一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電氣化鐵路領(lǐng)域，具體涉及一種電氣化鐵路專用不間斷電源系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)和交通部門以及用電設備上的廣泛應用，包 括大功率整流在電氣化鐵道的應用，使得諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害 影響已經(jīng)十分嚴重，不得不認真對待和考慮了。京廣線、京山線自閉電力線路都發(fā)生過因 諧波嚴重造成相序翻轉(zhuǎn)。經(jīng)對京廣線望都車站自閉信號變壓器低壓側(cè)的三相諧波含量進 行測試，通過對測試數(shù)據(jù)頻譜分析可以看出，各相電壓五次諧波很嚴重，A相電壓五次諧波 的含量為11. 423%，超過標準7. 423%，A相電壓總的諧波畸變率為11. 803%，超過標準 6. 803% ;B相電壓五次諧波的含量為10. 918%，超過標準6. 918%，B相電壓總的諧波畸變 率為11. 794%，超過標準6. 794% ;C相電壓五次諧波的含量為7. 402 %，超過標準3. 402 %; C相電壓總的諧波畸變率為7. 990 %，超過標準2. 990 %。高速鐵路兩路10kV貫通線路都是 電力電纜，電力電纜的對地電容比架空線路大得多，故電纜的諧波諧振和放大產(chǎn)生于較架 空線低的諧波次數(shù)，而諧波源產(chǎn)生的低次諧波含量又較大，更易激勵較大的諧振和放大。 使電源質(zhì)量更加惡劣。普通不間斷電源都是針對普通工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)設計的，當將其 直接用于供電質(zhì)量較差的鐵路電網(wǎng)時，必然會出現(xiàn)很多以前在普通工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)的 應用中不曾出現(xiàn)過的故障表現(xiàn)。當輸入電源峰值電壓大于360V，峰值電壓會通過整流二極 管直灌UPS的直流母線，導致不間斷電源報BUS直流母線高壓故障并關(guān)機。
[0003] 有些區(qū)段電力配電室因找不到第二路電源，將牽引變電所27. 5kV電源降到10kV 做為貫通電源使用。經(jīng)過對朔黃線滴流磴車站信號電源室接牽引27. 5kV\10kV貫通電源諧 波含量的隨機測試，A相電壓頻譜分析結(jié)果的各次諧波數(shù)據(jù)：5次諧波為4. 4341%、7次諧波 為4. 2375%，超過了奇次諧波不超過4%的規(guī)定。B相電壓頻譜分析結(jié)果的各次諧波數(shù)據(jù)：7 次諧波為7. 1427%、25次諧波為4. 483%、27次諧波為5. 7397%，超過了奇次諧波不超過4%的 規(guī)定。電壓諧波總畸變率5. 30%，電壓諧波總畸變率超過了 5%的規(guī)定。C相電壓頻譜分析 結(jié)果的各次諧波數(shù)據(jù)：5次諧波為6. 6825%、7次諧波為8. 3041%、23次諧波為4. 434%、27次 諧波為4. 7589%，超過了奇次諧波不超過4%的規(guī)定。電壓諧波總畸變率5. 63%，超過了電壓 諧波總畸變率5%規(guī)定。經(jīng)實際測試峰值沖擊尖峰電壓達到500V左右，結(jié)果造成信號樓裝 的不間斷電源因直流BUS過高導致不間斷電源報直流母線高壓故障并保護性關(guān)機。在接用 這種電源的不間斷電源給紅外線監(jiān)測系統(tǒng)供電時都遇到過類似的問題。
[0004] 經(jīng)測試電氣化鐵路電網(wǎng)諧波含量較高，特別是在有機車經(jīng)過時，對電網(wǎng)電壓的沖 擊也比較大，其電能質(zhì)量普遍低于普通工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)。市面上普通UPS都是針對普 通工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)設計和測試的，當將其直接應用于質(zhì)量更差的鐵路電網(wǎng)時，必然會 出現(xiàn)很多以前在普通工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)的應用中不曾出現(xiàn)過的故障表現(xiàn)。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種保護不間斷電源安全運行及電池的 使用壽命的一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)，包括交流或直流升壓系統(tǒng)、第二交流或直 流升壓系統(tǒng)、交流或直流逆變系統(tǒng)、輸出濾波器、充電器、電池、旁路系統(tǒng)；所述充電器、旁路 系統(tǒng)、交流或直流升壓系統(tǒng)分別接入外接電源；所示電池一端連接充電器另一端連接第二 交流或直流升壓系統(tǒng)，第二交流或直流升壓系統(tǒng)和交流或直流升壓系統(tǒng)連接交流或直流逆 變系統(tǒng)，交流或直流逆變系統(tǒng)和旁路系統(tǒng)連接輸出濾波器；所述輸出濾波器輸出電壓；其 特征在于：外接電源在接入充電器、旁路系統(tǒng)、交流或直流升壓系統(tǒng)前還設有輸入濾波器， 所述輸入濾波器的電路包括電感、電容、電阻，所述電感串聯(lián)在火線L回路里，電容和電阻 串聯(lián)后并接于電感的輸出端和零線N之間。
[0008] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
