柱上開關(guān)站的制作方法
【專利摘要】本實用新型為柱上開關(guān)站，解決牽引變電所、分區(qū)所和開閉所的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，難以完成正線與支線的隔離和保護的問題。進線（In）連接在進線隔離開關(guān)（1QS）的輸入端，進線隔離開關(guān)（1QS）的輸出端連接至斷路器（1QF）的靜觸頭，斷路器（1QF）的動觸頭連接于出線隔離開關(guān)（2QS）的輸入端，出線隔離開關(guān)（2QS）的輸出端連接供電線路，電流互感器（1TA）的原邊線圈串接于進線隔離開關(guān)和斷路器之間，次變線圈連接于控制和保護設(shè)備（CPE）的端子1TA—in；電壓互感器（1TV）的原邊線圈并聯(lián)在斷路器（1QF）的動觸頭和出線隔離開關(guān)（2QS）輸入端的高壓電纜之間，次邊線圈連接于控制和保護設(shè)備（CPE）的端子1TV—in；變壓器（1T）原邊線圈并聯(lián)在斷路器（1QF）的靜觸頭和進線隔離開關(guān)（1QS）輸出端的高壓電纜之間。
【專利說明】柱上開關(guān)站
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實用新型與電氣化鐵路隔離開關(guān)、斷路器控制有關(guān)，尤其與牽引供電系統(tǒng)的并聯(lián)開關(guān)站有關(guān)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]目前牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成越來越復(fù)雜，對牽引供電系統(tǒng)的靈活性提出了更高的要求。為提高直供方式牽引網(wǎng)的負載能力，并聯(lián)開關(guān)站應(yīng)用逐漸增加。為保證正線運行安全穩(wěn)定，對接入正線接觸網(wǎng)的專用線和支線需要通過開關(guān)站來隔離，實現(xiàn)對專用線和支線故障的保護，防止故障影響正線正常供電。在一些現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的區(qū)段如長隧道、橋梁或災(zāi)害高發(fā)區(qū)也需要通過斷路器將接觸網(wǎng)分段，達到能夠?qū)⒐收蠀^(qū)段迅速切除的目的。當(dāng)前傳統(tǒng)做法是針對保護和隔離的需要，建設(shè)牽引變電所、分區(qū)所和開閉所來完成正線與支線的隔離和保護，但由于牽引變電所、分區(qū)所和開閉所的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，占地面積又大，很難靈活地滿足上述要求，特別是遇到環(huán)境復(fù)雜的區(qū)段如長隧道、橋梁或災(zāi)害高發(fā)區(qū)建設(shè)的難度與投入都非常大。
[0005]實用新型內(nèi)容:
[0006]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，占地少，成本低，對接觸網(wǎng)故障的保護、隔離功能可靠的柱上開關(guān)站。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0008]電氣化鐵路供電線的進線In連接在進線隔離開關(guān)IQS的輸入端，進線隔離開關(guān)IQS的輸出端通過高壓電纜連接至斷路器IQF的靜觸頭，斷路器IQF的動觸頭通過高壓電纜連接于出線隔離開關(guān)2QS的輸入端，出線隔離開2QS的輸出端經(jīng)高壓電纜連接供電線路，電流互感器ITA的原邊線圈串接于進線隔離開關(guān)與斷路器的回路中；電壓互感器ITV的原邊線圈串接高壓保護熔絲2FU后，并聯(lián)在斷路器IQF的動觸頭和出線隔離開關(guān)2QS輸入端的高壓電纜之間；變壓器IT的原邊線圈串接高壓保護熔絲IFU后，并聯(lián)在斷路器IQF的靜觸頭和進線隔離開關(guān)IQS輸出端的高壓電纜之間；電流互感器ITA的次邊線圈和電壓互感器ITV的次邊線圈為測量信號的輸出端，經(jīng)測量電纜連接于控制和保護設(shè)備CPE中電流、電壓測量部件6的端子ITA — in和端子ITV — in上；控制和保護設(shè)備CPE的控制輸出信號，分別通過控制和保護設(shè)備CPE中電動操作機構(gòu)I的端子IQS — out、電動操作機構(gòu)2的端子2QS — out、永磁操作機構(gòu)3的端子IQF — out，經(jīng)控制電纜連接于進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS和斷路器1QF，控制和保護設(shè)備CPE通過遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件4的LAN端子與遠程控制主站進行數(shù)據(jù)交換，接受遠程控制主站的控制命令，完成遠程分/合閘的控制操作。
