专利名称：城市轨道交通工程多边联跳保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市轨道交通工程直流供电系统中使用的保护装置，特别涉及一种在一个直流供电分区内任意点发生故障时，能将其向上、下行线路牵引网供电的直流断路器同时全部断开，保证牵引变电所供电设施及牵引网运营安全的保护装置。
背景技术：
绝大部分城市轨道交通工程牵引供电系统均采用了 DC1500V或DC750V牵引网授流、走行轨回流的牵引网供电方式，实现车辆在上行线路及下行线路的双向运行。工程线路上设置牵引变电所的位置主要考虑的是直流牵引网的电压降指标及钢轨电位的限制。在正常运行时，正线上行及下行牵引网均由相邻的两个牵引变电所实现双边供电。目前，无论城市轨道交通牵引供电系统是采用何种牵引网供电方式，除了在每座牵引变电所处通过牵引变电所内的直流母线将上、下行牵引网并联外，在全线各牵引供电分区范围内的上、下行线路牵引网均为各自独立运行的结构。同时在两端的牵引变电所内，配置上、下行各自独立的直流双边联跳保护装置，实现有断路器保护故障跳闸时，联跳上行或下行同一侧的断路器跳闸，但无法实现上行及下行断路器的同时联跳。近年来，随着国内经济的发展、城市规模的不断扩大，地处山区的部分城市也开始进行城市轨道交通工程的建设，由于城市的地形起伏较大，部分区段设置车站的条件不具备，因此出现了一些长大坡道区间。在该类长大坡道区间内行车，举例说明，考虑上行为持续上坡线路，下行为持续下坡线路，对于按常规思路设计的上、下行线路牵引网来说，有以下特点1、对于上行的线路来说，由于持续上坡，在列车启动和行车过程中，牵引网电流大，导致牵引网的电压降大，电能消耗大，运营费用较高。2、对于下行的线路来说，由于持续下坡，在列车行车过程中，牵引网电流很小，电能消耗小，牵引网的电压降很小。由于坡度很大、加之该区段内的列车在绝大部分时间内都不从牵引网取流，列车再生制动时产生的能量也不能被其他车辆吸收，列车制动只能采用电阻制动或强制性的闸瓦制动，不仅导致列车发热和闸瓦磨耗严重、污染隧道环境，而且导致下坡线路具备的势能、牵引网载流能力和列车再生制动时产生的能量均未得到充分利用。针对该类长大坡道区间，从节能和改善牵引网电压指标的角度，本申请人提出在该牵引供电分区内的电压降指标最严重的位置将上、下行直流牵引网并联供电的结构，实现线路势能与动能的相互转化，大幅减少工程的电能消耗。而为保证该上、下行牵引网并联供电方案的可靠运行，原有的变电所双边联跳方案已经不能适应，原方案仅能实现有断路器保护故障跳闸时，联跳上行或下行同一侧的断路器跳闸，但无法实现上行及下行断路器的同时联跳。因而需提出与该供电方案配套的一种新的多边联跳保护方案
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种城市轨道交通工程多边联跳保护装置，配套应用在通过并联开关将同一直流供电分区的上行、下行牵引网并联供电的牵引网结构中，在上、下行线路牵引网实现并联供电后能有效地确保变电所供电设施及牵引网的运营安全。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下本实用新型的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是它包括通过并联开关的辅助触点与上行联跳电缆、下行联跳电缆相连的四个中间继电器，即首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器；该四个中间继电器的常开输出触点分别与上行联跳电缆、下行联跳电缆连接，同时将四个中间继电器分别输出的一对常开输出触点全部并联。本实用新型的有益效果是，针对采用上、下行直流牵引网并联供电的供电方案，提供了一种新型的多边联跳保护装置，具有结构简单，设计合理，可有效的兼顾新建工程及既有工程的改造实施，操作便利，安装、拆卸方便，通用性好，适用性强，安全可靠，本实用新型可广泛用于城市轨道交通工程的建设中。
本说明书包括如下一幅附图图1是本实用新型城市轨道交通工程多边联跳保护装置的结构示意图。图中示出器件及所对应的标记辅助触点I;上行联跳电缆2，其第一线缆Al、第二线缆B1、第三线缆Cl、第四线缆Dl ;下行联跳电缆3，其第一线缆A2、第二线缆B2、第三线缆C2、第四线缆D2;首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4，其常开输出触点4a;末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5、其常开输出触点5a;首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6、其常开输出触点6a;末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7、其常开输出触点7a ;牵引供电分区首端牵引变电所8、牵引供电分区末端牵引变电所9 ;装置内部电气连接线10。
具体实施方式
以下结合附图和实施图例对本实用新型进一步说明。参照图1，本实用新型的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，配套应用在通过并联开关将同一直流供电分区的上行、下行牵引网并联供电的牵引网结构中，该结构包括位于同一供电分区的首端牵引变电所8、末端牵引变电所9，以及将上行牵引网、下行牵引网并联的并联开关。装置包括通过并联开关的辅助触点I与上行联跳电缆2、下行联跳电缆3相连的四个中间继电器，即首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7。该四个中间继电器的常开输出触点分别与上行联跳电缆2、下行联跳电缆3连接，同时将四个中间继电器分别输出的一对常开输出触点全部并联。该装置运行无需外部电源单独供电，直接通过上、下行线路既有的双边联跳电缆回路取电，避免由于电源回路的故障导致该多边联跳保护功能的失效；不影响原有的上、下行双边联跳保护电缆其电气回路及其联跳功能的完整性；能根据外部上、下行并联开关的投入与退出，自动实现该装置多边联跳保护功能的投入与退出；其对安装运行环境要求较低，无需设置专门的设备房间，可以直接安装在区间隧道壁上，工程难度和投资小。