无轨电车调试用线网供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无轨电车供电领域，具体涉及一种无轨电车调试用线网供电系统。
【背景技术】
[0002]无轨电车素有“绿色公交”之称，相对于公共汽车，它直接使用来源广泛的电能，减少了对石油、天然气等化石能源的使用；在车辆制动时，它可以利用再生制动将动能转化为电能回馈给线网，提高了能源的利用率；同时，无轨电车的牵引电动机在运行时产生的噪声要低于汽车的内燃机，其橡胶轮胎摩擦产生的噪音很小，增加了乘坐的舒适度；而且，由于不使用燃料和机油，使得其干净卫生、保养简单。因此，无轨电车是一种节能环保、舒适卫生的轨道交通工具，具有良好的发展前景。
[0003]由于无轨电车通过线网供电提供能源，而现有无轨电车线网基本上都是市政设施，需要专用的大容量变压器、专用的整流调压设备、专业的人员来进行维护保养；对于整车制造厂来说，线网主要用于无轨电车装配完成时电器件的调试，在其他时候，基本闲置不用，使用率较低。所以，对于整车制造厂而言，投入大量物资用于线网供电的变压器及整流调压设备，无疑是一种浪费。目前，整车制造厂的普遍做法是利用地方公交公司的线网进行车辆的线下功能调试。但是，这样会影响公共交通正常运营，并且调试出现的问题无法现场解决。
[0004]公布号为CN104167813A的专利文件公开了一种变电站直流电源系统，可以将其用于无轨电车调试用线网供电。该直流电源系统包括高频开关电源变流充电模块，高频开关电源变流充电模块与直流电源监控器、直流母线相连，用于将交流电转化为直流电；输出直流与电容电池组相连，用于对电容电池组充电，存储能源；电容电池组与馈线输出模块相连，用于为负载提供电源。由于该直流电源系统仅使用电容电池组作为储能元件，其输出稳定。但是，当无轨电车起步、加速、上坡时，电机需求功率增加，无法满足电机瞬时的大功率需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种无轨电车调试用线网供电系统，用以解决现有供电系统无法满足电机瞬时的大功率需求电压急剧波动的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的方案包括:无轨电车调试用线网供电系统，包括交流线网变流单元，交流线网变流单元连接直流母线；所述交流线网变流单元与第一储能单元、第二储能单元并联；所述第一储能单元用于为线网持续提供稳定持续的电能输出；所述第二储能单元用于为线网提供瞬时大功率供电。
[0007]所述交流线网变流单元是直流充电机，直流充电机用于将交流电转化为直流，并且为储能单元充电。
[0008]所述第一储能单元是动力电池组，动力电池组由动力电池单体模组串联而成。
[0009]所述第二储能单元是超级电容组，超级电容组由超级电容模块串联而成。
[0010]所述直流母线上连接有控制开关，控制开关用于控制直流母线通断。
[0011]所述控制开关为直流快速断路器，直流快速断路器由控制单元控制。
[0012]所述直流快速断路器及其控制单元位于线网控制开关柜内；线网控制开关柜内置有用于检测直流母线电压及电流的电表；所述线网控制开关柜安装有显示屏。
[0013]本实用新型的有益效果是:通过在直流母线中接入超级电容组作为第二储能单元，使得当无轨电车起步、加速、上坡时，能够为线网提供瞬时大功率电量。同时，当无轨电车制动时，储能系统能够回收制动能量，防止电能损失。
[0014]由于使用了直流充电机作为交流线网变流单元，直流充电机具有全自动工作状态，因此充放电自适应能力强。
[0015]由于在系统中接入有直流快速断路器，直流快速断路器能控制线网供电电路通断，而且，直流快速断路器的过载自动切断功能可以有效防止在车辆挂网调试中由于人为误操作或其它异常情况导致的线网瞬间短路损坏设备的情况，增加了供电系统的安全性。
[0016]使用线网控制开关柜，使得供电系统的操控更加简便；并能显示实时供电电压、电流、功率信息，确保了供电系统的稳定安全。
[0017]由于本实用新型结构简单，成本较低，促进了本实用新型的无轨电车调试用线网供电系统的推广应用。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型实施例中的线网控制开关柜控制原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0021]如图1所示，本实用新型的无轨电车线网供电系统由直流充电机1、超级电容组2、动力电池组3、线网控制开关柜4、直流快速断路器5组成。直流充电机I的输出端与直流母线相连；所述直流母线与直流快速断路器5相连，其通断由线网控制开关柜4内置的控制单元控制；直流母线上所述直流充电机I与所述直流快速断路器5的接点之间分别连接有超级电容组2和动力电池组3，用于存储直流充电机I提供的电能。
[0022]其中，直流充电机I将交流电转化为直流电输出，并且为超级电容组2与动力电池组3充电。它的功率为180KW，输出空载电压为605VDC，可持续输出250A直流电流。
