专利名称：带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气化铁道分区所，特别涉及一种带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线。
背景技术：
复线电气化铁路通常在供电臂末端设有分区所。常规分区所的电气主接线只包含开关类设备，可将所连接供电臂的上下行接触网通过开关类设备进行上下行并联、当一座牵引变电所退出运行时通过两个相邻供电臂之间设置的越区开关进行越区供电。分区所并联运行能降低牵引网等效阻抗，提高牵引供电能力；改善牵引网电流分布，降低重车方向牵引网载流能力需求，其改善程度与上下行列车电流的差距成正比，差距越大，改善效果越好；降低牵引网电能损失。常规接触网载流能力约800A。山区电气化铁路长大坡道较多，坡度高达18%0、24%。甚至30%。，重载方向(上坡方向)电流很大，而轻载方向(下坡方向)电流很小。以西南山区铁路最为常见的、牵引质量4000t的货运列车为例，重载方向牵引电流高达600 800A，轻载方向牵引电流只有10 40A。供电臂一般长度在20km左右，有2 3个列车运行。当接触网上下行分开供电时，重载方向接触网载流能力需求高达1500A左右，接触网须设置双支加强线才能满足；而轻载方向只有几十安，接触网载流能力利用严重不足。当设置常规分区所、接触网上下行并联供电时，最多只能降低重载方向接触网载流能力需求的25%，重载方向接触网载流能力需求高达1200A左右，仍须设置单支加强线；同时轻载方向载流能力在400A左右,接触网载流能力依然得不到有效利用。山区铁路桥隧比例 较高，设置加强线对运营维护极为不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，可有效改善牵引网电流分布，降低重车方向接触网载流能力需求，提高轻车方向接触网载流能力利用率，提高电压水平和供电能力，并降低牵引网电能损失。本发明的解决上述技术问题所采取的技术方案如下:本发明带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线包括开关类设备和电容性电气设备，该电容性电气设备经过开关类设备将重载方向接触网和轻载方向接触网在供电臂末端进行并联。本发明与常规分区所接线相比，具有以下优点及有益效果:降低重载方向接触网载流能力需求，通过选择合适的容性阻抗，与分开供电相比最大可降低重车方向接触网载流能力约50%，接触网自身载流能力即可满足需求；提高电压水平和供电能力，由于容性阻抗的存在，电力机车在牵引网末端的电压水平明显提高；在同等功率需求下，减小了牵引网电流，从而降低了降低牵引网电能损失；提高越区供电能力，山区电气化铁路在越区供电下电压水平较低，容性阻抗的存在将显著提高电压水平。
本发明提供的主接线在工程实施中既可以采用室内或者室外布置，也可以采用箱式设备布置方式，还可以由移动式和(或)固定式的设备组合而成；开关类设备可采用空气绝缘、开关柜或组合电气等型式。本发明提供的主接线在工程实施中既可以采用成套设备一次制造、安装，还可以在既有常规分区所基础上进行改造而成。
本说明书包括如下四幅附图:图 1为本发明实施例1的电气主接线示意图；图2为本发明实施例2电气主接线示意图；图3为本发明实施例3电气主接线示意图；图4为本发明实施例4电气主接线示意图。图中所示出器件及所对应的标记:第I接触网1、第2接触网2、第3接触网3、第4接触网4 ;第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8 ;第I并联断路器9、第2并联断路器10 ;第I越区开关11、第2越区开关12 ;第I旁路断路器13、第I双极隔离开关14、第I电容性电气装置15、第2旁路断路器16、第2双极隔离开关17、第2电容性电气装置18。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。图中第I接触网1、第2接触网2、第3接触网3、第4接触网4分别是本发明提供的分区所主接线所连接的两个供电臂的上下行接触网。不失一般性，第I接触网1、第4接触网4为重载方向接触网，第2接触网2、第3接触网3为轻载方向接触网；分区所开关类设备的操作应与牵引变电所馈线开关类设备相配合，原则上均在供电臂上不带电或没有牵引负荷的时候进行。第I双极隔离开关14和第2双极隔离开关17仅在电容性电气装置退出运行、进行检修时断开，正常运行时均处于闭合状态，在实施例中的操作步骤中不再涉及。本发明可用于直接供电方式、带回流线的直接供电方式和自耦变压器供电方式的复线电气化铁路。本发明中的电容性电气设备，既可以是固定容量的电容器组，也可以是可调节容量的电容器组，也可以是通过电力电子器件控制呈现出电容性电气装置，如TCR+FC(晶闸管控制电抗器与固定容量电容器支路组成的并联装置)；还包括该电容性电气设备的配套设备。本发明中的开关类设备可采用隔离开关或断路器或负荷开关。实施例1:该实施例为两侧供电臂均带有电容性电气装置、可双侧并联供电和双向越区供电的分区所，该实施方式适用于两个供电臂铁路均为长大坡道的情形。参照图1所述主接线连接2个供电臂，每个供电臂均设有上下行并联开关和I套电容性电气设备。该主接线包括第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第2并联断路器10、第I越区开关11、第2越区开关12、第I电容性电气装置15及其附属的第I旁路断路器13和第I双极隔离开关14、第2电容性电气装置18及其附属的第2旁路断路器16和第2双极隔离开关17。