一种双冗余供电系统的制作方法

本实用新型涉及冗余供电技术领域，具体而言，涉及一种双冗余供电系统。

背景技术：

随着我国经济和高速发展，轨道交通技术得到了急速地提升。由于乘坐旅客众多、为加大运输能力以解决车次繁忙问题，列车一般采用两个编组重联运行的方式。

现有每编组中的三相交流母线都是独立供电的，且每个编组内并联有数个辅助变流器，如果部分或全部辅助变流器故障，不可避免的带来供电能力不足甚至不能供电的问题，影响整个列车的正常运行。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种双冗余供电系统。

本实用新型实施例提供了一种双冗余供电系统，包括：前车编组供电子系统、后车编组供电子系统和扩展供电开关；

所述前车编组供电子系统包括前车交流母线和前车并网供电开关，所述前车交流母线与至少两个前车辅助变流器相连，且所述前车并网供电开关设置在不同的所述前车辅助变流器与所述前车交流母线的连接节点之间；

所述后车编组供电子系统包括后车交流母线和后车并网供电开关，所述后车交流母线与至少两个后车辅助变流器相连，且所述后车并网供电开关设置在不同的所述后车辅助变流器与所述后车交流母线的连接节点之间；

所述前车交流母线与所述后车交流母线通过所述扩展供电开关相连。

在一种可能的实现方式中，所述前车编组供电子系统还包括：第一前车辅助变流器和第二前车辅助变流器；

所述第一前车辅助变流器与所述前车交流母线相连，并设置在所述前车并网供电开关的一侧；

所述第二前车辅助变流器与所述前车交流母线相连，并设置在所述前车并网供电开关的另一侧。

在一种可能的实现方式中，所述前车编组供电子系统还包括：第一前车受电弓和第二前车受电弓；

所述第一前车受电弓与所述第一前车辅助变流器相连；

所述第二前车受电弓与所述第二前车辅助变流器相连。

在一种可能的实现方式中，所述第一前车辅助变流器的数量为2，所述第二前车辅助变流器的数量为2。

在一种可能的实现方式中，所述后车编组供电子系统还包括：第一后车辅助变流器和第二后车辅助变流器；

所述第一后车辅助变流器与所述后车交流母线相连，并设置在所述后车并网供电开关的一侧；

所述第二后车辅助变流器与所述后车交流母线相连，并设置在所述后车并网供电开关的另一侧。

在一种可能的实现方式中，所述后车编组供电子系统还包括：第一后车受电弓和第二后车受电弓；

所述第一后车受电弓与所述第一后车辅助变流器相连；

所述第二后车受电弓与所述第二后车辅助变流器相连。

在一种可能的实现方式中，所述第一后车辅助变流器的数量为2，所述第二后车辅助变流器的数量为2。

在一种可能的实现方式中，所述扩展供电开关为扩展供电接触器。

在一种可能的实现方式中，所述前车并网供电开关和所述后车并网供电开关均为并网供电接触器。

在一种可能的实现方式中，所述扩展供电开关与所述前车编组供电子系统均设置在前车编组内。

本实用新型实施例上述提供的方案中，在编组供电子系统内设置并网供电开关，在编组之间设置扩展供电开关。在正常情况下，编组内分别独立进行并网供电，且编组内部分辅助变流器异常时可通过并网供电开关实现编组内供电冗余；若编组内所有辅助变流器均异常，通过闭合扩展供电开关实现编组间的扩展供电，实现编组间的扩展供电冗余。该双冗余供电系统可以有效保证负载的正常工作，提高供电系统的可靠性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的双冗余供电系统的第一结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的双冗余供电系统的第二结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的双冗余供电系统的第三结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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，或一体地连接；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。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。

本实用新型实施例提供的一种双冗余供电系统，参见图1所示，包括：前车编组供电子系统10、后车编组供电子系统20和扩展供电开关ack。

前车编组供电子系统10包括前车交流母线101和前车并网供电开关tbk1，前车交流母线101与至少两个前车辅助变流器相连，且前车并网供电开关tbk1设置在不同的前车辅助变流器与前车交流母线101的连接节点之间；后车编组供电子系统20包括后车交流母线201和后车并网供电开关tbk2，后车交流母线201与至少两个后车辅助变流器相连，且后车并网供电开关tbk2设置在不同的后车辅助变流器与后车交流母线201的连接节点之间；前车交流母线101与后车交流母线201通过扩展供电开关ack相连。

本实用新型实施例中，该供电系统采用并网供电+扩展供电的双冗余设计。具体的，在正常情况下，前车编组和后车编组独立供电，即扩展供电开关ack在正常情况下为断开状态。在前车编组供电子系统10供电异常或后车编组供电子系统20供电异常时，闭合扩展供电开关ack，由非故障的编组供电子系统向故障的编组供电子系统供电，实现扩展供电。例如，若前车编组供电子系统10供电异常，在闭合扩展供电开关ack后，后车编组供电子系统20在为后车负载供电的同时，还可以代替前车编组供电子系统10向前车的负载进行供电。

同时，每个编组供电子系统本身实现独立的并网供电，且每个编组内至少有两个辅助变流器实现并网供电。结合上述的扩展供电方式实现双冗余设计。具体的，对于一个编组供电子系统来说，在正常情况下，每个辅助变流器均可以独立供电；在其中一个辅助变流器异常时，闭合并网供电开关，由其他正常的辅助变流器代替该异常的辅助变流器进行供电。以前车编组供电子系统10为例，如图1所示，若左侧的前车辅助变流器异常时，可闭合前车并网供电开关tbk1，由右侧正常的前车辅助变流器对整个前车交流母线101上的交流负载进行供电。

