一种充电上网组合开关柜装置的制作方法

本实用新型涉及一种现代有轨电车工程使用的充电上网组合开关柜装置。

背景技术：

目前，现代有轨电车工程在国内的推广应用越来越多，部分工程实施条件较好，其牵引供电系统采用了DC750V(或DC1500V)接触网授流、走行轨回流的牵引供电制式，通过牵引变电所直流馈线分别向两侧的上、下行线路供电。但由于现在较多城市由于景观、规划及其他原因，采用车载储能式的有轨电车，要求全线完全不设置接触网或较大区段范围内部不设置接触网，通过在车站范围内设置的充电轨等设施，利用车辆车站停车上下客的时间，向车辆上安装的储能装置进行大容量快速充电，通过车载储能装置给车辆运行提供牵引供电的方式。

对于采用车载储能方式的有轨电车，在实际应用中多为采用上、下行线路分别设置隔离开关(或接触器)与充电轨直接相连的模式，由牵引变电所(或充电站)相关回路直接独立供电的模式。在实际应用中，该上网隔离开关可以以柜体的形式独立安装在上网连接点附近，也可以设置在牵引变电所(或充电站)内。

下行充电时，隔离开关或接触器闭合，给下行充电轨充电；上行充电时，隔离开关或接触器闭合，给上行充电轨充电。不充电时，则断开相应的开关。均为上、下行各自独立供电，未实现车站之间、上下行之间充电轨回路的切换功能，某些情况下会出现多个充电轨同时大容量充电的情况，使得变电所设备出现过载或过流保护动作，为避免该情况的出现，又导致牵引变电所(或充电站)的数量增加较多，对应的设备安装容量也较大。

近年来，随着国内各城市拟实施的现代有轨电车工程增多，且大部分线路位于城区范围，由于各牵引变电所(或充电站)内安装的设备种类较多，占地面积较大，导致其征地选址极为困难，较多沿线街道范围内根本无法实施，如果每个车站均设置牵引变电所(或充电站)不仅浪费，导致工程投资、征地费用大幅增加，同时由于车辆充电为间歇工作制式，其供电能力也未充分利用，未实现牵引变电所(或充电站)的资源共享。

因此，针对该充电上网开关连接模式，为实现现代有轨电车线路工程节能、环保、经济及减少对城市土地的占用，减少对城市电网容量的冲击，从运营安全可靠、便于施工安装及运营管理与维护的角度，提出一种新型集成化的充电上网组合开关柜，实现供电系统方案的优化，充分利用牵引变电所(或充电站)的供电能力，一个变电所或充电站同时向多个车站充电轨供电；同时合理分配各充电轨的充电时间，优化牵引变电所(或充电站)的设备安装容量。

通过减少牵引变电所(或充电站)的设置数量及设备安装容量，减少对城市土地的占用，减少工程的实施难度，降低工程建设及维护费用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种充电上网组合开关柜装置，应用在现代有轨电车工程中，以实现牵引变电所或充电站向充电轨供电方案的优化，根据牵引变电所或充电站的负荷情况，通过合理切换方式实现一个变电所或充电站向多个车站或股道的轮流或优先充电，最大限度地的减少牵引变电所或充电站的数量，同时减少其牵引整流机组或充电装置的安装容量，节省工程建设及运营维护费用，确保运营安全、可靠，且便于施工安装及运营管理与维护。

本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种充电上网组合开关柜装置，设置于各车站，其特征是：包括进线连接电缆、柜内连接母排或电缆和馈出连接电缆；进线连接电缆一端连接牵引变电所或充电站的直流充电母线，经进线开关、馈出回路电流传感器和馈出开关连接下行充电轨；柜内连接母排或电缆于进线开关、馈出回路电流传感器间连接进线连接电缆，经另一馈出回路电流传感器和馈出开关、馈出连接电缆连接上行充电轨；进线开关、各馈出回路电流传感器和馈出开关安装在组合开关柜柜体内。

本实用新型的有益效果是，可以在减少牵引变电所(或充电站)数量的基础上，进一步优化充电设备的安装容量，减少设备尺寸，减少整个装置的占地面积等，同时减少对外部电网容量的冲击，也尽可能多的为需要充电的股道充电。节省工程建设及运营维护费用，提高了现代有轨电车工程的可实施性，运营的灵活性、安全可靠性，便于施工安装、运营管理与维护。该充电上网组合开关柜装置，可广泛应用于目前各城市储能式现代有轨电车的牵引供电系统设计中。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是本实用新型一种充电上网组合开关柜装置的结构及应用示意图；

