基于回流电感应电源的研究与应用.pdf

第38卷第3期
铁道技术监督
研究与交流
IR.AILWも)し.. YCONIR()L
STLIY AND COMMUNICATIONS
基于回流电感应电源的研究与应用
郑社宁,孟新安,秦国华2
(1,西安铁路局宝鸡职工培训基地,陕西宝鸡721004;2.西安铁路局室鸡供电段,陕西室鸡721000)
摘要:利用电气化铁路架空回流线与大地间的电位差研制的高压感应电源,有效地解决了铁路沿线尤
其是隧道内对交流电源的需要,使一些智能监控设备得以在铁路沿线安装使用。介绍回流电感应电源的工作
原理、技术参数、性能特点。
关键词:电气化铁道:回流线;接地;感应电源
中图分类号:U223.6文献标识码:B文章编号:1006-9178(2010)03-004-03
Abstract: This paper discusses the development of induction power supply device which uses the potential differ
enee between overhead return feeder and land along the electrified railway line. This power supply device efficiently
meets the demand for AC power along railway lines, especially in the tunnels. With this induction power supply de-
vice, some intelligent monitoring and controlling equipments can be installed and applied along railways. The work-
ing princie, echnical parameters and features of induction power supply ased on return feeder ae introduced
Keywords: Electrified Railway; Return Feeder; Earthing; Induction Power Supply
1.2工务部门
1现状分析
目前,隧道施工照明大部分采用柴油发电机作
为了减轻工人的劳动强度,缩短故障修复时为照明电源,投资较大。在一些长大隧道口、大桥
间,铁路沿线设备的巡检方式从人工检测向智能化上设有专人看守,浪费人力。若在这些地方安装视
监控的转变是发展的必然趋势。但由于区间电源无频监控装置,可代替人工看守,实现远程监控。
法解决,导致一些智能化产品无法推广应成用,一定
工务部门施工地段的慢行标志目前均靠人工来
程度上影响了运输安全。
变换行车速度显示,劳动强度大,稍有疏忽可能造
1.1供电部门
成行车事故。采用高亮度的IED电子显示牌,可
冬季隧道结冰造成接触网跳闻、承力索烧断通过[C编程自动转换列车允许通过速度,为司
是供电部门常见的故障。现在一般靠人工打冰的机提供可靠的行车信号,确保行车及施工安全。
方法,劳动强度大,也不安全。隧道智能溶冰装
通过上述分析可以看出,在铁路沿线安装智能
置依靠交流电源,在隧道结冰情况下,根据温度电子产品,可实现铁路运输安全智能监控,为此
变化自动接通电源,对冰块进行加热,达到融冰需要解决智能产品的交流电源问题。目前,采用从
的目的。
地方电源拉专线或从10kV电力贯通线上接取电
接触网停电作业前,必须进行人工验电及挂接源,投资较大,影响行车安全,因此,有必要寻找
地线,时间较长,不能充分利用“天窗”点。采用一种便捷的取电方式。利用电气化铁路沿线架空回
接触网智能滑杄式接地线可代替人工接地线,在有流线与钢轨间的电位差,通过变压器升压获得交流
交流电源的情况下,通过遥控装置能使接触网在电源是一种行之有效的取电方法。
10s内可靠接地,大大缩短了安装接地时间,提高
了“天窗”点的利用率。
2工作原理
2.1牵引供电原理
收稿日期:2009-10-30
作者简介:郑社宁,工程师
目前,在电气化铁路区段有2种带回流线的供
44
2010年3月(总第281期)
铁道技术监督
第38卷第3期
电方式,一种是带回流线的直接供电方式,另一种电压。为解决接触网停电情况下的交流电源问题,
是吸流变压器一回流线供电方式,即BT供电方该220V交流电压通过整流稳压,变为12V直流
式。尢论哪种供电方式,都以其较强的供电能力和电压输出后向蓄电瓶充电,再通过逆变器将直流
运行可靠等特点,在国内干线铁路及重载电气化铁12V电压变为220V交流电压。配合摇控电路控
路得到广泛应用。BT供电方式的接线原理如图1制3路输出,向负载供电。
所
?流线
0-5062v/意
充
电
逆「「遥控LED
器F瓶输出口灯其
图2高压感应电源原理
2.4产品技术参数
羍引变电所;2接触网;3吸流变压器;4一-回流线;
机车;6钢轨
(1)电源变压器:功率100W
(2)电瓶:12V,20Ah。
图1BT供电方式原理
(3)脉冲充电器:电压14V,电流3-5A。
回流线沿铁路线与接触网同杆架设,每隔一定
(4)逆变器:输入电压12V,输出电压220V,
距离(1~2km)通过吸上线与钢轨并联,将钢轨功率100W。
中的牵引电流引接至回流线,使大部分牵引电流通
(5)输出为3路摇控控制,采用LED隧道照明
过回流线返回牵引变电所,减少钢轨对大地的泄漏专用灯具。3W为1路,无施工时,3个LED灯
电流。这样不仅减小了电气化铁路对周闱弱电线路常亮,功率为3W,施工时可用摇控器将3路灯具
的电磁干扰,同时降低了钢轨电位,具有良好的运全部接通,最大功率为27W。
行性能。
(6)最远照明距离:150m。
2.2回流电的利用
(7)整体尺寸:400mx200mmx300m。
回流线虽然通过吸上线与钢轨并联,但由于
3回流电应用的优越性
回流线距离带电的接触网较近,一般有一定的感
应电压。由于钢轨与大地之间存在一定的接触电
对牵引供电系统的回流电进行二次开发,通过
阻,不是良好的接地体,钢轨一般也具有一定的变压器可向电瓶充电并能给智能电子设备提供交流
电位。通过理论分析和现场测试证明,在电气化电源,结构简单,成本低,减少了重建交流电源的
铁路沿线各处的回流线与钢轨间,存在50V左右成本。据了解,宝鸡工务段为实现现场视频监控,
的电压差。
2009年对2处塌方地段投资约50万元建设资金,
若在回流线与钢轨间每隔一定距离并联1台仅交流电源投资约15万元。若改成感应照明电源
小型电源变压器,利用回流线与钢轨间的电位差,总成本可降低50%,从而加快电子智能产品的推
通过变压器升压,便可得到工业照明用交流电,广。
不仅解决了铁路沿线区间无交流电源问题,还使
利用回流线接入变压器的初级,另一端与钢
牵引回流吸上点増多,改善牵引网的阻抗,有利轨(大地)形成回流,变压器并联支路的阻抗不
于减小牵引供电系统的电能损失。由于并联的电超过19,输出功率100W。回流线接地点的增
源変压