一种用于供电受流性能试验台的电源系统的制作方法

本实用新型主要涉及轨道交通技术领域，特指一种用于供电受流性能试验台的电源系统。

背景技术：

在电气化铁路和城市轨道交通系统中，电力机车通过车顶上的受电弓从接触网取得电能，并将其传送到车辆的电气系统。受电弓和接触网之间的滑动接触是电力机车受流的关键环节，良好的受流质量是高速铁路安全运营和不断提速的前提。为了保证电力机车的稳定取流，通常在实验室搭建供电受流性能试验台来模拟受电弓受流情况，进而找到最佳的弓网配合方案。其中，供电受流性能试验台的核心系统是供电电源系统，然而，现有的电源系统存在着各自独立、功能单一、复用性低等缺点。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、功能丰富、复用性高、多种电源供电的用于供电受流性能试验台的电源系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于供电受流性能试验台的电源系统，包括总供电单元、直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元；所述总供电单元的输出端分别与所述直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元的输入端相连；所述低压大电流供电单元包括依次相连的降压变压器、低压大电流装置、调压器、升流变压器和稳定电阻器。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述低压大电流装置包括反并联晶闸管电路，用于稳定输出可调的输出电压。

所述稳定电阻器包括多档位无感电阻组，用于切换组合形成不同的电阻阻值。

所述调压器包括柱式调压器。

所述直流供电单元包括依次相连的整流变压器和整流单元。

所述整流单元包括多个整流器和串并联切换单元，所述串并联切换单元用于实现多个整流器串联与并联之间的切换。

所述整流器为六脉波晶闸管整流电路。

所述整流变压器为轴向双分裂干式变压器。

所述交流供电单元包括调压变压器。

所述调压变压器为油浸式有载调压变压器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的用于供电受流性能试验台的电源系统，通过直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元，可以提供不同的交流或直流电源，如适用于25kv接触网机车供电系统、dc750v接触轨地铁供电系统、dc1500v接触网地铁供电系统，以及模拟多种轨道交通受流系统的弓网接触试验等；通过多种供电模式的融合，使得试验与实际的弓网受流情况差异很小，进一步保证了弓网受流的稳定性；整体结构简单、功能丰富、复用性高。

附图说明

图1为本实用新型在实施例的方框结构图。

图中标号表示：1、10kv进线柜；2、10kv测量柜；3、10kv第一馈线柜；4、整流变压器；5、整流单元；6、串并联切换单元；7、直流接线柜；8、10kv第二馈线柜；9、调压变压器；10、25kv进线柜；11、25kv测量柜；12、25kv馈线柜；13、交流接线柜；14、10kv第三馈线柜；15、降压变压器；16、低压大电流装置；17、调压器；18、升流变压器；19、稳定电阻器；20、低压大电流接线柜。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实施例的用于供电受流性能试验台的电源系统，包括总供电单元、直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元；总供电单元的输出端分别与直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元的输入端相连，直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元的输出端则与供电受流性能试验台相连，用于提供多种电源；其中低压大电流供电单元包括依次相连的降压变压器15、低压大电流装置16、调压器17、升流变压器18和稳定电阻器19。总供电单元的电源经降压变压器15降压后，再经低压大电流装置16进行微调，输出稳定的电压，再经调压器17调整成正弦波，再经升流变压器18进行隔离，并转换为大电流(如2000a)电源，最后经稳定电阻器19的阻值调节，输出负载所需的试验电流。

本实用新型的用于供电受流性能试验台的电源系统，通过直流供电单元、交流供电单元和低压大电流供电单元，可以提供不同的交流或直流电源，可适用于25kv接触网机车供电系统、dc750v接触轨地铁供电系统、dc1500v接触网地铁供电系统，以及模拟多种轨道交通受流系统的弓网接触试验；通过多种供电模式的融合，使得试验与实际的弓网受流情况差异很小，进一步保证了弓网受流的稳定性。

本实施例中，总供电单元具体包括10kv进线柜1、10kv测量柜2、10kv第一馈线柜3(图1中的1#馈线柜)、10kv第二馈线柜8(图1中的2#馈线柜)和10kv第三馈线柜14(图1中的3#馈线柜)，其中10kv进线柜1、10kv测量柜2、10kv第一馈线柜3、10kv第二馈线柜8和10kv第三馈线柜14依次相连，10kv第一馈线柜3的输出端与整流变压器4的输入端相连，10kv第二馈线柜8的输出端与有载调压变压器9的输入端相连，10kv第三馈线柜14的输出端与降压变压器15的输入端相连。

如图1所示，具体地，在一个优选的实施例中，直流供电单元包括整流变压器4(如轴向双分裂干式变压器)、整流单元5、串并联切换单元6(如图1中的串并联切换柜，通过常规的开关组合实现)和直流接线柜7，整流变压器4、整流单元5、串并联切换单元6和直流接线柜7依次相连，整流变压器4的输入端与10kv第一馈线柜3的输入端相连，直流接线柜7的输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连。其中整流单元5包括第一整流器501(图1中的1#整流器)和第二整流器502(图1中的2#整流器)，各整流器具体为六脉波晶闸管整流电路，1#整流器501和2#整流器502的输入端分别与整流变压器4的副边绕组相连，1#整流器501和2#整流器502的输出端分别与串并联切换单元6的输入端相连，串并联切换单元6用于实现多个整流器串联与并联之间的切换。

