柱上开关站的制作方法
【专利摘要】本实用新型为柱上开关站，解决牵引变电所、分区所和开闭所的结构复杂，占地面积大，难以完成正线与支线的隔离和保护的问题。进线（In）连接在进线隔离开关（1QS）的输入端，进线隔离开关（1QS）的输出端连接至断路器（1QF）的静触头，断路器（1QF）的动触头连接于出线隔离开关（2QS）的输入端，出线隔离开关（2QS）的输出端连接供电线路，电流互感器（1TA）的原边线圈串接于进线隔离开关和断路器之间，次变线圈连接于控制和保护设备（CPE）的端子1TA—in；电压互感器（1TV）的原边线圈并联在断路器（1QF）的动触头和出线隔离开关（2QS）输入端的高压电缆之间，次边线圈连接于控制和保护设备（CPE）的端子1TV—in；变压器（1T）原边线圈并联在断路器（1QF）的静触头和进线隔离开关（1QS）输出端的高压电缆之间。
【专利说明】柱上开关站
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型与电气化铁路隔离开关、断路器控制有关，尤其与牵引供电系统的并联开关站有关。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前牵引供电系统的构成越来越复杂，对牵引供电系统的灵活性提出了更高的要求。为提高直供方式牵引网的负载能力，并联开关站应用逐渐增加。为保证正线运行安全稳定，对接入正线接触网的专用线和支线需要通过开关站来隔离，实现对专用线和支线故障的保护，防止故障影响正线正常供电。在一些现场环境复杂的区段如长隧道、桥梁或灾害高发区也需要通过断路器将接触网分段，达到能够将故障区段迅速切除的目的。当前传统做法是针对保护和隔离的需要，建设牵引变电所、分区所和开闭所来完成正线与支线的隔离和保护，但由于牵引变电所、分区所和开闭所的结构相对复杂，占地面积又大，很难灵活地满足上述要求，特别是遇到环境复杂的区段如长隧道、桥梁或灾害高发区建设的难度与投入都非常大。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是提供一种结构简单，占地少，成本低，对接触网故障的保护、隔离功能可靠的柱上开关站。
[0007]本实用新型是这样实现的:
[0008]电气化铁路供电线的进线In连接在进线隔离开关IQS的输入端，进线隔离开关IQS的输出端通过高压电缆连接至断路器IQF的静触头，断路器IQF的动触头通过高压电缆连接于出线隔离开关2QS的输入端，出线隔离开2QS的输出端经高压电缆连接供电线路，电流互感器ITA的原边线圈串接于进线隔离开关与断路器的回路中；电压互感器ITV的原边线圈串接高压保护熔丝2FU后，并联在断路器IQF的动触头和出线隔离开关2QS输入端的高压电缆之间；变压器IT的原边线圈串接高压保护熔丝IFU后，并联在断路器IQF的静触头和进线隔离开关IQS输出端的高压电缆之间；电流互感器ITA的次边线圈和电压互感器ITV的次边线圈为测量信号的输出端，经测量电缆连接于控制和保护设备CPE中电流、电压测量部件6的端子ITA — in和端子ITV — in上；控制和保护设备CPE的控制输出信号，分别通过控制和保护设备CPE中电动操作机构I的端子IQS — out、电动操作机构2的端子2QS — out、永磁操作机构3的端子IQF — out，经控制电缆连接于进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS和断路器1QF，控制和保护设备CPE通过远程网络接口部件4的LAN端子与远程控制主站进行数据交换，接受远程控制主站的控制命令，完成远程分/合闸的控制操作。
[0009]控制和保护设备CPE为商品_号HWZ — 27.5)。
[0010]本实用新型的有益效果
[0011]本实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、不受安装地形限制，将高压开关、高压测量、智能控制、故障保护、网络通信等新技术集于一体的电气化铁道开关站。它能够在功能完全替代传统地面安装开关站的前提下，灵活方便的安装于任何环境复杂的工程现场。由于柱上开关站直接安装于供电柱上，大大的降低了设备建设安装费用，是今后开关站建设的新模式。本实用新型能够满足供电灵活性和可靠性的要求，不受安装地形限制，以较低的成本实现融合高压开关、高压测量、智能控制、网络通信等新技术于一体，具备对接触网故障的保护、隔离功能，可靠实现电气化铁道开关站的全部功能。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1为本实用新型电路图。
[0014]图2为控制和保护设备电路图。
[0015]【具体实施方式】:
[0016]本实用新型实现方式如下:
[0017]本实用新型的主要构成部件(图1、2):隔离开关1QS、2QS ;熔断器1FU、2FU ;变压器IT ;断路器IQF ;电流互感器ITA ;电压互感器ITV ;控制和保护设备CPE。