参照图1，当本实施例未投入运行时，第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第2并联断路器10、第I越区开关11、第2越区开关12均处于打开状态，第I旁路断路器13、第2旁路断路器16处于闭合状态。当本实施例投入运行时，操作步骤如下:先将第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13、第2旁路断路器16打开，第I电容性电气装置15、第2电容性电气装置18带电；然后将第I并联断路器9、第2并联断路器10闭合，则第I接触网1、第2接触网2通过第I电容性电气装置15形成并联运行状态，第3接触网3、第4接触网4通过第2电容性电气装置18形成并联运行状态。当本实施例退出运行时，操作步骤如下:先闭合第I旁路断路器13、第2旁路断路器16，使第I电容性电气装置15、第2电容性电气装置18被旁路；再断开第I并联断路器9、第2并联断路器10 ;然后打开第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。当本实施例从左侧供电臂向右侧供电臂进行越区供电时，操作步骤如下:先将第I越区开关11、第2越区开关12闭合；然后将第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔 离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；第I并联断路器9闭合，形成越区供电。当越区供电结束时，先将第I并联断路器9打开；再将第I旁路断路器13闭合使第I电容性电气装置15旁路；然后打开第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。当本实施例从右侧供电臂向左侧供电臂进行越区供电时，操作步骤如下:先将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第2旁路断路器16打开，第2电容性电气装置18带电；最后将第2并联断路器10闭合，形成越区供电。当越区供电结束时，先将第2并联断路器10打开；再将第2旁路断路器16闭合使第2电容性电气装置18旁路，然后打开第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。实施例2:该实施例为仅一侧供电臂带有电容性电气装置、可双侧并联供电和双向越区供电的分区所。如图2所示，所述主接线连接2个供电臂，每个供电臂均设有上下行并联开关，仅有I个供电臂末端带有I套电容性电气设备；该主接线包括第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第2并联断路器10、第I越区开关11、第2越区开关12、第I电容性电气装置15及其附属的第I旁路断路器13和第I双极隔离开关14。该实施方式适用于仅一个供电臂为长大坡道的情形。参照图2，当本实施例未投入运行时，第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第2并联断路器10、第I越区开关11、第2越区开关12均处于打开状态，第I旁路断路器13处于闭合状态。当本实施例投入运行时，操作步骤如下:先将第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；然后将第I并联断路器9、第2并联断路器10闭合，则第I接触网1、第2接触网2通过第I电容性电气装置15形成并联运行状态，第3接触网3、第4接触网4形成并联运行状态。当本实施例退出运行时，操作步骤如下:先闭合第I旁路断路器13，使第I电容性电气装置15被旁路；再断开第I并联断路器9、第2并联断路器10 ;然后打开第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。当本实施例从左侧供电臂向右侧供电臂进行越区供电时，操作步骤如下:先将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；将第I并联断路器9闭合，形成越区供电。当越区供电结束时，先将第I并联断路器9打开；再将第I旁路断路器13闭合使第I电容性电气装置15旁路；然后将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。当本实施例从右侧供电臂向左侧供电臂进行越区供电时，操作步骤如下:先将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电，将第2并联断路器10闭合，形成越区供电。当越区供电结束时，先将第2并联断路器10打开；再将第I旁路断路器13闭合使第I电容性电气装置15旁路；然后打开第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。实施例3:该实施例为仅一侧供电臂带有电容性电气装置、可单侧并联供电和单向越区供电的分区。如图3所示，所述主接线连接2个供电臂，仅有I个供电臂设有上下行并联开关和I套电容性电气设备。该主接线包括第I隔尚开关5、第2隔尚开关6、第3隔尚开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第I越区开关11、第2越区开关12、第I电容性电气装置15及其附属的第I旁路断路器13和第I双极隔离开关14。该实施方式适用于仅一个供电臂为长大坡道、另一个供电臂非常短的情形(简称半边并联分区所)。参照图3，本实施例未投入运行时，第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8、第I并联断路器9、第I越区开关11、第2越区开关12均处于打开状态，第I旁路断路器13处于闭合状态。当本实施例投入运行时，操作步骤如下:先将第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；然后将第I并联断路器9闭合，第I接触网I和第2接触网2通过第I电容性电气装置15形成并联运行状态。当本实施 例退出运行时，操作步骤如下:
先将第I旁路断路器13闭合，使第I电容性电气装置15被旁路；再将第I并联断路器9打开；然后打开第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。当本实施例从右侧供电臂向左侧供电臂进行越区供电时，操作步骤如下:先将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；然后将第I并联断路器9闭合，形成越区供电。当越区供电结束时，先将第I并联断路器9打开；再将第I旁路断路器13闭合使第I电容性电气装置15旁路；然后将第I越区开关11、第2越区开关12、第I隔离开关5、第2隔离开关6、第3隔离开关7、第4隔离开关8，本实施例退出运行。实施例4:该实施例为仅有一侧供电臂、带有电容性电气装置、末端可并联供电的分区所(简称半边分区所。如图4所示，所述主接线连接I个供电臂，设有上下行并联开关和I套电容性电气设备，该主接线包括第I隔离开关5、第2隔离开关6、第I并联断路器9、第I电容性电气装置15及其附属的第I旁路断路器13和第I双极隔离开关14。该类型分区所不提供越区供电功能，用于电气化铁路末端，其操作过程更为简单。参照图4，当本实施例未投入运行时，第I隔离开关5、第2隔离开关6、第I并联断路器9均处于打开状态，第I旁路断路器13处于闭合状态。当本实施例投入运行时，操作步骤如下:
先将第I隔离开关5、第2隔离开关6闭合；再将第I旁路断路器13打开，第I电容性电气装置15带电；然后将第I并联断路器9闭合，则第I接触网I和第2接触网2通过第I电容性电气装置15形成并联运行状态。当本实施例退出运行时，操作步骤如下:先将第I旁路断路器13闭合，使第I电容性电气装置15被旁路；再将第I并联断路器9打开；然后将第I隔离开关5、第2隔离开关6打开，本实施例退出运行。以上公开的实例为本发明的几个具体实施例，实际应用中并不限于此。任何本领域的技术人员能思之的、在上下行接触网之间设置电容性电气装置的技术方案，都应落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线包括开关类设备和电容性电气设备，该电容性电气设备经过开关类设备将重载方向接触网和轻载方向接触网在供电臂末端进行并联。
2.如权利要求1所述的带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线连接2个供电臂，每个供电臂均设有上下行并联开关和I套电容性电气设备；该主接线包括第I隔离开关(5)、第2隔离开关(6)、第3隔离开关(7)、第4隔离开关(8)、第I并联断路器(9)、第2并联断路器(10)、第I越区开关(11)、第2越区开关(12)、第I电容性电气装置(15)及其附属的第I旁路断路器(13)和第I双极隔离开关(14)、第2电容性电气装置(18)及其附属的第2旁路断路器(16)和第2双极隔离开关(17)。
3.如权利要求1所述的带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线连接2个供电臂，每个供电臂均设有上下行并联开关，仅有I个供电臂末端带有I套电容性电气设备；该主接线包括第I隔尚开关(5)、第2隔尚开关(6)、第3隔尚开关(7)、第4隔离开关(8)、第I并联断路器(9)、第2并联断路器(10)、第I越区开关(11)、第2越区开关(12)、第I电容性电气装置(15)及其附属的第I旁路断路器(13)和第I双极隔离开关(14)。
4.如权利要求1所述的带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线连接2个供电臂，仅有I个供电臂设有上下行并联开关和I套电容性电气设备；该主接线包括第I隔离开关(5)、第2隔离开关(6)、第3隔离开关(7)、第4隔离开关(8)、第I并联断路器(9)、第I越区开关(11)、第2越区开关(12)、第I电容性电气装置(15)及其附属的第I旁路断路器(13)和第I双极隔离开关(14)。
5.如权利要求1所述的带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，其特征是:所述主接线连接I个供电臂，设有上下行并联开关和I套电容性电气设备；该主接线包括第I隔离开关(5)、·第2隔离开关(6)、第I并联断路器(9)、第I电容性电气装置(15)及其附属的第I旁路断路器(13)和第I双极隔离开关(14)。
全文摘要
带有电容性电气设备的复线电气化铁道分区所主接线，可有效改善牵引网电流分布，降低重车方向接触网载流能力需求，提高轻车方向接触网载流能力利用率，提高电压水平和供电能力，并降低牵引网电能损失。所述主接线包括开关类设备和电容性电气设备，该电容性电气设备经过开关类设备将重载方向接触网和轻载方向接触网在供电臂末端进行并联。
文档编号B60M3/04GK103231667SQ20131017275
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月10日 优先权日2012年10月22日
发明者楚振宇, 陈刚, 陈纪纲, 徐剑, 李良威, 袁勇, 许晓蓉, 潘英, 宋兵, 高宏, 林宗良, 汪秋宾, 张长梅 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司