参照图1，并联开关辅助触点I共使用了 8对常开辅助触点，首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4及其常开输出触点4a共使用了 5对常开输出触点，末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5及其输出触点5a共使用了 5对常开输出触点，首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6及其输出触点6a共使用了 5对常开输出触点，末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7及其输出触点7a共使用了 5对常开输出触点。具体的接线方式如下所述首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4通过并联开关的两对辅助触点I与上行联跳电缆2中的第一线缆Al、第二线缆BI相连；其常开输出触点4a的第一对触点与上行联跳电缆2中的第一线缆Al及下行联跳电缆3中第一线缆A2相连，第二对触点与上行联跳电缆2中的第二线缆BI及下行联跳电缆3中第二线缆B2相连，第三对触点与上行联跳电缆2中的第一线缆Al及下行联跳电缆3中第三线缆C2相连，第四对触点与上行联跳电缆2中的第二线缆BI及下行联跳电缆3中第四线缆D2相连，第五对触点与末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7分别对应输出的常开触点5a、6a、7a的第五对触点并联。所述末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5通过并联开关的两对辅助触点I与上行联跳电缆2中的第三线缆Cl、第四线缆Dl相连；其常开输出触点5a的第一对触点与上行联跳电缆2中的第三线缆Cl及下行联跳电缆3中第一线缆A2相连，第二对触点与上行联跳电缆2中的第四线缆Dl及下行联跳电缆3中第二线缆B2相连，第三对触点与上行联跳电缆2中的第三线缆Cl及下行联跳电缆3中第三线缆C2线缆相连，第四对触点与上行联跳电缆2中的第四线缆Dl及下行联跳电缆3中第四线缆D2相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7分别对应输出的常开触点4a、6a、7a的第五对触点并联。所述首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6通过并联开关的两对辅助触点I与下行联跳电缆3中的第一线缆A2、第二线缆B2相连；其常开输出触点6a的第一对触点与上行联跳电缆2中的第一线缆Al及下行联跳电缆3中第一线缆A2相连，第二对触点与上行联跳电缆2中的第二线缆BI及下行联跳电缆3中第二线缆B2相连，第三对触点与上行联跳电缆2中的第三线缆Cl及下行联跳电缆3中第一线缆A2相连，第四对触点与上行联跳电缆2中的第四线缆Dl及下行联跳电缆3中第二线缆B2相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7分别对应输出的常开触点4a、5a、7a的第五对触点并联。所述末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7通过并联开关的两对辅助触点I与下行联跳电缆3中的第三线缆C2、第四线缆D2相连；其常开输出触点7a的第一对触点与上行联跳电缆2中的第一线缆Al及下行联跳电缆3中第三线缆C2相连，第二对触点与上行联跳电缆2中的第二线缆BI及下行联跳电缆3中第四线缆D2相连，第三对触点与上行联跳电缆2中的第三线缆Cl及下行联跳电缆3中第三线缆C2缆相连，第四对触点与上行联跳电缆2中的第四线缆Dl及下行联跳电缆3中的第四线缆D2相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5和首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6分别对应输出的常开触点4a、5a、6a的第五对触点并联。图中可见，牵引供电分区首端牵引变电所8、牵引供电分区末端牵引变电所9之间上行联跳电缆2、下行联跳电缆3中任何一根联跳电缆带电，都可使得装置内部其中一个中间继电器带电，通过其输出触点将其他的联跳电缆带电，实现其两端对应连接的直流断路器跳闸。通过引入牵引网上、下行并联开关辅助触点I，根据其状态自动控制该套装置多边联跳功能的投入与退出。如果该牵引网上、下行并联开关闭合，则其辅助触点I闭合，当该牵引供电分区两端的牵引变电所上行或下行牵引网线路，任何一个断路器有保护跳闸输出时，通过上行牵引网联跳电缆2或下行牵引网联跳电缆3带电，会驱动首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器4、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器5、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器6和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器7的其中一个带电，而对应该中间继电器的常开输出触点会闭合，会将其他原来未带电的牵引网联跳电缆(2或3)全部带电，从而实现该牵引供电分区两端牵引变电所上、下行的输出直流断路器全部跳闸。同时该牵引网上、下行并联开关如果采用的是断路器等允许直接分合闸的开关设备，该装置通过将各中间继电器的常开输出触点4a、5a、6a、7a全部并联，其中任何一个中间继电器动作，还可同时输出一个分闸信号将上、下行并联开关分断，使得故障情况下自动实现上、下行直流牵弓I网的独立运行。以上所述只是用图解说明本实用新型城市轨道交通工程多边联跳保护装置的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
权利要求1.城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是它包括通过并联开关的辅助触点(1)与上行联跳电缆(2)、下行联跳电缆(3)相连的四个中间继电器，即首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(4)、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(5)、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(6)和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(7);该四个中间继电器的常开输出触点分别与上行联跳电缆(2)、下行联跳电缆(3)连接，同时将四个中间继电器分别输出的一对常开输出触点全部并联。
