申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2022-12-27

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN115800169A

主分类号：H02G7/16

分类号：H02G7/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.06.09#授权;2023.03.31#实质审查的生效;2023.03.14#公开

摘要：本发明公开了一种适用于接触网和承力索覆冰的非分相区分段可调直流融冰系统，通过分相区两侧不同的非分相区分段进行分段融冰，并结合自然环境检测和环境条件反馈控制，针对不同类型的覆冰采用不同的融冰电流，使融冰技术的泛化能力得到加强，并减少了接触网和承力索的老化以及融冰的电力消耗成本，提升了铁路运输的安全性和可靠性。

主权项：1.一种适用于接触网和承力索覆冰的非分相区分段可调直流融冰系统，其特征在于，包括：两个由风速测量传感器、温度、湿度传感器组成的环境监测模块，分别设置在分相区两侧，用于检测分相区两侧不同的非分相区分段上的实时环境风速、温度和湿度，其中，一侧非分相区分段称为区段1，另一侧非分相区分段称为区段2；区段1控制中心以及区段2控制中心，监测区段1实时环境风速、温度和湿度的环境监测模块向区段1控制中心传输当前环境风速、温度和湿度，监测区段2实时环境风速、温度和湿度的环境监测模块向区段2控制中心传输当前环境风速、温度和湿度；区段1控制中心以及区段2控制中心均由环境信号接收器以及区段PLC控制系统构成，其中，环境信号接收器用于接收环境风速、温度和湿度，然后发送给区段PLC控制系统进行判断，当环境温度低于0℃、空气湿度超过85％、风速大于1ms这个覆冰阈值时，同时，区段PLC控制系统接收到空窗期信号f0后，区段PLC控制系统发出区段融冰使能信号，对于区段1控制中心发出的区段融冰使能信号记为f1，区段2控制中心发出的区段融冰使能信号记为f2；牵引变电站内的总PLC控制系统；区段1融冰电流通断控制模块、区段1总开关控制电路、区段1融冰电流回流开关电路，牵引变电站内的总PLC控制系统根据区段融冰使能信号f1控制区段1融冰电流通断控制模块控制区段1总开关控制电路以及区段1融冰电流回流开关电路导通；区段1三相变压器、区段1降压变压器、区段1整流电路、区段1滤波电路以及区段1逆变电路，在区段1总开关控制电路导通后，区段1三相变压器输出的交流电通过区段1总开关控制电路输送到区段1降压变压器进行降压，然后通过区段1整流电路整流、区段1滤波电路滤波，再经过区段1逆变电路逆变后成为区段1接触网和区段1承力索承受范围以内的融冰电流；区段1融冰电流控制模块以及区段1接触网电流可调电路、区段1承力索电流可调电路，区段1环境监测模块监测环境风速、温度和湿度，并发送区段1控制中心，区段1控制中心的区段PLC控制系统判别覆冰类型后，将覆冰类型输送至牵引变电站内的总PLC控制系统，总PLC控制系统根据覆冰类型通过实时环境数据计算出此时合适的融冰电流，并发送到区段1融冰电流控制模块，并在其中经过数模转换电路进行DA转换后发送融冰电流模拟控制信号到驱动电路，将模拟控制信号放大至满足区段1接触网电流可调电路、区段1承力索电流可调电路所需值，区段1逆变电路输出的融冰电流经过区段1接触网电流可调电路、区段1承力索电流可调电路根据所需值进行调节，得到区段1接触网融冰电流和承力索融冰电流，并分别加载到区段1接触网、区段1承力索上；区段1承力索融冰电流回流开关以及区段1、区段2之间的承力索双向导通控制开关，总PLC控制系统根据区段融冰使能信号f1控制区段1融冰电流通断控制模块控制区段1承力索融冰电流回流开关导通，同时关断区段1、区段2之间的承力索双向导通控制开关，这样在区段1内形成“降压变压器-接触网-降压变压器”和“降压变压器-承力索-承力索融冰电流回流电路-降压变压器”的融冰电流回路；其中，承力索双向导通控制开关的作用为在非空窗期时为承力索上的电流提供通路；区段1融冰情况判别模块，在融冰过程中，通过区段1的承力索张力、角度传感器、接触网张力、角度传感器向区段1融冰情况判别模块发送接触网和承力索的张力和角度变化信息，经过其中的张力角度接收器和PLC控制系统的接收处理之后判断此时区段1是否融冰结束，如果结束则向牵引变电站内的总PLC控制系统发送区段1融冰结束信号，总PLC控制系统控制区段1融冰电流通断控制模块控制区段1总开关控制电路、区段1融冰电流回流开关电路以及区段1承力索融冰电流回流开关断开；区段2融冰电流通断控制模块、区段2总开关控制电路、区段2融冰电流回流开关电路，牵引变电站内的总PLC控制系统根据区段融冰使能信号f2控制区段2融冰电流通断控制模块控制区段2总开关控制电路以及区段2融冰电流回流开关电路导通；区段2三相变压器、区段2降压变压器、区段2整流电路、区段2滤波电路以及区段2逆变电路，在区段2总开关控制电路导通后，区段2三相变压器输出的交流电通过区段2总开关控制电路输送到区段2降压变压器进行降压，然后通过区段2整流电路整流、区段2滤波电路滤波，再经过区段2逆变电路逆变后成为区段2接触网和区段2承力索承受范围以内的融冰电流；区段2融冰电流控制模块以及区段2接触网电流可调电路、区段2承力索电流可调电路，区段2环境监测模块监测环境风速、温度和湿度，并发送区段2控制中心，区段2控制中心的区段PLC控制系统判别覆冰类型后，将覆冰类型输送至牵引变电站内的总PLC控制系统，总PLC控制系统根据覆冰类型通过实时环境数据计算出此时合适的融冰电流，并发送到区段2融冰电流控制模块，并在其中经过数模转换电路进行DA转换后发送融冰电流模拟控制信号到驱动电路，将模拟控制信号放大至满足区段2接触网电流可调电路、区段2承力索电流可调电路所需值，区段2逆变电路输出的融冰电流经过区段2接触网电流可调电路、区段2承力索电流可调电路根据所需值进行调节，得到区段2接触网融冰电流和承力索融冰电流，并分别加载到区段2接触网、区段2承力索上。区段2承力索融冰电流回流开关，总PLC控制系统根据区段融冰使能信号f2控制区段2融冰电流通断控制模块控制区段2承力索融冰电流回流开关导通，同时关断区段1、区段2之间的承力索双向导通控制开关，这样在区段2内形成“降压变压器-接触网-降压变压器”和“降压变压器-承力索-承力索融冰电流回流电路-降压变压器”的融冰电流回路；区段2融冰情况判别模块，在融冰过程中，通过区段2的承力索张力、角度传感器、接触网张力、角度传感器向区段2融冰情况判别模块发送接触网和承力索的张力和角度变化信息，经过其中的张力角度接收器和PLC控制系统的接收处理之后判断此时区段是否融冰结束，如果结束则向牵引变电站内的总PLC控制系统发送区段2融冰结束信号，总PLC控制系统控制区段1融冰电流通断控制模块控制区段2总开关控制电路、区段2融冰电流回流开关电路以及区段2承力索融冰电流回流开关断开；总PLC控制系统接收到区段1融冰结束信号以及区段2融冰结束信号后，导通承力索双向导通控制开关，为空窗期结束做准备，此时融冰结束，恢复正常。

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百度查询： 西南交通大学 适用于接触网和承力索覆冰的非分相区分段可调直流融冰系统

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