[0009]控制和保護設(shè)備CPE為商品_號HWZ — 27.5)。
[0010]本實用新型的有益效果
[0011]本實用新型的有益效果是，提供了一套全新的安全可靠、功能完善、不受安裝地形限制，將高壓開關(guān)、高壓測量、智能控制、故障保護、網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)集于一體的電氣化鐵道開關(guān)站。它能夠在功能完全替代傳統(tǒng)地面安裝開關(guān)站的前提下，靈活方便的安裝于任何環(huán)境復(fù)雜的工程現(xiàn)場。由于柱上開關(guān)站直接安裝于供電柱上，大大的降低了設(shè)備建設(shè)安裝費用，是今后開關(guān)站建設(shè)的新模式。本實用新型能夠滿足供電靈活性和可靠性的要求，不受安裝地形限制，以較低的成本實現(xiàn)融合高壓開關(guān)、高壓測量、智能控制、網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)于一體，具備對接觸網(wǎng)故障的保護、隔離功能，可靠實現(xiàn)電氣化鐵道開關(guān)站的全部功能。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1為本實用新型電路圖。
[0014]圖2為控制和保護設(shè)備電路圖。
[0015]【具體實施方式】:
[0016]本實用新型實現(xiàn)方式如下:
[0017]本實用新型的主要構(gòu)成部件(圖1、2):隔離開關(guān)1QS、2QS ;熔斷器1FU、2FU ;變壓器IT ;斷路器IQF ;電流互感器ITA ;電壓互感器ITV ;控制和保護設(shè)備CPE。
[0018]本實用新型電連接實現(xiàn)方式:電氣化鐵路供電線的進線In連接在進線隔離開關(guān)IQS的輸入端，進線隔離開關(guān)IQS的輸出端，通過高壓電纜連接至斷路器IQF的靜觸頭，斷路器IQF的動觸頭通過高壓電纜，連接于出線隔離開關(guān)2QS的輸入端，出線隔離開關(guān)2QS的輸出端經(jīng)高壓電纜連接供電線路。為保護測量需要電流互感器ITA的原邊線圈串接于主回路中；電壓互感器ITV的原邊線圈串接高壓保護熔絲2FU后，并聯(lián)在主回路中斷路器IQF的動觸頭，和出線隔離開關(guān)2QS輸入端的高壓電纜之間；開關(guān)站變壓器IT串接高壓保護熔絲IFU后，并聯(lián)在主回路中斷路器IQF的靜觸頭，和進線隔離開關(guān)IQS輸出端的高壓電纜之間。電流互感器ITA的次邊線圈和電壓互感器ITV的次邊線圈，作為測量信號輸出，經(jīng)測量電纜連接于控制和保護設(shè)備CPE中電流、電壓測量部件6的端子ITA — in和端子ITV — in上；控制和保護設(shè)備CPE的控制輸出信號，分別通過控制和保護設(shè)備CPE中電動操作機構(gòu)I的端子IQS — out、電動操作機構(gòu)2的端子2QS — out、永磁操作機構(gòu)3的端子IQF — out，經(jīng)控制電纜連接于進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS和斷路器1QF，完成遠程分/合閘的控制操作；為滿足遠程控制需要，控制和保護設(shè)備CPE中設(shè)置有遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件4，通過LAN端子與遠程控制主站進行數(shù)據(jù)交換，接受遠程控制主站的控制命令，完成遠程分/合閘的控制操作。
[0019]控制和保護設(shè)備CPE內(nèi)部設(shè)置有隔離開關(guān)IQS操作機構(gòu)I ;隔離開關(guān)2QS操作機構(gòu)2 ;斷路器IQF操作機構(gòu)3 ;遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件4 ;保護參數(shù)設(shè)定部件5 ；電流、電壓測量部件6 ;智能控制部件7。
[0020]本實用新型的功能實現(xiàn)方式:
[0021]當(dāng)遠程控制主站根據(jù)供電需要投入本柱上開關(guān)站運行時，首先通過遠程通信網(wǎng)絡(luò)向本柱上開關(guān)站發(fā)送控制信息，該信息經(jīng)柱上開關(guān)站的通信接口 LAN端子，送入控制和保護設(shè)備CPE內(nèi)部的遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件4，經(jīng)過解析通信協(xié)議格式給出控制命令代碼，發(fā)送至智能控制部件7，智能控制部件7根據(jù)命令代碼的分類輸出相應(yīng)的控制信號，分別控制電動操作機構(gòu)1、電動操作機構(gòu)2對進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS進行操作，完成進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS的閉合動作，然后智能控制部件7再經(jīng)永磁操作機構(gòu)3控制斷路器IQF閉合，完成柱上開關(guān)站的供電接入過程；
