专利名称：一种电力机车列车供电柜的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力机车领域，特别涉及一种电力机车列车供电柜。
背景技术：
为促进铁路节能降耗、提高运输效益，大规模取消发电车，推广电力机车的DC600V 列车供电系统。目前，电力机车列车供电柜已在多种型号的交直型电力机车上大规模使用， 但尚未在交流传动型电力机车上投入使用。目前，电力机车列车供电柜内有两套完全独立的供电回路，两套供电回路的原理电路完全相同。该结构的列车供电柜存在以下缺点1)由于列车供电主电路中部分器件较为分散(特别是直流侧的平波电抗器)，未全部集中到列车供电柜中，导致整体系统性较差，机车电缆用量增加，主机厂施工成本和施工难度较高；2)列车供电柜内部未考虑机车供电集中控制器的功能，需在外部增加该设备，导致中间处理环节太多，列车供电柜出现故障的概率增加；3)列车供电柜与司机台通讯内容较少，仅有直流输出电压、直流输出电流和部分故障信息，不便于查找故障。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力机车的列车供电柜，该列车供电柜系统集成度高， 便于维护。本发明一种电力机车的列车供电柜，所述列车供电柜包括结构相同的第一供电柜和第二供电柜，所述第一供电柜和第二供电柜分别包括主电路和控制箱；所述主电路，包括交流电输入端连接的真空接触器和快速熔断器，交流电输入端输入的交流电经真空接触器输送到控制箱；快速熔断器与单相整流桥连接，将输入端输入的交流电输送到单相整流桥整流成直流电；单相整流桥与电流传感器、滤波电抗器及滤波电容器相连接，电流传感器采样直流电信号，反馈到控制箱；直流电通过滤波电抗器和滤波电容器输送到控制箱输出。优选的，所述单项整流桥由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的两端分别并联一 RC电路，所述RC电路由两个电阻并联再与一电容串联组成。优选的，所述主电路还包括与所述滤波电容器并联的第一电压传感器和第二电压传感器，第一电压传感器和第二电压传感器为控制箱提供电压反馈信号。优选的，所述主电路还包括用于接地保护的第三电压传感器。优选的，第一电压传感器、第二电压传感器和第三电压传感器设置在第一供电柜和第二供电柜的右上方。优选的，所述主电路还包括连接在真空接触器和快速熔断器之间的过电压吸收电路，过电压吸收电路由串联的两个电阻和一个电容组成。
优选的，所述控制箱设置在第一供电柜和第二供电柜的左上方。优选的，所述控制箱内设有接线端子，连接各输入线和输出线。与现有技术相比，本发明具有以下优点列车供电柜内部集成完整的主电路和供电控制系统所需的全部器件，系统集成度高，可有效减少机车布线，降低主机厂施工成本和施工难度。
图1为本发明列车供电柜架构图；图2为本发明列车供电柜电路原理图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见图1，示出本发明列车供电柜架构，本发明依据电力机车的空间布置，将原先集中到1个供电柜内的2路独立的列车供电回路分成2个完全相同的列车供电柜，每个列车供电柜内都包含独立的主电路(含平波电抗器)和供电控制系统。取消外部的机车供电集中控制器，将相关的客车信号引入列车供电柜，由供电控制系统统一处理。加强列车供电柜的信息化设计，将列车供电柜的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障信息、供电柜开关状态信号、客车信号、电度信息等以通讯的方式发送到司机台。本发明所有交流输入和直流输出均从柜体下部前方通过螺栓连接接口，控制信号线及控制电源线从柜体顶部通过一个矩形连接器连接。柜体下端设有接地螺栓。外部交流进线和直流出线的接线均从柜体前方底部进出列车供电柜上部区域左边为控制箱，右边为电压传感器、中间继电器、SHCM模块和电度表等。后部为直流平波电抗器、风机。下部为整流器、交流接触器、滤波电容、电流传感
-V^r ^t ο列车供电柜充份考虑了安全和维修要求，所有操作均从走廊端进行。供电柜前面装有上下门，上门便于在线运行时操作和测试控制箱，电度表和断路器；下门在断电后方可打开操作。本装置的结构设计充分考虑了安全和维修方便，所有零部件的拆装均可从前门操作。参见图2，示出列车供电柜电路原理图，列车供电柜的电路分为主电路、辅助电路、 控制电路和电子电路四个部分。主电路额定交流电压860V从151/161、152/162端输入，经真空接触器13KM与快速熔断器IlFU到单相整流桥与电流传感器11SC，通过供电柜柜内的滤波电抗器13L和柜内的滤波电容器19C输出直流电压600V。整流桥的交流侧，并联了由电阻21R、电容17C 和压敏电阻13RV组成的过电压吸收电路与控制用同步变压器。同时，在交流侧有元件击穿短路时，快速熔断器能快速熔断保护，分断主电路，避免故障的进一步扩大。整流桥内各元件两端并联RC用于吸收元件的换相过电压。直流侧还有空载电阻R5与检测用电流传感器 11SC，接地分压电阻1R1、1R2、电压传感器13SV用于接地保护。电压传感器11SV、12SV分别为控制箱A、B组提供电压反馈信号。
