大大减少了变电所及其建设、维护资金。
[0047]内部供电:
[0048]所述的内部供电系统，如图3所示，将原设在动车组车顶上方的两个单相牵引受电弓，改为两个双相牵引受电弓!\和T2，当双相牵引受电弓T1升起时，双相牵引受电弓1~2必须降下；当双相牵引受电弓T1降下时，双相牵引受电弓T2必须升起。在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右两个接触器α '和β'，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α和单相β有良好的滑动接触，受电弓左右两臂1^和艮为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘，绝缘器由玻璃钢制成。将原有的单相接触受电弓I改为双相接触受电弓T1或T2，比只在受电弓中间设置一个接触器的接触受电，具有机械传递平顺，电能传输可靠和稳定。单相α和单相β经左右受电弓两臂端部的滑动接触器α ,和β '进入动车组的供电系统。图9 (a)为CRH3型8厢动车组的排列顺序，图4为CRH3型的改进线路结构，在图中的A — A、B 一 B分别由K3、Κ4代替。将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元。当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，受电弓左右两臂接触器α '和β '与动车组的单相α和单相β接触，由α和β进入双向开关Kla和Kie。当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，受电弓左右两臂接触器a '和β '与进入动车组的单相α和单相β接触，由α和β进入双向开关K2a和K20。于是单相α只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电。因此，在Α、B、C三相专用高压电网的负载完全平衡、对称，便在上行和下行全线不产生负序电流。
[0049]将CRH3型8厢动车编组的I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2。在CRH3型动车组电路结构图中的A — A和B — B断开，增设断路开关Κ3和Κ4，开启Κ3和Κ4时，基本单元TUBl和TUB2完全断开。由于TUBl和TUB2为两个完全相同、彼此对称的基本单元。再将原有的单相切断开关用双相切断开关Kla和K10代替。并将单相受电弓改为双臂双相受电弓T1和T2，在双臂受电弓的上端设有接触器a'和β'。当需要双臂受电弓T1升起，双臂受电弓T2降下时，先断开双相切断开关K2a和K20，升起双臂受电弓T1，双相切断开关Kla相便承担基本单元TUBl的供电，双相切断开关K10相便承担基本单元TUB2的供电。当需要双臂受电弓T1降下，双臂受电弓1~2升起时，先断开双相切断开关Kla和K10，双相开关K2a相便承担基本单元TUBl的供电，双相切断开关K2e相便承担基本单元TUB2的供电。由于α相和β相完全绝缘，基本单元TUBl和基本单元TUB2的线路结构和电器元件完全相同，便实现了牵引变压器输出单相α和单相β在运行全程始终对称供电。即使不设过分相的主断路器开关或中性段，也不会在全程造成输入牵引变压器的高压三相Α、B、C的负载不平衡，而产生负序电流。
[0050]对于CRH3 (CRH2)型16厢重组动车组的供电线路结构，将一组CRH3 (CRH2)型8厢动车组设为基本单元TUB1，将另一组CRH3(CRH2)型8厢动车组设为基本单元TUB2。将双相受电弓T1设在CRH3型一列8厢动车组2拖或7拖的车顶上方，将双相受电弓T2设在另一列8厢动车组的2拖或7拖车顶上方。将T1设在CRH2型一列8厢动车组的4拖或6动的车顶上方，将T2设在另一列8厢动车组4拖或6动的车顶上方。其余的线路结构与以上所述完全相同。
[0051]对于如图9(b)所示的CRH2型的动车组，由于其线路结构与图9 (a) CRH3型动车组完全相同，只是受电弓T1是设在4拖的车顶上方，受电弓T2是设在6动的车顶上方。将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2。用断路器开关将TUBl和TUB2分成两个相互对称，彼此完全独立的单元。仿照图4的CRH3车顶部的线路连接，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的接触器α '和β '进入动车组的单相α和单相β与双向开关Kla和Kie相连。当牵引受电弓T2升起，牵引受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '进入动车组的单相α和单相β与双向开关K2a和K20相连。由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相Α、B、C高压电网中也不引起负序电流。
