[发明专利]一种用于高速列车的牵引供电系统及其车载储放电系统

权利要求书

1.一种用于高速列车的牵引供电系统，包括车内供电装置，所述车内供电装置包括车内动力供电和辅助供电电路和车载储放电电路，所述车内动力供电和辅助供电电路和车载储放电电路构成复合线路，其中由牵引供电网牵引变压器副边的两路单相α和β电经双相受电弓T1和T2输入车内供电系统，当双相受电弓T1和T2的一个升起时，另一个必须降下，其中单相α电始终与车内动力供电和辅助供电电路相连，单相β电始终与车载储放电电路相连，车内动力供电和辅助供电电路与车载储放电电路彼此独立、互相绝缘，当双相受电弓T1和T2都降下时，单相α电和单相β电不供电。

2.根据权利要求1所述的牵引供电系统，其特征在于，所述车载储放电电路包括超级电容器和高能蓄电池的组合。

3.根据权利要求1或2所述的牵引供电系统，其特征在于，所述车内动力供电和辅助供电电路包括车内基本线路，其中车内基本线路通过主变流器输出的直流电分为两路：第一路经辅助变流器直接连至辅助供电系统，第二路经牵引变流器供给牵引电动机而连接至动力供电系统，其中在所述主变流器与所述辅助变流器之间设置引出连接线，该引出连接线的接线端为A端，以及在所述主变流器和牵引变流器之间设置双向开关K3，当双向开关K3的B-C的C端接通时，断开双向开关K3的B-B接线。

4.根据权利要求3所述的牵引供电系统，其特征在于，当动车进入L₁区段时，由牵引供电网输至双相受电弓T1，经双相切断开关K1_α输入车内的α电，或者动车进入下一个L₁区段时，由牵引供电网输至双相受电弓T2，经双相切断开关K2_α输入车内的单相α电，单相α电供给车内动力供电和辅助供电电路；当动车进入L₁区段时，由牵引供电网输至双相受电弓T1，经双相切断开关K1β输入车内的β电，或者动车进入下一个L₁区段时，由牵引供电网输至双相受电弓T2，经双相切断开关K2_β输入车内的单相β电，单相β电经主变流器输出的直流电分为两路：一路经二极管直接连至由基本线路的主变流器与辅助变流器之间引出的连接线的A端；另一路由车载储放电电路的输出端经二极管接至基本线路的双向开关K3的C端，二极管防止电流的能量回流。

5.根据权利要求4所述的牵引供电系统，其特征在于，复合线路的主变流器经二极管与基本线路的连接线的A端相连，A端连至基本线路的辅助变流器，于是复合线路的辅助供电和基本线路的辅助供电具有共用的辅助供电系统，共用的辅助供电系统的辅助变流器、滤波变压器的变压器和蓄电池具有增大的容量，其中蓄电池是锂离子蓄电池，其容量大于等于基本线路的蓄电池的容量与动车进入L₂区段所需的辅助供电量之和，其中在L2区段不设供电网也无需电网的支撑结构。

6.根据权利要求3所述的牵引供电系统，其特征在于，由车载储放电电路输出的电流经二极管与基本线路的双向开关K3的C端相连，进入基本线路的动力供电系统，此时，断开双向开关K3的B-B，复合线路的动力供电和基本线路的动力供电具有共用的供电系统，车内储放电线路具有增大能量容量的高能蓄电池，其中高能蓄电池的额定电压与牵引逆变器的电压相匹配，高能蓄电池的能量容量要大于等于动车进入L₂区段所需的能量，所述高能蓄电池组由石墨烯、氢燃料、或锂离子电池并串结合。

7.根据权利要求3所述的牵引供电系统，其特征在于，车载储放电电路是由单相β电经主变流器输出的直流电，直流电的负极接至车载储放电电路的主电路的负极，直流电的正极输入充电缓冲电路，充电缓冲电路由短接接触器和充电限流电阻并联后串接在主电路的正极中，当超级电容器组电压低于下限时，断开短接接触器，将充电限流电阻接入电路，限制供电时的瞬时充电电流；当超级电容组电压高于下限时，由控制器输出的信号吸合短接接触器，将充电限流电阻切除，超级电容器组是跨接在主电路的正负极之间，由充电缓冲电路输出的电流给超级电容器组充电。