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辅助电路列车供电柜采用了功率元件整流及直流负载电阻与交流阻容保护，均会产生热量，需通风带走。一台由机车逆变器供电的三相交流380V通风机Ml负责进行强制风冷。风机未闭合时，不允许列车供电柜投入工作，以免损坏器件。控制电路真空接触器的控制来自控制系统的合接触器信号通过中间继电器13KA闭合真空接触器13KM ；集控信号的控制控制系统接收客车送来供电申请信号，并通过闭合中间继电器 14KA送出供电允许信号给客车。电子电路供电控制系统通过给定延时积分环节的预置值与电压反馈信号比较，进行调节器运算得出晶闸管的触发角，通过同步处理与功率放大环节控制晶闸管的触发脉冲模块， 经隔离处理控制晶闸管的开通。如图2所示，供电控制系统接收以前机车供电集中控制器中的客车信号，并具备确保机车向客车安全供电的集中控制功能，即供电控制系统在确认客车电源工作正常、已发出供电申请信号的情况下，机车向客车发送供电允许信号，同时延时启动DC600V输出。如图2所示，网卡通过RS485通讯方式收集供电控制系统和电度表的信息，然后将以上信息按照通讯协议发送到司机台。通讯信息包括列车供电柜输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障信息、供电柜开关状态信号、客车信号、电度信息。本发明列车供电柜具有以下优点1)列车供电柜内部集成完整的主电路(含平波电抗器)和供电控制系统所需的全部器件，系统集成度高，可有效减少机车布线，降低主机厂施工成本和施工难度。2)取消外部的机车供电集中控制器，降低主机厂采购成本，减少中间控制环节，减少机车布线，降低出问题的概率。3)通过通讯的方式将列车供电柜的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障信息、供电柜开关状态信号、客车信号、电度信息等发送到司机台，这样可以使机车增加故障诊断和促进机车信息化，提高维护检修的效率。本发明也可对供电控制箱、电度表和网卡进行整合，信号传递也可以通过其它方式进行。以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种电力机车的列车供电柜，其特征在于，所述列车供电柜包括结构相同的第一供电柜和第二供电柜，所述第一供电柜和第二供电柜分别包括主电路和控制箱；所述主电路，包括交流电输入端连接的真空接触器和快速熔断器，交流电输入端输入的交流电经真空接触器输送到控制箱；快速熔断器与单相整流桥连接，将输入端输入的交流电输送到单相整流桥整流成直流电；单相整流桥与电流传感器、滤波电抗器及滤波电容器相连接，电流传感器采样直流电信号，反馈到控制箱；直流电通过滤波电抗器和滤波电容器输送到控制箱输出。
2.如权利要求1所述的列车供电柜，其特征在于，所述单项整流桥由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的两端分别并联一 RC电路，所述RC电路由两个电阻并联再与一电容串联组成。
3.如权利要求1所述的列车供电柜，其特征在于，所述主电路还包括与所述滤波电容器并联的第一电压传感器和第二电压传感器，第一电压传感器和第二电压传感器为控制箱提供电压反馈信号。
4.如权利要求3所述的列车供电柜，其特征在于，所述主电路还包括用于接地保护的第三电压传感器。
5.如权利要求3所述的列车供电柜，其特征在于，第一电压传感器、第二电压传感器和第三电压传感器设置在第一供电柜和第二供电柜的右上方。
6.如权利要求1所述的列车供电柜，其特征在于，所述主电路还包括连接在真空接触器和快速熔断器之间的过电压吸收电路，过电压吸收电路由串联的两个电阻和一个电容组成。
7.如权利要求1所述的列车供电柜，其特征在于，所述控制箱设置在第一供电柜和第二供电柜的左上方。
8.如权利要求1所述的列车供电柜，其特征在于，所述控制箱内设有接线端子，连接各输入线和输出线。
全文摘要
本发明涉及一种电力机车的列车供电柜，所述列车供电柜包括结构相同的第一供电柜和第二供电柜，所述第一供电柜和第二供电柜分别包括主电路和控制箱；所述主电路，包括交流电输入端连接的真空接触器和快速熔断器，交流电输入端输入的交流电经真空接触器输送到控制箱；快速熔断器与单相整流桥连接，将输入端输入的交流电输送到单相整流桥整流成直流电；单相整流桥与电流传感器、滤波电抗器及滤波电容器相连接，电流传感器采样直流电信号，反馈到控制箱；直流电通过滤波电抗器和滤波电容器输送到控制箱输出。本发明列车供电柜系统集成度高，便于维护。
文档编号H02M7/23GK102468775SQ20101054096
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者曹伟宸, 李小平, 李英华, 蔡杰 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司