2.如权利要求1所述的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是所述首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(4)通过并联开关的两对辅助触点(I)与上行联跳电缆(2)中的第一线缆(Al)、第二线缆(BI)相连；其常开输出触点(4a)的第一对触点与上行联跳电缆(2)中的第一线缆(Al)及下行联跳电缆3中第一线缆(A2)相连，第二对触点与上行联跳电缆(2)中的第二线缆(BI)及下行联跳电缆(3)中第二线缆B2相连，第三对触点与上行联跳电缆(2)中的第一线缆Al及下行联跳电缆(3)中第三线缆C2相连，第四对触点与上行联跳电缆(2)中的第二线缆(BI)及下行联跳电缆(3)中第四线缆(D2)相连，第五对触点与末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(5)、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(6)和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(7)分别对应输出的常开触点(5a、6a、7a)的第五对触点并联。
3.如权利要求1所述的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是所述末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(5)通过并联开关的两对辅助触点(I)与上行联跳电缆(2)中的第三线缆(Cl)、第四线缆(Dl)相连；其常开输出触点(5a)的第一对触点与上行联跳电缆(2)中的第三线缆(Cl)及下行联跳电缆(3)中第一线缆(A2)相连，第二对触点与上行联跳电缆(2)中的第四线缆(Dl)及下行联跳电缆(3)中第二线缆(B2)相连，第三对触点与上行联跳电缆(2)中的第三线缆(Cl)及下行联跳电缆(3)中第三线缆(C2)线缆相连，第四对触点与上行联跳电缆(2)中的第四线缆(Dl)及下行联跳电缆(3)中第四线缆(D2)相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(4)、首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(6)和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(7)分别对应输出的常开触点(4a、6a、7a)的第五对触点并联。
4.如权利要求1所述的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是所述首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(6)通过并联开关的两对辅助触点(I)与下行联跳电缆(3)中的第一线缆(A2)、第二线缆(B2)相连；其常开输出触点(6a)的第一对触点与上行联跳电缆(2)中的第一线缆(Al)及下行联跳电缆(3)中第一线缆A2相连，第二对触点与上行联跳电缆(2)中的第二线缆(BI)及下行联跳电缆(3)中第二线缆(B2)相连，第三对触点与上行联跳电缆(2)中的第三线缆(Cl)及下行联跳电缆(3)中第一线缆(A2)相连，第四对触点与上行联跳电缆(2)中的第四线缆(Dl)及下行联跳电缆(3)中第二线缆(B2)相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(4)、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(5)和末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(7)分别对应输出的常开触点(4a、5a、7a)的第五对触点并联。
5.如权利要求1所述的城市轨道交通工程多边联跳保护装置，其特征是所述末端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(7)通过并联开关的两对辅助触点(I)与下行联跳电缆(3)中的第三线缆(C2)、第四线缆(D2)相连；其常开输出触点(7a)的第一对触点与上行联跳电缆(2)中的第一线缆(Al)及下行联跳电缆(3)中第三线缆(C2)相连，第二对触点与上行联跳电缆(2)中的第二线缆(BI)及下行联跳电缆(3)中第四线缆(D2)相连，第三对触点与上行联跳电缆(2)中的第三线缆(Cl)及下行联跳电缆(3)中第三线缆(C2)缆相连，第四对触点与上行联跳电缆(2)中的第四线缆(Dl)及下行联跳电缆(3)中的第四线缆(D2)相连，第五对触点与首端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(4)、末端牵引变电所上行联跳驱动中间继电器(5)和首端牵引变电所下行联跳驱动中间继电器(6)分别对应输出的常开触点(4a、5a、6a) 的第五对触点并联。
专利摘要城市轨道交通工程多边联跳保护装置，配套应用在通过并联开关将同一直流供电分区的上行、下行牵引网并联供电的牵引网结构中，在上、下行线路牵引网实现并联供电后能有效地确保变电所供电设施及牵引网的运营安全。它包括通过并联开关的辅助触点与上行联跳电缆、下行联跳电缆相连的四个中间继电器，该四个中间继电器的常开输出触点分别与上行联跳电缆、下行联跳电缆连接，同时将四个中间继电器分别输出的一对常开输出触点全部并联。
文档编号B60M3/00GK202827194SQ201220402508
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者张开波 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司