此外，并网供电开关在正常情况下也可以是闭合的，若其中某一辅助变流器发生短路时，断开并网供电开关，以避免短路一侧的供电回路影响整个交流母线。仍然以前车编组供电子系统10为例，如图1所示，若左侧的前车辅助变流器对应的供电线路发生了短路故障，此时可断开前车并网供电开关tbk1，避免影响右侧的前车辅助变流器对应的供电线路的正常供电。

可选的，本实施例中，扩展供电开关ack为扩展供电接触器。前车并网供电开关和后车并网供电开关均为并网供电接触器。

本实用新型实施例提供的一种双冗余供电系统，在编组供电子系统内设置并网供电开关，在编组之间设置扩展供电开关。在正常情况下，编组内分别独立进行并网供电，且编组内部分辅助变流器异常时可通过并网供电开关实现编组内供电冗余；若编组内所有辅助变流器均异常，通过闭合扩展供电开关实现编组间的扩展供电，实现编组间的扩展供电冗余。该双冗余供电系统可以有效保证负载的正常工作，提高供电系统的可靠性。

在上述实施例的基础上，参见图2所示，前车编组供电子系统10还包括：第一前车辅助变流器102和第二前车辅助变流器103。

其中，第一前车辅助变流器102与前车交流母线101相连，并设置在前车并网供电开关tbk1的一侧；第二前车辅助变流器103与前车交流母线101相连，并设置在前车并网供电开关tbk1的另一侧。

同样的，后车编组供电子系统20还包括：第一后车辅助变流器202和第二后车辅助变流器203。第一后车辅助变流器202与后车交流母线201相连，并设置在后车并网供电开关tbk2的一侧；第二后车辅助变流器203与后车交流母线201相连，并设置在后车并网供电开关tbk2的另一侧。

本实用新型实施例中，列车的每个编组设有一个供电子系统，每个编组供电子系统中包含至少两类辅助变流器，两类辅助变流器分别设置在并网供电开关的两侧。其中，两类辅助变流器可以采用完全相同的辅助变流器，只是二者在交流母线上的位置不同，其中一类在并网供电开关的一侧，另一类在并网供电开关的另一侧。

可选的，每一类辅助变流器均对应有独立的受电弓，即每一类辅助变流器均可以单独从外部接触网获取电能，进而为交流母线供电。参见图2所示，前车编组供电子系统10还包括：第一前车受电弓104和第二前车受电弓105。第一前车受电弓104与第一前车辅助变流器102相连；第二前车受电弓105与第二前车辅助变流器103相连。

同样的，后车编组供电子系统20还包括：第一后车受电弓204和第二后车受电弓205；第一后车受电弓204与第一后车辅助变流器202相连；第二后车受电弓205与第二后车辅助变流器203相连。

本实用新型实施例中，每一类辅助变流器均可以实现独立并网供电。例如，以前车编组供电子系统10为例，第一前车受电弓104和第二前车受电弓105可以分别接入外部接触网，进而分别通过第一前车辅助变流器102和第二前车辅助变流器103接入前车交流母线101，使得前车的负载可以从前车交流母线101上引出电能，实现为前车负载的供电。

需要说明的是，本实施例中的受电弓与辅助变流器相连并不限定受电弓直接与辅助变流器相连，只是说明受电弓与辅助变流器之间存在电连接的连接关系。在实际应用场景中，受电弓需要通过变压器、牵引变流器等器件之后才可以辅助变流器相连。

此外，现有的列车每编组包含8节车厢，且一般包含四个辅助变流器，本实施例中通过并网供电开关对四个辅助变流器进行均匀划分，即两个辅助变流器位于并网供电开关的一侧，另外两个辅助变流器位于并网供电开关的另一侧。具体的，第一前车辅助变流器102的数量为2，第二前车辅助变流器103的数量为2。第一后车辅助变流器202的数量为2，第二后车辅助变流器203的数量为2。

含有八节车厢的编组的供电子系统的示意图参见图3所示。具体的，两个编组的供电子系统通过扩展供电开关ack相连，每个编组供电子系统内部设有并网供电开关(即tbk1、tbk2)，实现双冗余供电。图3中，tc表示trailercarwithcabin，即带司机室的拖车；m表示motorcar，即动力车；tp表示trailercarwithpantograph，即带受电弓的拖车，受电弓设置在该节车厢处；t表示trailercar，即拖车，且该拖车不带司机室和受电弓。

此外，为了方便设置扩展供电开关ack，本实施例中将扩展供电开关ack与前车编组供电子系统10均设置在前车编组内。

本实用新型实施例提供的一种双冗余供电系统，在编组供电子系统内设置并网供电开关，在编组之间设置扩展供电开关。在正常情况下，编组内分别独立进行并网供电，且编组内部分辅助变流器异常时可通过并网供电开关实现编组内供电冗余；若编组内所有辅助变流器均异常，通过闭合扩展供电开关实现编组间的扩展供电，实现编组间的扩展供电冗余。该双冗余供电系统可以有效保证负载的正常工作，提高供电系统的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。