轨道交通供电系统的制作方法

本实用新型涉及供电技术领域，特别涉及一种轨道交通供电系统。

背景技术：

在城市轨道交通领域，不论是城际列车还是有轨电车，所采用的供电方案都是从市电网引入电源至牵引变电所。具体地，在牵引变电所引入10kV中压电源，然后通过牵引整流机组整流，通过整流变压器降压变成轨道车辆使用的直流电源，然后通过牵引网(接触网和回流轨)为轨道车辆提供电能；同时，牵引变电所将10kV中压电源经电力变压器降压成低压0.4kV，供给动力照明设备。

然而，上述供电系统体系庞大，实现所需的机电设备、相应的保护措施复杂，线路回路多，故障点相应也多，维护维修困难大。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种轨道交通供电系统，该系统比较精简，功能完备，且供电可靠性高。

为达到上述目的，本实用新型提出了的一种轨道交通供电系统，包括：变配电站，所述变配电站包括第一变压器，所述第一变压器的高压端通过高压侧母线与市电网进线相连，所述第一变压器的低压端与低压侧母线相连，其中，所述第一变压器为降压变压器；充电柜，所述充电柜设置在充电站，所述充电柜的一端与所述低压侧母线相连，所述充电柜的另一端连接有供流器；其中，当轨道车辆停靠在所述充电站时，所述轨道车辆的充电端口与所述供流器相连，所述市电网通过所述充电柜给所述轨道车辆充电。

本实用新型的轨道交通供电系统，在变配电站后端设置充电柜，且充电柜设置在充电站，在充电柜内完成电压和交直流的转换，以给停靠在充电站的轨道车辆充电，取消了接触网和牵引整流组，从而精简了设备，节约了占地面积，提高了供电的可靠性。

另外，根据本实用新型上述的轨道交通供电系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述充电柜包括：第二变压器，所述第二变压器的一端与所述低压侧母线相连；整流器，所述整流器的交流侧与所述第二变压器的输出端相连，所述整流器的直流侧与所述供流器相连。

所述配电系统结构精简、功能完备，提高了供电系统的可靠性。

在一些示例中，所述充电柜还包括：第一滤波器，所述第一滤波器的一端与所述低压侧母线相连，用以对所述低压侧母线输出至所述充电柜的电压进行滤波；断路器，所述短路一的一端与所述第一滤波器的另一端相连，所述断路器的另一端与所述第二变压器的一端相连；第二滤波器，所述第二滤波器的一端与所述整流器的直流侧相连，所述第二滤波器的另一端与所述供流器相连。

在一些示例中，所述充电柜还包括：第一充电电路，所述第一充电电路连接在所述断路器和所述第二变压器之间，所述第一充电电路包括三个第一充电开关和三个第一预充电路，所述第一预充电路与所述第一充电开关一一对应设置，且并联连接；第二充电电路，所述第二充电电路连接在所述第二滤波电路和所述供流器之间，所述第二充电电路包括第二充电开关和第二预充电路，所述第二预充电路与所述第二充电开关并联连接。

在一些示例中，所述变配电站还包括：第一开关柜，所述第一开关柜包括第一进线柜和第一馈线柜，所述第一进线柜通过所述高压侧母线与所述市电网进线相连，所述第一馈线柜通过所述高压侧母线与所述降压变压器的高压端相连；第二开关柜，所述第二开关柜包括第二进线柜和至少一个第二馈线柜，所述至少一个第二进线柜通过所述低压侧母线与所述降压变压器的低压端相连，所述至少一个第二馈线柜中的一个通过所述低压侧母线与所述充电柜的一端相连。

在一些示例中，所述第二开关柜包括两个第二馈线柜时，另一个第二馈线柜通过所述低压侧母线与动照负载相连，以给所述动照负载供电。

在一些示例中，所述第一开关柜还包括第一出线柜，所述第一出线柜与市电网出线相连。

在一些示例中，所述轨道交通供电系统，还包括：储能装置，所述另一个第二馈线柜通过所述低压侧母线与所述储能装置相连。

在一些示例中，光伏发电装置，所述另一个第二馈线柜通过所述低压侧母线与所述光伏发电装置相连。

在一些示例中，所述第一变压器为10kV/0.4kV降压变压器。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型第二个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型第三个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型第四个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图；