[0018]本实用新型电连接实现方式:电气化铁路供电线的进线In连接在进线隔离开关IQS的输入端，进线隔离开关IQS的输出端，通过高压电缆连接至断路器IQF的静触头，断路器IQF的动触头通过高压电缆，连接于出线隔离开关2QS的输入端，出线隔离开关2QS的输出端经高压电缆连接供电线路。为保护测量需要电流互感器ITA的原边线圈串接于主回路中；电压互感器ITV的原边线圈串接高压保护熔丝2FU后，并联在主回路中断路器IQF的动触头，和出线隔离开关2QS输入端的高压电缆之间；开关站变压器IT串接高压保护熔丝IFU后，并联在主回路中断路器IQF的静触头，和进线隔离开关IQS输出端的高压电缆之间。电流互感器ITA的次边线圈和电压互感器ITV的次边线圈，作为测量信号输出，经测量电缆连接于控制和保护设备CPE中电流、电压测量部件6的端子ITA — in和端子ITV — in上；控制和保护设备CPE的控制输出信号，分别通过控制和保护设备CPE中电动操作机构I的端子IQS — out、电动操作机构2的端子2QS — out、永磁操作机构3的端子IQF — out，经控制电缆连接于进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS和断路器1QF，完成远程分/合闸的控制操作；为满足远程控制需要，控制和保护设备CPE中设置有远程网络接口部件4，通过LAN端子与远程控制主站进行数据交换，接受远程控制主站的控制命令，完成远程分/合闸的控制操作。
[0019]控制和保护设备CPE内部设置有隔离开关IQS操作机构I ;隔离开关2QS操作机构2 ;断路器IQF操作机构3 ;远程网络接口部件4 ;保护参数设定部件5 ；电流、电压测量部件6 ;智能控制部件7。
[0020]本实用新型的功能实现方式:
[0021]当远程控制主站根据供电需要投入本柱上开关站运行时，首先通过远程通信网络向本柱上开关站发送控制信息，该信息经柱上开关站的通信接口 LAN端子，送入控制和保护设备CPE内部的远程网络接口部件4，经过解析通信协议格式给出控制命令代码，发送至智能控制部件7，智能控制部件7根据命令代码的分类输出相应的控制信号，分别控制电动操作机构1、电动操作机构2对进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS进行操作，完成进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS的闭合动作，然后智能控制部件7再经永磁操作机构3控制断路器IQF闭合，完成柱上开关站的供电接入过程；
[0022]柱上开关站在投入运行过程中，接于主回路的电流互感器ITA和电压互感器ITV实时将主回路的工作电流、电压的参数，传输至控制和保护设备CPE中电流、电压测量部件6的电流信号输入端子ITA — in、电压信号输入端子ITV — in，电流与电压的参数经控制和保护设备CPE内部的电流、电压测量部件6，转换成数字编码的保护定值比较数据，送入保护参数设定部件5进行保护阈值判定，当电流或电压的测量数据超出本柱上开关站设定的保护阈值时，保护参数设定部件5将向智能控制部件7发送保护动作申请信号，智能控制部件7随即向永磁操作机构3输出控制信号,永磁操作机构3通过IQF—out端子控制操作断路器IQF跳闸，完成保护过程，将过流、过压故障线路快速切断分离于主回路之外，保护主回路运行不受影响。
[0023]当远程控制主站根据供电需要，需将本柱上开关站从运行环境切除时，首先通过远程通信网络向本柱上开关站发送控制信息，该信息经柱上开关站的通信接口 LAN端子，送入控制和保护设备CPE内部的远程网络接口部件4，经过解析通信协议格式给出控制命令代码，发送至智能控制部件7，智能控制部件7根据命令代码的分类输出相应的控制信号，先控制永磁操作机构3,通过永磁操作机构3的输出端子IQF—out控制断路器IQF分闸；然后再控制电动操作机构1，通过电动操作机构I的端子IQS—out控制隔离开关IQS分闸；最后控制电动操作机构2，通过电动操作机构2的端子2QS — out控制隔离开关2QS分闸，完成对进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS的操作，实现进线隔离开关1QS、出线隔离开关2QS的分闸动作，使本柱上开关站退出供电主回路。
【权利要求】
1.柱上开关站，其特征在于电气化铁路供电线的进线(In)连接在进线隔离开关(IQS)的输入端，进线隔离开关(IQS)的输出端通过高压电缆连接至断路器(IQF)的静触头，断路器(IQF)的动触头通过高压电缆连接于出线隔离开关(2QS)的输入端，出线隔离开关(2QS)的输出端经高压电缆连接供电线路，电流互感器(ITA)的原边线圈串接于进线隔离开关和断路器之间，次边线圈经测量电缆连接于控制和保护设备(CPE)中电流、电压测量部件(6)的端子ITA — in ;电压互感器(ITV)的原边线圈串接高压保护熔丝(2FU)后，并联在断路器(IQF)的动触头和出线隔离开关(2QS)输入端的高压电缆之间，次边线圈经测量电缆连接于控制和保护设备(CPE)中电流、电压测量部件(6)的端子ITV — in;变压器(IT)原边线圈串接高压保护熔丝(IFU)后，并联在断路器(IQF)的静触头和进线隔离开关(IQS)输出端的高压电缆之间，次边线圈的输出电压经电源电缆连接控制和保护设备(CPE)，为控制和保护设备(CPE)提供电源；控制和保护设备(CPE)的控制输出信号，分别通过控制和保护设备(CPE)中的第I电动操作机构(I)的IQS — out端子、第2电动操作机构(2)的2QS — out端子、永磁操作机构(3)的IQF — out端子，经控制电缆连接于进线隔离开关(1QS)、出线隔离开关(2QS)和断路器(IQF);控制和保护设备(CPE)通过远程网络接口部件(4)的LAN端子与远程控制主站进行数据交换，接受远程控制主站的控制命令，完成远程分/合闸的控制操作。
2.根据权利要求1所述的柱上开关站，其特征在于控制和保护设备(CPE)为商品，型号HWZ-27.5。
【文档编号】H02J13/00GK204046277SQ201420509290
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】张晓鹏, 赵明星, 王建章 申请人:四川汇友电气有限公司