[0023]超级电容组2为线网提供瞬时大功率供电。它由13块超级电容串联而成，每块超级电容的单体电压为48V。超级电容组2的端电压为600VDC。
[0024]动力电池组3为线网提供稳定持续的电能输出。它由180个电池单体串联而成，每块单体电池电压为3.2V。动力电池组3的端电压为600VDC，容量为80AH。
[0025]线网控制开关柜4使得供电系统的操控更加简便；并能显示实时供电电压、电流、功率信息，确保了供电系统的稳定安全。
[0026]直流快速断路器5控制线网供电电路通断，并且具有过载保护功能，可快速断开线网供电电路。它的额定通断能力为800A/1000VDC。
[0027]工作时，直流充电机I从工业电网接入380VAC动力交流电，并将其转化成直流电输出，其输出端连接直流母线，直流母线上连接有超级电容组2和动力电池组3。其中，超级电容组2为线网提供瞬时大功率供电，动力电池组3为线网提供持续稳定的电能输出。在此过程中直流充电机I自动进行空载电压与超级电容组2和动力电池组3的端电压比较，当检测到超级电容组2和动力电池组3的端电压与空载电压相比达到设定值时，直流充电机I立即输出充电电流。直流母线还与线网控制开关柜4连接，并通过线网控制开关柜4内部的直流快速断路器5控制线网供电电路的通断，直流快速断路器5还能为线网供电系统提供过载保护功能，在线网短路瞬间切断供电电路。
[0028]在上述实施例中，交流线网变流单元由直流充电机构成，在其他实施方式中，可以使用整流升压模块为直流母线和储能单元充电。
[0029]在上述实施方式中，为线网持续提供稳定持续的电能输出的第一储能单元由动力电池组构成，在其他实施方式中，可以使用蓄电池组作为第一储能单元。
[0030]在上述实施方式中，为线网持续提供瞬时大功率供电的第二储能单元由超级电容组构成，在其他实施方式中，可以使用其他可提供瞬时大功率供电的发电设备作为第二储能单元。
[0031]在上述实施例中，动力电池组由180个电池单体串联而成；超级电容组由13块超级电容串联而成。在其他实施方式中，可根据当地线网电压需要改变超级电容组与动力电池组的单体配组个数，满足直流线网需求。
[0032]在上述实施例中，控制供电电路通断的控制开关为直流快速断路器，在其他实施方式中，可以使用空气开关作为控制开关。
[0033]在上述实施例中，线网供电电源与线网控制开关柜连接后接入线网，在其他实施方式中，可将线网供电电源可经整流稳压、功率补偿直接接入直流线网直接接入线网。
[0034]在上述实施例中，直流充电机输出电压为恒压605V，在其他方式中，可根据线网电压设置直流充电机输出电压。
【主权项】
1.无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:包括交流线网变流单元，交流线网变流单元连接直流母线；所述交流线网变流单元与第一储能单元、第二储能单元并联；所述第一储能单元用于为线网持续提供稳定持续的电能输出；所述第二储能单元用于为线网提供瞬时大功率供电。2.根据权利要求1所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述交流线网变流单元是直流充电机，直流充电机用于将交流电转化为直流，并且为储能单元充电。3.根据权利要求1或2所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述第一储能单元是动力电池组，动力电池组由动力电池单体模组串联而成。4.根据权利要求1或2所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述第二储能单元是超级电容组，超级电容组由超级电容模块串联而成。5.根据权利要求1所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述直流母线上连接有控制开关，控制开关用于控制直流母线通断。6.根据权利要求5所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述控制开关为直流快速断路器，直流快速断路器由控制单元控制。7.根据权利要求6所述的无轨电车调试用线网供电系统，其特征在于:所述直流快速断路器及其控制单元位于线网控制开关柜内；线网控制开关柜内置有用于检测直流母线电压及电流的电表；所述线网控制开关柜安装有显示屏。
【专利摘要】本实用新型涉及一种无轨电车调试用线网供电系统，包括交流线网变流单元，交流线网变流单元连接直流母线；所述交流线网变流单元与第一储能单元、第二储能单元并联；所述第一储能单元用于为线网持续提供稳定持续的电能输出；所述第二储能单元用于为线网提供瞬时大功率供电。本实用新型为线网提供了瞬时放电倍率高、电压平台稳定的高质量调试用供电系统，解决了现有直流电源系统大功率负载需求下电压波动大、供电能力差的问题，方便了无轨电车的调试。
【IPC分类】H02J7/34
【公开号】CN205178618
【申请号】CN201520694915
【发明人】万小明, 李嘉, 程相, 何海永, 杜柯
【申请人】郑州宇通客车股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年9月9日