專利名稱：一種牽引供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣化鐵路的供電系統(tǒng)保護(hù)裝置，尤其涉及一種牽虧1 供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置。
背景技術(shù)：
電氣化鐵路供電系統(tǒng)是釆用單相工頻交流供電的特殊系統(tǒng)，用來對電力機(jī) 車的驅(qū)動提供電力供給。為盡量減小單相負(fù)荷的不對稱性，避免在電力系統(tǒng)產(chǎn) 生嚴(yán)重的負(fù)序，電力系統(tǒng)要求鐵路供電系統(tǒng)取電盡量三相對稱，為此，電氣化 鐵路供電系統(tǒng)釆取了分段取流、換相連接的方式。這種方式使得在同一變電所 的出口和下一變電所的進(jìn)口之間存在一段無電區(qū)，該無電區(qū)段稱為分相段或者 中性段。機(jī)車在通過中性段時，在數(shù)秒時間內(nèi)要經(jīng)歷一個從有電到無電再到有 電的過程，在一系列有電到無電的操作，會引起機(jī)車供電系統(tǒng)的過電壓。近年 來，中性段較長的關(guān)節(jié)式電分相結(jié)構(gòu)大量在高速電氣化鐵路中采用，同時關(guān)節(jié) 式電分相結(jié)構(gòu)在機(jī)車的受電弓與機(jī)車主變壓器之間增加了用于電壓監(jiān)測的機(jī)車 電壓互感器，從而導(dǎo)致出現(xiàn)了一種新的過電壓——單相鐵磁諧振過電壓。這是 由于，當(dāng)機(jī)車從有電到無電過程中出現(xiàn)過電壓時，它將引起機(jī)車電壓互感器飽 和，并進(jìn)一步引起電壓互感器和中性段對地電容及中性段對供電臂的耦合電容 間匹配，從而形成穩(wěn)定的鐵-磁諧振，產(chǎn)生很高的鐵」磁諧振過電壓。并且，當(dāng)機(jī) 車駛?cè)肓硪还╇姳蹠r，相當(dāng)于是在已經(jīng)飽和的電壓互感器上進(jìn)行投切，進(jìn)一步 加劇了操作過電壓，這種過電壓可造成車頂上用作雷擊保護(hù)的絕緣間隙擊穿， 從而形成鐵路供電系統(tǒng)的對地短路，造成變電所經(jīng)常跳閘，嚴(yán)重影響了機(jī)車的
正常運(yùn)行。尤其是影響高速、重載、以及特高速(350km/h以上)機(jī)車的運(yùn)行，
成為鐵路提速急需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種牽引供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制 裝置。該裝置能有效抑制機(jī)車過分相過程中的鐵磁諧振過電壓及操作過電壓， 避免變電所跳閘或互感器燒毀等事故的發(fā)生，保證列車的高速、安全運(yùn)行；且 其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為 一種牽引供電系統(tǒng)的 單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置，其組成為在牽引機(jī)車電壓互感器的二次側(cè)串 接飽和電抗器和發(fā)熱電阻。
本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)接觸網(wǎng)上的電壓在正常時，飽和電抗器上的 電壓低于其飽和的電壓門限值，其電感值很高，發(fā)熱電阻可以看作斷開，從而 不影響機(jī)車電壓互感器的正常工作及機(jī)車運(yùn)行。當(dāng)機(jī)車在過分相過程中發(fā)生鐵 磁諧振過電壓時，飽和電抗器上的電壓超過其電壓門限值進(jìn)入飽和區(qū)，電感急 劇減小，發(fā)熱電阻接入機(jī)車電壓互感器二次側(cè)；對于機(jī)車電壓互感器一次側(cè)而 言，等效于在一次線圈旁并聯(lián)了一個電阻，鐵磁諧振的能量通過該電阻迅速消 耗掉，從而避免鐵磁諧振的持續(xù)存在，在機(jī)車進(jìn)入下一供電臂前，迅速消除諧 振，使機(jī)車電壓互感器不再處于飽和狀態(tài)，飽和電抗器也不再處于飽和狀態(tài)， 電壓互感器恢復(fù)正常工作狀態(tài)；當(dāng)機(jī)車進(jìn)入下一供電臂時，由于機(jī)車電壓互感 器沒有飽和，因此也抑制了機(jī)車進(jìn)入另一供電臂時的操作過電壓和過電流。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)的有益效果是