[0052]对于双列重组的CRH3型或CRH2型的16厢动车组。CRH3型的两列8厢编组要有可靠的机械连接，但将其电路系统完全断开，两列编组的受电弓T1升起时，两列编组的受电弓T2必须降下，由牵引变压器输出的单相α和单相β经受电弓T1滑动接触器α '和β '输入两列动车组的供电系统。当两列编组的受电弓T2升起时，两列编组的受电弓T1必须降下，由牵引变压器输出的单相α和单相β经受电弓T2滑动接触器α '和β '输入两列动车组的供电系统。由牵引变压器输出的单相α电和单相β电的负荷互相独立，完全相同，于是在三相专用高压电网Α、B、C便不产生负序电流。
【权利要求】
1.一种高速客运专线全程无负序供电系统，主要由外部供电系统和内部供电系统组成，其特征在于: 由三相IlOKV或220KV专用供电网输至牵引变压器的原边，由牵引变压器副边输出电压为27.5KV、额定电压25KV的两路单相α和β电，在铁路上行或下行的每一列锚段支柱上设有锚段腕臂，在锚段腕臂上设有两条平行的承力索，在每条承力索与接触导线之间设有吊弦，单相α和单相β分别与接触导线连接，单相α和单相β相互平行，彼此绝缘； 动车组的受电弓为双相受电弓V T2, T1升起时，T2必须降下；Τ2升起时，T1必须降下，在双相受电弓左右两臂的上端分别设置左右接触器α '和β '，接触器为凹型结构，而且分别与供电网的单相α、单相β有良好的滑动接触，受电弓两臂为碳结构，左右两臂彼此由绝缘器Ml和M2实现良好的绝缘。
2.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: CRH3型8厢动车组，将I动、2拖、3动、4拖设为基本单元TUB1，将5拖、6动、7拖、8动设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关Κ3、Κ4，当断开Κ3、Κ4时，基本单元TUBl和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓TpT2*别设在2拖、7拖车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，由双相受电弓左右两臂滑动接触器α '和β '与双相开关Kla和Kie相连，当双相受电弓T2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂的滑动接触器α '和β'与双相开关K2a和K20相连，于是单相a只给基本单元TUBl供电，单相β只给基本单元TUB2供电，在单相a或单相β不设过分相结构的条件下，在A、B、C三相专用高压电网的负载也完全平衡、对称，便在运行全线不引起负序电流。
3.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: CRH2型8厢动车组，将I拖、2动、3动、4拖设为基本单元TUBlJf 5拖、6动、7动、8拖设为基本单元TUB2，TUBl与TUB2之间增设断路开关K3、K4，当断开1(3、1(4时，基本单元1'服1和基本单元TUB2便分为两个完全独立，彼此绝缘，供电相同，相互对称的基本单元，双相受电弓T2分别设在CRH2型8厢动车组4拖、6动的车顶上方，当双相受电弓T1升起，双相受电弓T2降下时，经双相受电弓左右两臂的滑动接触器a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双相切断开关Kla和K10相连，当双相受电弓1~2升起，双相受电弓T1降下时，由双相受电弓左右两臂a '和β '与进入动车组的单相a和单相β，与双相开关K2a和K20相连，由于两路单相供电网的负载相同，所以无需设置过分相，在专用三相Α、B、C高压电网中也不引起负序电流。
4.根据权利要求1所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: 所述动车组采用双列8厢重组为16厢动车组,前列8厢与后列8厢机械连接,前列8厢动车组为TUBl基本单元，后8厢动车组为TUB2基本单元，两个基本单元的电路用断路器开关断开或连接，当两列8厢编组的双相受电弓T1升起时，两列8厢编组的双相受电弓T2降下时，由牵引变压器输出的单相α和单相β经双相受电弓T1的滑动接触器a '和β '输入两列动车组的供电系统，当两列8厢编组的双相受电弓T2升起时，两列8厢编组的双相受电弓T1降下时，由牵引变压器输出的单相a和单相β经双相受电弓T2的滑动接触器a'和β'输入两列动车组的供电系统，前后列8厢编组的供电线路完全相同，于是在三相专用高压电网A、B、C便不引起负序电流。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高速客运专线全程无负序供电系统，其特征在于: 所述单相α和单相β不设过分相，在三相高压电网的全程也不产生负序电流，在全程只有电阻损耗降压。
【文档编号】B60M3/00GK104369676SQ201410182358
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】宋玉泉, 管晓芳, 宋家旺 申请人:吉林大学
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