一种电气化铁路专用不间断电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电气化铁路领域，具体涉及一种电气化铁路专用不间断电源系 统。
【背景技术】
[0002] 由于电力电子技术的发展及其在工业和交通部门以及用电设备上的广泛应用，包 括大功率整流在电气化铁道的应用，使得谐波对电力设备、电力用户和通信线路等的有害 影响已经十分严重，不得不认真对待和考虑了。京广线、京山线自闭电力线路都发生过因 谐波严重造成相序翻转。经对京广线望都车站自闭信号变压器低压侧的三相谐波含量进 行测试，通过对测试数据频谱分析可以看出，各相电压五次谐波很严重，A相电压五次谐波 的含量为11. 423%，超过标准7. 423%，A相电压总的谐波畸变率为11. 803%，超过标准 6. 803% ;B相电压五次谐波的含量为10. 918%，超过标准6. 918%，B相电压总的谐波畸变 率为11. 794%，超过标准6. 794% ;C相电压五次谐波的含量为7. 402 %，超过标准3. 402 %; C相电压总的谐波畸变率为7. 990 %，超过标准2. 990 %。高速铁路两路10kV贯通线路都是 电力电缆，电力电缆的对地电容比架空线路大得多，故电缆的谐波谐振和放大产生于较架 空线低的谐波次数，而谐波源产生的低次谐波含量又较大，更易激励较大的谐振和放大。 使电源质量更加恶劣。普通不间断电源都是针对普通工业电网和民用电网设计的，当将其 直接用于供电质量较差的铁路电网时，必然会出现很多以前在普通工业电网和民用电网的 应用中不曾出现过的故障表现。当输入电源峰值电压大于360V，峰值电压会通过整流二极 管直灌UPS的直流母线，导致不间断电源报BUS直流母线高压故障并关机。
[0003] 有些区段电力配电室因找不到第二路电源，将牵引变电所27. 5kV电源降到10kV 做为贯通电源使用。经过对朔黄线滴流磴车站信号电源室接牵引27. 5kV\10kV贯通电源谐 波含量的随机测试，A相电压频谱分析结果的各次谐波数据：5次谐波为4. 4341%、7次谐波 为4. 2375%，超过了奇次谐波不超过4%的规定。B相电压频谱分析结果的各次谐波数据：7 次谐波为7. 1427%、25次谐波为4. 483%、27次谐波为5. 7397%，超过了奇次谐波不超过4%的 规定。电压谐波总畸变率5. 30%，电压谐波总畸变率超过了 5%的规定。C相电压频谱分析 结果的各次谐波数据：5次谐波为6. 6825%、7次谐波为8. 3041%、23次谐波为4. 434%、27次 谐波为4. 7589%，超过了奇次谐波不超过4%的规定。电压谐波总畸变率5. 63%，超过了电压 谐波总畸变率5%规定。经实际测试峰值冲击尖峰电压达到500V左右，结果造成信号楼装 的不间断电源因直流BUS过高导致不间断电源报直流母线高压故障并保护性关机。在接用 这种电源的不间断电源给红外线监测系统供电时都遇到过类似的问题。
[0004] 经测试电气化铁路电网谐波含量较高，特别是在有机车经过时，对电网电压的冲 击也比较大，其电能质量普遍低于普通工业电网和民用电网。市面上普通UPS都是针对普 通工业电网和民用电网设计和测试的，当将其直接应用于质量更差的铁路电网时，必然会 出现很多以前在普通工业电网和民用电网的应用中不曾出现过的故障表现。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种保护不间断电源安全运行及电池的 使用寿命的一种电气化铁路专用不间断电源系统。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
[0007] -种电气化铁路专用不间断电源系统，包括交流或直流升压系统、第二交流或直 流升压系统、交流或直流逆变系统、输出滤波器、充电器、电池、旁路系统；所述充电器、旁路 系统、交流或直流升压系统分别接入外接电源；所示电池一端连接充电器另一端连接第二 交流或直流升压系统，第二交流或直流升压系统和交流或直流升压系统连接交流或直流逆 变系统，交流或直流逆变系统和旁路系统连接输出滤波器；所述输出滤波器输出电压；其 特征在于：外接电源在接入充电器、旁路系统、交流或直流升压系统前还设有输入滤波器， 所述输入滤波器的电路包括电感、电容、电阻，所述电感串联在火线L回路里，电容和电阻 串联后并接于电感的输出端和零线N之间。