[0009] 在不間斷電源內(nèi)加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電壓。降低諧波 對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及電池的使用 壽命。
【附圖說明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0011] 圖1是本實用新型的原理示意圖；
[0012] 圖2是本實用新型所述輸入濾波器的電路示意圖；
[0013] 圖3是輸入諧波波形圖；
[0014] 圖4是本實用新型輸出諧波波形圖。
[0015]其中：1_輸入濾波器、2-充電器、3-交流或直流升壓系統(tǒng)、4-旁路系統(tǒng)、5-電池、 6_第二交流或直流升壓系統(tǒng)、7-交流或直流逆變系統(tǒng)、8-輸出濾波器、9-電感、10-電容、 11-電阻。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新 型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實 用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0018]如圖1所示，一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)，包括交流或直流升壓系統(tǒng)3、 第二交流或直流升壓系統(tǒng)6、交流或直流逆變系統(tǒng)7、輸出濾波器8、充電器2、電池5、旁路系 統(tǒng)4 ;所述充電器2、旁路系統(tǒng)4、交流或直流升壓系統(tǒng)3分別接入外接電源；所示電池5 - 端連接充電器2另一端連接第二交流或直流升壓系統(tǒng)6,第二交流或直流升壓系統(tǒng)6和交流 或直流升壓系統(tǒng)3連接交流或直流逆變系統(tǒng)7,交流或直流逆變系統(tǒng)7和旁路系統(tǒng)4連接輸 出濾波器8 ;所述輸出濾波器8輸出電壓；外接電源在接入充電器2、旁路系統(tǒng)4、交流或直 流升壓系統(tǒng)3前還設有輸入濾波器1。
[0019] 如圖2所示，所述輸入濾波器1的電路包括電感9、電容10、電阻11，所述電感9串 聯(lián)在火線L回路里，電容10和電阻11串聯(lián)后并接于電感9的輸出端和零線N之間。
[0020] 在安裝輸入濾波器1后，對輸入和輸出的諧波進行分析，可得出明顯的效果。
[0021] RecName:ΤΕΚ00000 (中陽輸入)，頻域諧波分析結(jié)果見下表：Channel= 0
[0023]RMS= 229. 651，VD(%) = 12. 849，如圖3所示，輸入的波形起伏較大，參差不齊。
[0024]RecName:ΤΕΚ00000 (中陽輸出），頻域諧波分析結(jié)果見下表：Channel= 0
[0026]RMS= 222. 523,VD(%) = 1. 156，如圖4所示，輸出的波形較為光滑。
[0027] 本實用新型在不間斷電源內(nèi)加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電 壓。降低諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及 電池的使用壽命。
【主權(quán)項】
1. 一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)，包括交流或直流升壓系統(tǒng)（3)、第二交流或 直流升壓系統(tǒng)（6 )、交流或直流逆變系統(tǒng)（7 )、輸出濾波器（8 )、充電器（2 )、電池（5 )、旁路系 統(tǒng)（4);所述充電器（2)、旁路系統(tǒng)（4)、交流或直流升壓系統(tǒng)（3)分別接入外接電源；所示 電池（5 ) -端連接充電器（2 )另一端連接第二交流或直流升壓系統(tǒng)（6 )，第二交流或直流升 壓系統(tǒng)（6 )和交流或直流升壓系統(tǒng)（3 )連接交流或直流逆變系統(tǒng)（7 )，交流或直流逆變系統(tǒng) (7)和旁路系統(tǒng)（4)連接輸出濾波器（8);所述輸出濾波器（8)輸出電壓；其特征在于：外接 電源在接入充電器（2)、旁路系統(tǒng)（4)、交流或直流升壓系統(tǒng)（3)前還設有輸入濾波器（1)， 所述輸入濾波器（1)的電路包括電感（9 )、電容（10 )、電阻（11)，所述電感（9 )串聯(lián)在火線L 回路里，電容（10)和電阻（11)串聯(lián)后并接于電感（9)的輸出端和零線N之間。
【專利摘要】本實用新型涉及電氣化鐵路領(lǐng)域，具體涉及一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統(tǒng)。外接電源在接入充電器、旁路系統(tǒng)、交流或直流升壓系統(tǒng)前還設有輸入濾波器，所述輸入濾波器的電路包括電感、電容、電阻，所述電感串聯(lián)在火線L回路里，電容和電阻串聯(lián)后并接于電感的輸出端和零線N之間。在不間斷電源內(nèi)加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電壓。降低諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及電池的使用壽命。
【IPC分類】H02J7/00, H02J3/01
【公開號】CN204967386
【申請?zhí)枴緾N201520761788
【發(fā)明人】邸龍, 韓冬竹, 王飛, 張玉彬, 田堂東
【申請人】河北卓智電子技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月29日