[发明专利]一种电力机车过电压抑制吸收系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力机车领域，特别是涉及一种电力机车过电压抑制吸收系统及其控制方法。 

背景技术

随着国民经济的快速发展，电力机车因其具有高效率、低污染等优点，在轨道交通领域被广泛采用，并代表了当代铁路运输的发展方向。电力机车是从接触网上获取电能，由电动机驱动运行的机车。我国电气化铁路采用的是单相工频交流制，其接触网额定电压为单相工频25kV交流电，经机车顶部的受电弓将电能引入机车，每台机车上装有一套把交流电变换成直流电的整流装置，变压整流成直流电后供给牵引电动机。 

在单相工频交流牵引供电系统中，电力机车是由单相电供电的，为了平衡电力系统三相的复合，电气化铁道的接触网采用分段换相供电。为了防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分割，称为电分相。国内接触网上每隔20km～25km就有一段长约30m的供电死区，当机车通过此区时称为过分相。当电力机车即将过分相时，机车需进行分主断操作，关闭辅助机组、断开主断路器等动作，惯性通过无电区后再进行合主断操作，闭合主断路器。在闭合或断开主断路器时，供电系统内的工作状态突然改变，在电磁能量相互转换的过渡过程中会形成瞬间的高电压，即为操作过电压。在电力机车运行中，频繁出现操作过电压可能导致机车设备、供电系统设备被损坏等严重事故，影响铁路运输，给国家造成一定的经济损失。 

参阅图1，为现有的电力机车供电系统图，包括电力机车高压互感器11和电力机车核心电气设备12，电力机车核心电气设备12直接接在电力机车高压互感器11的次边绕组上，来自于接触网的高压交流电经过电力机车高压互感器11转化为机车工作电压，为电力机车核心电气设备12供电。当电力机车过分相区，进行分主断或合主断操作，在断开或闭合主断路器时，由于供电系统内工作状态突然改变，将在电力机车高压互感器11的原边绕组侧形成瞬时高电压，致使电力机车高压互感器11次边绕组侧的输出电压的幅值高于 电力机车核心电气设备12工作电压的额定值，经常导致机车电气设备被烧毁、供电系统故障等现象，不利于机车的安全运行。 

但是，目前国内外还没有更好的方法解决电力机车的操作过电压问题，解决电力机车的操作过电压问题，保护机车设备、供电系统设备不受过电压影响，是进一步提高铁路运输安全的当务之急。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电力机车过电压抑制吸收系统及其控制方法，本发明能够较好地解决电力机车的操作过电压问题，保护机车设备、供电系统设备不受过电压影响，进一步提高铁路运输安全。 

为实现上述目的，本发明提供了一种电力机车过电压抑制吸收系统，该系统包括电力机车高压互感器、电力机车核心电气设备，所述电力机车高压互感器用于将高压交流电转换为机车工作电压，为所述电力机车核心电气设备供电，该系统还包括： 

过电压抑制吸收装置，与所述电力机车核心电气设备并联接于所述电力机车高压互感器的次边绕组上，用于在电力机车过分相时，对因操作产生的过电压进行抑制吸收； 

过电压抑制吸收系统控制装置，与所述过电压抑制吸收装置相连，用于在电力机车过分相时，控制所述过电压抑制吸收装置动作，在机车过完分相区时，切断所述过电压抑制吸收装置； 

所述过电压抑制吸收系统控制装置包括：数字量输入处理电路，用于将机车运行时的操作信号转换为逻辑电平信号；逻辑控制电路，用于根据上述逻辑电平信号，在机车过分相时，发出相应的控制脉冲至数字量输出控制电路；数字量输出控制电路，用于对上述控制脉冲进行放大处理，导通MOSFET管，向所述过电压抑制吸收装置发送控制信号，控制所述过电压抑制吸收装置动作； 

其中，所述数字量输入处理电路由8条相同的数字量输入支路组成，其中一条数字量输入支路包括第一二极管、第一电容、第一稳压二极管、第一光电耦合器、及第一施密特触发器； 

所述第一二极管的负极与所述第一稳压二极管的负极接于所述数字量输 入支路正输入端，所述第一二极管的正极与所述第一光电耦合器的第二引脚接于所述数字量输入支路负输入端，所述第一稳压二极管的正极接所述第一光电耦合器的第一引脚，所述第一光电耦合器的第四引脚接电源，第三引脚接所述第一施密特触发器的反相输入端，所述第一施密特触发器的输出端接所述逻辑控制电路，所述第一电容并联于所述第一二极管两端。 

其中，所述数字量输入支路还包括第一电阻，所述第一电阻并联在所述第一电容两端。 

其中，所述数字量输入支路还包括第二电阻、第三电阻、及第二电容；