图5是根据本实用新型第五个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图；

图6是根据本实用新型第六个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的轨道交通供电系统。

图1是根据本实用新型一个实施例的轨道交通供电系统的结构示意图。如图1所示，该供电系统包括变配电站10、充电柜20。

其中，如图1所示，变配电站10包括第一变压器T1，第一压器T1的高压端通过高压侧母线L1与市电网进线相连，第一变压器T1的低压端与低压侧母线L2相连；充电柜20设置在充电站，充电柜20的一端与低压侧母线L2相连，另一端连接有供流器a。在该实施例中，当轨道车辆停靠在充电站时，轨道车辆的充电端口与供流器a相连，市电网通过变配电站10和充电柜20给轨道车辆充电。其中，充电站可设置在轨道车辆的停靠站点，以便更好满足轨道车辆的充电需求，轨道车辆例如可以是云巴、云轨列车等。

在一个示例中，第一变压器T1可为10kV/0.4kV降压变压器，供流器a可采用直流充电枪或者充电槽。

具体地，市电网输入至变配电站10的10kV电压，经10kV/0.4kV降压变压器后，降低至400V电压，并供至充电柜20。如果供流器a采用直流充电枪，则轨道车辆的充电端口即为充电插座。当轨道车辆停靠在充电站时，可将直流充电枪插入至轨道车辆的充电插座，进而充电柜20可给轨道车辆进行充电，以满足轨道车辆的用电需求。

如果供流器a采用充电槽，则轨道车辆的充电端口为充电刀片。当轨道车辆停靠在充电站预设位置时，轨道车辆的充电刀片正好与充电槽连接，进而充电柜20可给轨道车辆进行充电，以满足轨道车辆的用电需求。

该轨道交通供电系统，取消了接触网，供电终端是充电柜，在变配电站后端的充电柜内完成电压和交直流的转换，所需设备少，节约了占地面积，且提高供电系统的可靠性，节约成本，供电简单且经济可靠。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，充电柜20包括第二变压器T2和整流器21。其中，第二变压器T2的一端与低压侧母线L2相连；整流器21的交流侧与第二变压器T2的输出端相连，整流器21的直流侧与供流器a相连。由此，可通过第二变压器T2和整流器21，将输入至充电柜20的400V交流电变换为轨道车辆充电所需的直流电。

其中，整流器21可为AC/DC变换器。

进一步地，如图2所示，充电柜20还包括第一滤波器22、断路器23和第二滤波器24。其中，第一滤波器22的一端与低压侧母线L2相连，用以对低压侧母线L2输出至充电柜20的电压进行滤波；断路器23的一端与第一滤波器22的另一端相连，断路器23的另一端与第二变压器T2的一端相连；第二滤波器24的一端与整流器21的直流侧相连，第二滤波器24的另一端与供流器a相连。

由此，通过断路器的设置，可对充电柜内部的主回路进行通断控制；通过第一滤波器和第二滤波器的设置，可提高充电柜对轨道车辆的充电效率。

进一步地，如图2所示，充电柜20还包括第一充电电路25和第二充电电路26，第一充电电路25连接在断路器23和第二变压器T2之间，第一充电电路25包括三个第一充电开关和三个第一预充电路，第一预充电路与第一充电开关一一对应设置，且并联连接；第二充电电路26连接在第二滤波器25和供流器a之间，第二充电电路26包括第二充电开关261和第二预充电路，第二预充电路与第二充电开关并联连接。由此，通过第一充电电路25和第二充电电路26的设置，可对轨道车辆进行预充电，减少电压突变对轨道车辆充电元件的损坏。

由此，可在低压馈线柜后端的充电柜内完成电压和交直流的转换，以给停靠在充电站的轨道车辆供电，相较于现有技术，取消了轨道车辆供电所需的接触网、牵引整流组和直流机电设备，优化了供电流程，精简了设备，节约占地面积，且提高供电可靠性。

进一步地，参见图2，充电柜20还可包括多组(如3组)接触器KF，各接触器的规格可以是不同的，以适用不同的用电需求。为了保证充电柜20中电路的安全，以及用户操作的安全性，还可在充电柜20中设置SPD(Surge protection Device，浪涌保护器)和绝缘监测器，其中，参见图2，可在充电柜20与低压侧母线的连接处设置一SPD，在充电柜20与直流充电枪的连接处设置一SPD和一绝缘监测器。