[0008] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0009] 在不间断电源内加装滤波器，主要是滤掉3、5、7、9次谐波及峰值电压。降低谐波 对电力设备、电力用户和通信线路等的有害影响，保护不间断电源安全运行及电池的使用 寿命。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0011] 图1是本实用新型的原理示意图；
[0012] 图2是本实用新型所述输入滤波器的电路示意图；
[0013] 图3是输入谐波波形图；
[0014] 图4是本实用新型输出谐波波形图。
[0015]其中：1_输入滤波器、2-充电器、3-交流或直流升压系统、4-旁路系统、5-电池、 6_第二交流或直流升压系统、7-交流或直流逆变系统、8-输出滤波器、9-电感、10-电容、 11-电阻。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新 型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实 用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0018]如图1所示，一种电气化铁路专用不间断电源系统，包括交流或直流升压系统3、 第二交流或直流升压系统6、交流或直流逆变系统7、输出滤波器8、充电器2、电池5、旁路系 统4 ;所述充电器2、旁路系统4、交流或直流升压系统3分别接入外接电源；所示电池5 - 端连接充电器2另一端连接第二交流或直流升压系统6,第二交流或直流升压系统6和交流 或直流升压系统3连接交流或直流逆变系统7,交流或直流逆变系统7和旁路系统4连接输 出滤波器8 ;所述输出滤波器8输出电压；外接电源在接入充电器2、旁路系统4、交流或直 流升压系统3前还设有输入滤波器1。
[0019] 如图2所示，所述输入滤波器1的电路包括电感9、电容10、电阻11，所述电感9串 联在火线L回路里，电容10和电阻11串联后并接于电感9的输出端和零线N之间。
[0020] 在安装输入滤波器1后，对输入和输出的谐波进行分析，可得出明显的效果。
[0021] RecName:ΤΕΚ00000 (中阳输入)，频域谐波分析结果见下表：Channel= 0
[0023]RMS= 229. 651，VD(%) = 12. 849，如图3所示，输入的波形起伏较大，参差不齐。
[0024]RecName:ΤΕΚ00000 (中阳输出），频域谐波分析结果见下表：Channel= 0
[0026]RMS= 222. 523,VD(%) = 1. 156，如图4所示，输出的波形较为光滑。
[0027] 本实用新型在不间断电源内加装滤波器，主要是滤掉3、5、7、9次谐波及峰值电 压。降低谐波对电力设备、电力用户和通信线路等的有害影响，保护不间断电源安全运行及 电池的使用寿命。
【主权项】
1. 一种电气化铁路专用不间断电源系统，包括交流或直流升压系统（3)、第二交流或 直流升压系统（6 )、交流或直流逆变系统（7 )、输出滤波器（8 )、充电器（2 )、电池（5 )、旁路系 统（4);所述充电器（2)、旁路系统（4)、交流或直流升压系统（3)分别接入外接电源；所示 电池（5 ) -端连接充电器（2 )另一端连接第二交流或直流升压系统（6 )，第二交流或直流升 压系统（6 )和交流或直流升压系统（3 )连接交流或直流逆变系统（7 )，交流或直流逆变系统 (7)和旁路系统（4)连接输出滤波器（8);所述输出滤波器（8)输出电压；其特征在于：外接 电源在接入充电器（2)、旁路系统（4)、交流或直流升压系统（3)前还设有输入滤波器（1)， 所述输入滤波器（1)的电路包括电感（9 )、电容（10 )、电阻（11)，所述电感（9 )串联在火线L 回路里，电容（10)和电阻（11)串联后并接于电感（9)的输出端和零线N之间。
【专利摘要】本实用新型涉及电气化铁路领域，具体涉及一种电气化铁路专用不间断电源系统。外接电源在接入充电器、旁路系统、交流或直流升压系统前还设有输入滤波器，所述输入滤波器的电路包括电感、电容、电阻，所述电感串联在火线L回路里，电容和电阻串联后并接于电感的输出端和零线N之间。在不间断电源内加装滤波器，主要是滤掉3、5、7、9次谐波及峰值电压。降低谐波对电力设备、电力用户和通信线路等的有害影响，保护不间断电源安全运行及电池的使用寿命。
【IPC分类】H02J7/00, H02J3/01
【公开号】CN204967386
【申请号】CN201520761788
【发明人】邸龙, 韩冬竹, 王飞, 张玉彬, 田堂东
【申请人】河北卓智电子技术有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月29日