一、采用飽和電抗器作為開關(guān)，整個過程不用附加傳感器采集任何信號， 也不需要任何附加控制器件進(jìn)行控制，借助諧振時所產(chǎn)生的過電壓引起的飽和 電抗電感量的變化而自動接入電阻，具有很好的自適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性 強(qiáng)，尤其適于機(jī)車上惡劣的環(huán)境。二、在正常情況下，發(fā)熱電阻未投入，只有 機(jī)車在中性段運(yùn)行，且存在諧振情況下才投入，既節(jié)約能源，同時也不影響機(jī) 車電壓互感器及與互感器電壓相關(guān)的電壓保護(hù)等設(shè)備，與現(xiàn)有設(shè)備兼容性好； 而如果在中性段上裝設(shè)阻容進(jìn)行過壓保護(hù)，引發(fā)在其他頻率段上產(chǎn)生新的諧振 的問題，以及阻容始終處于工作狀態(tài)，能耗大的問題。三、由于不需要附加傳 感器件及控制器件，僅僅是在現(xiàn)有設(shè)備上加設(shè)飽和電抗器及發(fā)熱電阻，其結(jié)構(gòu) 簡單，成本低，安裝維護(hù)方便。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例連接在電力機(jī)車上的電原理示意圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例
圖1示蟲，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為
一種牽引供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置，其組成為在牽引機(jī) 車電壓互感器的二次側(cè)52串接飽和電抗器6和發(fā)熱電阻7。
圖l示出，本實(shí)用新型的裝置接在機(jī)車電壓互感器的二次側(cè)52，而電壓互 感器的一次側(cè)51接有機(jī)車主斷路器3后與機(jī)車的主變壓器4相連。當(dāng)機(jī)車在過 分相過程中從上一供電臂8進(jìn)入中性段1前主斷路器斷開，進(jìn)入中性段的瞬間， 產(chǎn)生操作過電壓進(jìn)而引發(fā)鐵磁諧振過電壓發(fā)生，飽和電抗器6上的電壓超過其 電壓門限值進(jìn)入飽和區(qū)，電感值急劇減小，此時，接入機(jī)車電壓互感器二次側(cè) 52的發(fā)熱電阻7，對于機(jī)車電壓互感器一次側(cè)51而言，等效于在一次側(cè)51旁 并聯(lián)了一個電阻，鐵一磁諧振的能量通過該電阻7迅速消耗掉，從而避免鐵磁諧 振的持續(xù)存在，在機(jī)車進(jìn)入下一供電臂9前，迅速消除諧振，使機(jī)車電壓互感 器不再處于飽和狀態(tài)；4失一磁諧振消失后，飽和電抗器6進(jìn)入非飽和區(qū)，相當(dāng)于 斷開了電阻7，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。當(dāng)機(jī)車進(jìn)入下一供電臂9時，由于機(jī)車電壓 互感器沒有飽和，因此也抑制了機(jī)車進(jìn)入下一供電臂9時的操作過電壓和過電
流o
權(quán)利要求1、一種牽引供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置，其組成為:在牽引機(jī)車電壓互感器的二次側(cè)(52)串接飽和電抗器(6)和發(fā)熱電阻(7)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種牽引供電系統(tǒng)的單相鐵磁諧振過電壓抑制裝置，其組成為飽和電抗器6與發(fā)熱電阻7串聯(lián)，然后串接在牽引機(jī)車電壓互感器的二次側(cè)52。該裝置能有效抑制機(jī)車過分相過程中，產(chǎn)生的操作過電壓及諧振過電壓，避免變電所跳閘或互感器燒毀等事故的發(fā)生，保證列車的高速、安全運(yùn)行；且其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高。
文檔編號H02H9/04GK201204450SQ20082006375
公開日2009年3月4日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者周福林, 業(yè) 張, 東 易, 李群湛, 解邵峰, 賀建閩 申請人:西南交通大學(xué)