可选地，可根据需要(如轨道车辆的用电需求)在一个充电站设置两个或两个以上的充电柜20，其中，每个充电柜20和低压侧母线L2之间均可连接有断路器QF0，由此在充电柜20检修时，断开QF0可保证维修人员安全。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，变配电站10还包括第一开关柜11和第二开关柜12。

其中，第一开关柜11包括第一进线柜111和第一馈线柜112，第一进线柜111通过高压侧母线L1与市电网进线相连，第一馈线柜112通过高压侧母线L1与降压变压器T1的高压端相连。第二开关柜12包括第二进线柜121和至少一个(图3中画了两个)第二馈线柜122，第二进线柜121通过低压侧母线L2与降压变压器T1的低压端相连，至少一个第二馈线柜122中的一个通过低压侧母线L2与充电柜20的一端相连。

在一个示例中，如图4所示，第一开关柜11还包括第一出线柜113，第一出线柜113与市电网出线相连。

需要说明的是，在一些实施例中，轨道交通供电系统可由两个或多个变配电站10组成，市电网进线可仅与一个变配电站10的第一进线柜111相连，进而可通过该变配电站10的第一出线柜113和市电网出线将电能传输至另一个变配电站10，即言，该变配电站10的市电网出线可作为另一个变配电站10的市电网进线。

可选地，如图5所示，第一开关柜11的第一进线柜111与市电网之间可连接有断路器QF1，第一开关柜11的第一出线柜113和市电网出线之间可连接有断路器QF2，高压侧母线L1与第一变压器T1的高压端之间可连接有断路器QF3。

进一步地，如图4、图5所示，第二开关柜12包括两个第二馈线柜122时，即1#第二馈线柜122和2#第二馈线柜122时，1#第二馈线柜122通过低压侧母线L2与充电柜20的一端相连，2#第二馈线柜122通过低压侧母线L2与动照负载30相连，以给动照负载30供电。

其中，如图5所示，动照负载30与2#第二馈线柜122中的低压侧母线L2之间可连接有断路器QF4，以根据需要控制QF4的通断，即当QF4闭合时，市电网给动照负载30供电，动照负载30工作；当QF4断开时，动照负载30所在回路断开，动照负载30不工作。

需要说明的是，在轨道交通领域，动照负载30设置在轨道车辆之外，其可以但不限于包括照明配电柜、应急电源配电柜、智能疏散指示系统、电气火灾监控系统、照明灯具、插座、照明开关等。

在一个示例中，如图6所示，轨道交通供电系统还包括储能装置40，2#第二馈线柜122通过低压侧母线L2与该储能装置40相连。其中，参照图6，储能装置40包括AC/DC变换器和ESS(Energy Storage System，储能系统)。

具体地，储能装置40与2#第二馈线柜122中的低压侧母线L2之间可连接有断路器QF5。当通过变配电站10输出的电能不仅能满足轨道交通的用电需求，且有富余时，可闭合QF5以将一部分电能储存至储能装置40。应当理解，当变配电站10故障或输出的电能不足时，可将储能装置40的储存的电能输出至低压侧母线L2，以满足轨道交通的一部分用电需求。

进一步地，如图6所示，轨道交通供电系统还包括光伏发电装置50，2#第二馈线柜122通过低压侧母线L2与该光伏发电装置50相连。其中，参照图6，光伏发电装置50包括AC/DC变换器和PV(PhotoVoltaic，光电)模块。

具体地，光伏发电装置50与2#第二馈线柜122中的低压侧母线L2之间可连接有断路器QF6。该光伏发电装置50可利用太阳能发电，当QF6闭合时，光伏发电装置50产生的电能可输出至低压侧母线L2，以满足轨道交通的一部分用电需求。当然，在QF5、QF6同时闭合时，可将光伏发电装置50发电产生电能存储至储能装置40。

由此，通过光伏发电和交流储能技术，使得供电系统的功能更加完善，在市电网断电情况下，可通过储能装置及时为动照负载和/或充电柜提供电能，保证了供电系统的可靠性，减轻了市电网断电产生的恶劣影响。

综上所述，该轨道交通供电系统，取消了接触网，取消了牵引整流组，不需要直流机电设备，而是在低压馈线柜后端的充电柜内完成电压和交直流的转换，通过充电柜给停靠在充电站的轨道车辆供电，同时还结合了光伏发电和交流储能技术。由此，使得本实用新型的供电系统能够优化供电流程，精简设备，节约占地面积，提高供电系统的可靠性，节约成本，且使得供电更简单经济。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。