[0022]柱上開關(guān)站在投入運行過程中，接于主回路的電流互感器ITA和電壓互感器ITV實時將主回路的工作電流、電壓的參數(shù)，傳輸至控制和保護設(shè)備CPE中電流、電壓測量部件6的電流信號輸入端子ITA — in、電壓信號輸入端子ITV — in，電流與電壓的參數(shù)經(jīng)控制和保護設(shè)備CPE內(nèi)部的電流、電壓測量部件6，轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼的保護定值比較數(shù)據(jù)，送入保護參數(shù)設(shè)定部件5進行保護閾值判定，當(dāng)電流或電壓的測量數(shù)據(jù)超出本柱上開關(guān)站設(shè)定的保護閾值時，保護參數(shù)設(shè)定部件5將向智能控制部件7發(fā)送保護動作申請信號，智能控制部件7隨即向永磁操作機構(gòu)3輸出控制信號,永磁操作機構(gòu)3通過IQF—out端子控制操作斷路器IQF跳閘，完成保護過程，將過流、過壓故障線路快速切斷分離于主回路之外，保護主回路運行不受影響。
[0023]當(dāng)遠程控制主站根據(jù)供電需要，需將本柱上開關(guān)站從運行環(huán)境切除時，首先通過遠程通信網(wǎng)絡(luò)向本柱上開關(guān)站發(fā)送控制信息，該信息經(jīng)柱上開關(guān)站的通信接口 LAN端子，送入控制和保護設(shè)備CPE內(nèi)部的遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件4，經(jīng)過解析通信協(xié)議格式給出控制命令代碼，發(fā)送至智能控制部件7，智能控制部件7根據(jù)命令代碼的分類輸出相應(yīng)的控制信號，先控制永磁操作機構(gòu)3,通過永磁操作機構(gòu)3的輸出端子IQF—out控制斷路器IQF分閘；然后再控制電動操作機構(gòu)1，通過電動操作機構(gòu)I的端子IQS—out控制隔離開關(guān)IQS分閘；最后控制電動操作機構(gòu)2，通過電動操作機構(gòu)2的端子2QS — out控制隔離開關(guān)2QS分閘，完成對進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS的操作，實現(xiàn)進線隔離開關(guān)1QS、出線隔離開關(guān)2QS的分閘動作，使本柱上開關(guān)站退出供電主回路。
【權(quán)利要求】
1.柱上開關(guān)站，其特征在于電氣化鐵路供電線的進線(In)連接在進線隔離開關(guān)(IQS)的輸入端，進線隔離開關(guān)(IQS)的輸出端通過高壓電纜連接至斷路器(IQF)的靜觸頭，斷路器(IQF)的動觸頭通過高壓電纜連接于出線隔離開關(guān)(2QS)的輸入端，出線隔離開關(guān)(2QS)的輸出端經(jīng)高壓電纜連接供電線路，電流互感器(ITA)的原邊線圈串接于進線隔離開關(guān)和斷路器之間，次邊線圈經(jīng)測量電纜連接于控制和保護設(shè)備(CPE)中電流、電壓測量部件(6)的端子ITA — in ;電壓互感器(ITV)的原邊線圈串接高壓保護熔絲(2FU)后，并聯(lián)在斷路器(IQF)的動觸頭和出線隔離開關(guān)(2QS)輸入端的高壓電纜之間，次邊線圈經(jīng)測量電纜連接于控制和保護設(shè)備(CPE)中電流、電壓測量部件(6)的端子ITV — in;變壓器(IT)原邊線圈串接高壓保護熔絲(IFU)后，并聯(lián)在斷路器(IQF)的靜觸頭和進線隔離開關(guān)(IQS)輸出端的高壓電纜之間，次邊線圈的輸出電壓經(jīng)電源電纜連接控制和保護設(shè)備(CPE)，為控制和保護設(shè)備(CPE)提供電源；控制和保護設(shè)備(CPE)的控制輸出信號，分別通過控制和保護設(shè)備(CPE)中的第I電動操作機構(gòu)(I)的IQS — out端子、第2電動操作機構(gòu)(2)的2QS — out端子、永磁操作機構(gòu)(3)的IQF — out端子，經(jīng)控制電纜連接于進線隔離開關(guān)(1QS)、出線隔離開關(guān)(2QS)和斷路器(IQF);控制和保護設(shè)備(CPE)通過遠程網(wǎng)絡(luò)接口部件(4)的LAN端子與遠程控制主站進行數(shù)據(jù)交換，接受遠程控制主站的控制命令，完成遠程分/合閘的控制操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱上開關(guān)站，其特征在于控制和保護設(shè)備(CPE)為商品，型號HWZ-27.5。
【文檔編號】H02J13/00GK204046277SQ201420509290
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】張曉鵬, 趙明星, 王建章 申請人:四川匯友電氣有限公司