对关键铁路设备的供电的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于电气设备的供电系统并且涉及用于维持电气设备的供电的方法。
【背景技术】
[0002]在通常铁路设备(诸如铁路道岔、道口、铁路照明设备)中的自动列车保护系统通过实时地监督且控制环行于铁路网络上的所有的车辆(列车)的位置和速度而使能整个车队的安全运行。
[0003]如与安全相关的，自动列车保护及铁路设备系统可能要求可靠的供电。例如，这样的系统的输入处的功率中断可能导致车辆停止运行。因此，自动列车保护及铁路设备系统通常包括适应于在预定的时间量将辅助功率提供给系统的关键负载的供电系统。这样的供电系统也被称为不可中断的保护系统。
[0004]例如，这样的供电系统可以使可用的50Hz主网络与关键负载对接，并且，当50 Hz主网络可用时，可以对电池组进行充电。在电力故障的情况下，供电系统将仍然借助于相关联的电池组对关键负载进行供电。
[0005]有时借助于柴油发电机提供辅助功率，相对于可用的功率密度，其可能很昂贵并且差。
【发明内容】
[0006]本发明的目标是提供可靠的供电系统，特别是用于铁路应用的可靠的供电系统。
[0007]通过独立权利要求的主题而实现该目标。另外的示范性的实施例从从属权利要求和下面的描述中显而易见。
[0008]本发明的一个方面涉及用于电气设备的供电系统。供电系统可以是自动列车保护及铁路设备系统中的供电系统。电气设备可以是例如铁路系统(诸如铁路道岔、道口、铁路照明设备)的(关键)负载，可以对这些负载进行供电，以可靠地维持或关闭整个铁路系统的运行。
[0009]根据本发明的实施例，供电系统包括用于将功率供给至电气设备的第一供电模块，其中，第一供电模块可连接至第一电网络，并且，适合用于将来自第一电网络的第一输入电流转换成可供给至电气设备的输出电流。第一电网络可以是50 Hz或60 Hz网络。
[0010]供电系统可以进一步包括用于将电功率供给至电气设备的第二供电模块，其中，第二供电模块可连接至与第一网络不同的频率和/或不同的电压的第二电网络，并且，适合用于例如，在第一供电模块不能转换其电流时，将来自第二电网络的第二输入电流转换成输出电流。第二电网络可以是16 2/3 Hz网络。
[0011]供电系统可以进一步包括用于将电功率供给至电气设备的第三供电模块，其中，第三供电模块可连接至与第一和/或第二网络不同的频率和/或不同的电压的第三电网络，并且，适合用于例如，在第一和/或第二供电模块不能转换其输入电流时，将来自第三电网络的第三输入电流转换成输出电流。第三电网络可以是DC网络。
[0012]供电系统可以包括第一供电模块和第二供电模块，或可以包括第一供电模块和第三供电模块。
[0013]可以通过具有第一、第二和第三供电模块的供电系统而进一步提高冗余度。在这种情况下，供电模块可以被看作三重电压/三重频率供电系统，该供电系统包括与至少三个独立的可用的电网络(具有不同的电压和/或最终不同的频率)连接的至少三个供电模块。供电系统可以保证至少四个冗余级别，以通过例如来自主网络的功率、来自第二网络的功率、来自第三网络的功率以及来自电池的功率而确保至关键负载的功率。另外，供电系统可以包括用于将电功率供给至电气设备的电能存储装置，其中，电能存储装置适合用于在第一、第二和/或第三供电模块不能转换其输入电流时，提供输出电流。
[0014]例如，第一供电模块可以包括第一电池，第二供电模块可以包括第二电池，并且，第三供电模块可以包括第三电池。这些电池可以全都是电能存储装置的一部分。
[0015]供电系统可以包括两个或三个冗余电源。两个供电模型可以与两个独立的功率网络，诸如50 Hz或60 Hz主电网络和16 2/3 Hz铁路网络或DC网络连接。第三电源可以由可以从电网络之一装载的电能存储装置，诸如电池组提供。
[0016]供电系统可以被看作用于保护电气设备免于突然电力故障的保护系统。在电网络之一或两者电力故障的情况下，供电系统可以在预定义的时间内维持供给至电气设备的功率。此时，例如，可以将与供电系统连接的负载安全地关闭。
[0017]此外，在主电力故障和与电能存储装置相关联的系统故障的情况下，可以从第二电网络提供可靠的对负载的供给。关键负载可以与可用的和独立的网络连接，因此使从可用的一个或其它网络消耗负载所请求的功率成为可能。
[0018]供电系统可以被看作双重电压/双重频率供电系统，该供电系统包括与至少两个独立的可用的电网络(具有不同的电压和/或最终不同的频率)连接的至少两个供电模块。供电系统可以保证至少三个冗余级别，以通过例如来自主网络的功率、来自第二网络的功率以及来自电池的功率而确保至关键负载的功率。
[0019]必须注意到，可能存在为什么供电模块可能不能转换其输入电流的不同的原因。例如，与供电模块相关联的电网络可能电力故障。作为备选方案，如在维护期间，供电模块可能出故障或可能被关闭。
[0020]根据本发明的实施例，电能存储装置和/或电池适合用于在第一、第二和/或第三供电模块从第一、第二和/或第三网络接收电功率时被充电。例如，电能存储装置可以包括可以从第一、第二和/或第三电网络充电的一个或多个电池组。
[0021]根据本发明的实施例，在第一、第二和/或第三供电模块不能转换其输入电流时，电能存储装置和/或相应的电池分别与第一、第二和/或第三供电模块的第一、第二和/或第三逆变器电连接，用于生成输出电流。例如，电能存储装置或相应的电池可以提供DC电流，该DC电流由相应的逆变器转换成AC输出电流。
[0022]根据本发明的实施例，电能存储装置包括适合用于由第一供电模块充电的第一电池和适合用于由第二供电模块充电的第二电池，且/或电能存储装置包括适合用于由第三供电模块充电的第三电池。例如，供电模块中的至少一个可以包括用于对相应的电池进行充电的DC链路。在供能模块中的一个、两个或三个可能不从相关联的电网络接收功率时，可以将来自第一、第二和/或第三电池组的功率供给至相应的转换器并转换成输出电流。
[0023]根据本发明的实施例，第一、第二和/或第三供电模块包括用于增大供给至第一、第二和/或第三逆变器的DC链路电压的电压升压器。例如，电能存储装置还可以通过升高的DC电压而充电。
[0024]根据本发明的实施例，输入电流之一具有50Hz或60 Hz的频率，输入电流之一具有16 2/3 Hz的频率;且/或输入电流之一是DC电流。例如，第一输入电流可以是50 Hz或60Hz/230 V电流，第二输入电流可以是16 2/3 Hz电流，并且可选地，第三电流可以是DC电流。
[0025]在铁路应用附近，在许多国家，第二主网络可用，所述第二主网络完全地独立于通常可用的三相50 Hz/230 V或60 Hz/230 V网络，诸如16 2/3 Hz/230 V Hz网络或最终AC和DC系统。
[0026]根据本发明的实施例，输入电流之一是三相电流。例如，50Hz或60 Hz输入电流是三相电流，并且，16 2/3 Hz电流是单相电流。
[0027]根据本发明的实施例，供电模块包括以下的部件中的至少一个:输入整流器;输入滤波器;DC/DC电池充电器;输出滤波器；以及局部旁路开关，用于使供电模块断开，以将供电丰旲块芳路。
[0028]输入整流器可能仅在相关联的输入电流是AC电流时是必要的。输入滤波器可以是LC或L