图2是本实用新型一种充电上网组合开关柜装置中馈出回路开关可采用的一种形式示意图；

图3是本实用新型一种充电上网组合开关柜装置中馈出回路开关可采用的一种形式示意图；

图4是本实用新型一种充电上网组合开关柜装置中馈出回路开关可采用的一种形式示意图。

图中示出构件及所对应的标记：进线连接电缆1，进线开关2，柜内连接母排或电缆3，馈出开关4，馈出回路电流传感器5，进线电压检测装置6，监控装置7，组合开关柜柜体8，馈出连接电缆9，下行充电轨10a，上行充电轨10b，牵引变电所或充电站11，接触器12，可开断式半导体器件13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型充电上网组合开关柜装置进行进一步说明，其中馈出开关暂按采用接触器进行说明。

参照图1，本实用新型的一种充电上网组合开关柜装置，设置于各车站，包括进线连接电缆1、柜内连接母排或电缆3和馈出连接电缆9。进线连接电缆1一端连接牵引变电所或充电站11的直流充电母线，经进线开关2、馈出回路电流传感器5和馈出开关4连接下行充电轨10a。柜内连接母排或电缆3于进线开关2、馈出回路电流传感器5间连接进线连接电缆1，经另一馈出回路电流传感器5和馈出开关4、馈出连接电缆9连接上行充电轨10b。进线开关2、各馈出回路电流传感器5和馈出开关4安装在组合开关柜柜体8内。所述组合开关柜柜体8内设置有进线电压检测装置6和监控装置7，进线电压检测装置6在进线开关2前与进线开关2连接。

所述进线开关2可以是隔离开关或负荷开关。所述馈出开关4可以是接触器12或可开断式半导体器件13，其分闸或合闸操作无需与其他开关实现电气闭锁，可根据供电方式转换需求，直接分闸或合闸操作。参照图2和图3，所述馈出开关4采用一台接触器12或者两台及以上数量的接触器12。参照图4，所述馈出开关4采用两台及以上数量的可开断式半导体器件13。

当牵引变电所或充电站11未出现过负荷情况时，可以同时给2个或2个以上的充电轨提供充电电流。当牵引变电所或充电站11出现过负荷或可能出现过负荷的情况时，可以根据各馈出回路电流传感器5返回的现场测量电流，逻辑分析判断后选择性将任意馈出开关4短时间内断开，以保证变电所或充电站设备的安全，起到“削峰填谷”的作用，在避开该短时的容量需求高峰后，再恢复馈出开关4，由于正线行车等待充电时间较短，且可能发生过负荷的情况概率也不是很大，对于正线行车的影响较小，但实现了供电系统工作时功率输出的平顺性。

当充电轨或本充电上网组合开关柜需要检修时，断开进线开关2，提供一个明显的开断点，保证检修维护时人员及设备的安全。

本实用新型的的一种充电上网组合开关柜装置和现有装置相比较，具有如下特点：

1、提供了一种更为简洁的供电方案，该方案能完全适应目前储能式现代有轨电车工程的各种运营需求，能在地下区段、高架及地面区段等各种工程形式中安装运用；

2、一般情况下，车辆在车站进行快速充电时，时间短(30s以内)，充电电流较大。采用该装置后，一个牵引变电所或充电站可以同时实现对多个车站或需要充电的股道的充电轨供电，通过对一个牵引变电所或充电站对应的所有馈出回路进行综合协调、切换控制。充分利用各变电所及充电站的供电能力，尽可能多的为需要充电的股道充电，同时减少对外部电网容量的冲击。

3、采用该装置后，结合实际的负荷情况，通过有选择的切换或退出某些充电馈出回路，避免某种小概率情况下在短时间内同时给多列车辆大容量充电，取到“削峰填谷”的作用。也可以在减少变电所或充电站数量的基础上，进一步优化充电设备的安装容量，减少安装设备尺寸，达到减少整个牵引变电所或充电站的占地面积等目的。

4、采用该装置后，各馈出回路的电流传感器实时采集电流数据，并上传至远程监控装置，结合各变电所或充电站的负荷情况，通过闭合或分断接触器(或可开断式半导体器件)，投入或退出各馈出回路的充电，实现各股道的充电切换功能。

5、该装置将1个进线开关及1个或多个接触器(或可开断式半导体器件)构成的馈线开关、其他电流电压检测及监控装置等集成组合在一个柜体中，整体性好，减少占地面积，可在现场车站范围内安装，也便于运营管理与维护。

6、采用该装置后，柜体内的进线总开关采用隔离开关或有明显断口的负荷开关，实现维护检修时的安全可靠分断；充电馈出开关采用接触器(或可开断式半导体器件)，充电馈出回路的切换可以根据需要直接带电操作，无需将变电所停电后再操作，且其动作时间短，可有效提高工程的运营灵活性及安全性，同时减少变电所直流断路器及相关隔离开关的动作次数，提高设备的寿命。

本实用新型的充电上网组合开关柜装置可安装在牵引变电所或充电站)内或靠近车站充电轨位置附近，无需其他特殊措施，即可有效地实现整个供电系统方案的优化，并提高工程的运营灵活性及安全可靠性。

以上所述只是用图解说明本实用新型一种充电上网组合开关柜装置结构的一些构成,并非是要将本实用新型局限在图所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。