在一个优选的实施例中，交流供电单元包括有载调压变压器9(如油浸式有载调压变压器)、25kv进线柜10、25kv测量柜11、25kv馈线柜12和交流接线柜13，有载调压变压器9、25kv进线柜10、25kv测量柜11、25kv馈线柜12和交流接线柜13依次相连，有载调压变压器9的输入端与10kv2#馈线柜8的输入端相连，交流接线柜13的输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连。

在一个优选的实施例中，低压大电流供电单元包括降压变压器15、低压大电流装置16、柱式调压器17、升流变压器18、稳定电阻器19和低压大电流接线柜20，降压变压器15、低压大电流装置16、柱式调压器17、升流变压器18、稳定电阻器19和低压大电流接线柜20依次相连，降压变压器15与10kv第三馈线柜14的输入端相连，低压大电流接线柜20的输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连。其中低压大电流装置16包括反并联晶闸管电路，用于稳定输出可调的输出电压。稳定电阻器19包括多档位无感电阻组，用于切换组合形成不同的电阻阻值，以满足不同试验电流的需求。

上述10kv进线柜1、10kv第一馈线柜3、10kv第二馈线柜8、10kv第三馈线柜14、25kv进线柜10和25kv馈线柜12柜内均采用真空断路器，用于实现供电线路的通断作业；10kv测量柜2和25kv测量柜11用于测量电压值以实现过流、速断等保护。

下面结合一个具体完整的实施例对本实用新型做进一步说明：

本实施例提供三种供电模式，分别为直流供电模式、交流供电模式和低压大电流供电模式，根据试验类型选择电源模式。

(1)直流供电模式：

10kv进线柜1用于厂房10kv电源的接入，能够合、分正常和故障状态下的电流，对电网、负载进行保护和分段隔离，具有过流、速断等保护。

10kv测量柜2与10kv进线柜1相连，用于测量主回路电压值，并将该电压信号送到10kv进线柜1综合保护装置中，以实现过压、欠压保护。

10kv第一馈线柜3的输入端与10kv测量柜2相连，输出端与整流变压器4的输入端相连，将电能输出至整流变压器4，能够合、分正常和故障状态下的电流，对整流变压器4进行保护和分段隔离。

整流变压器4为轴向双分裂干式变压器，解耦率大于90％，连接组别为d/d12-d/y11，副边双绕组，其输出分别与第一整流器501、第二整流器502相连，用于电压的转换和隔离，额定输出电压为三相ac850v。

第一整流器501和第二整流器502的输入端分别与整流变压器4的副边绕组相连，其输出端分别与串并联切换单元6的输入端相连；第一整流器501和第二整流器502均采用六脉波晶闸管整流电路，每路为dc40v～1100v，1000a。

串并联切换单元6的输入端分别与第一整流器501和第二整流器502的输出端相连，其输出端与直流接线柜7相连，用于实现两路直流电源的串并联切换，串联模式下输出dc80～2200v，1000a，并联模式下输出dc40～1100v，2000a。

直流接线柜7输入端与串并联切换单元6的输出端相连，其输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连，该直流接线柜7内设置电压、电流传感器，屏柜前面板设置多功能仪表，可实时显示当前直流电源的电压与电流值；该直流接线柜7还设置接线铜排，方便使用人员连接供电受流性能试验台(被试品)。

该直流供电系统可用于dc750v接触轨地铁供电系统、dc1500v接触网地铁供电系统。以dc1500v供电模式为例，可对供电受流性能试验台(被试品)主要进行如下试验：

1、欠压保护(dc950v左右)；

2、过压保护(dc2050v左右)；

3、额定负载试验(dc1500v/1h)；

4、负载突变试验(dc1500v)；

5、放电试验(dc1800v到dc36v，300s)。

(2)交流供电模式：

该交流供电模式下，10kv第二馈线柜8的输出端与油浸式有载调压变压器9的输入端相连，将电能输出至油浸式有载调压变压器9，能够合、分正常和故障状态下的电流，对变压器进行保护和分段隔离。

油浸式有载调压变压器9为单相升压变压器，原边取三相10kv中的两相，副边多档位输出(17.5kv～31.5kv，每隔0.5kv设置1档)，并配置有载调压开关。

25kv进线柜10用于可调单相电源(17.5kv～31.5kv)的接入，能够合、分正常和故障状态下的电流，对电网、负载进行保护和分段隔离，具有过流、速断等保护。

25kv测量柜11与25kv进线柜10相连，用于测量主回路电压值，并将该电压信号送到25kv进线柜10综合保护装置中，以实现过压、欠压保护。

25kv馈线柜12的输入端与25kv测量柜11相连，输出端与交流电源接线柜13的输入端相连，将电能输出至交流接线柜13，能够合、分正常和故障状态下的电流，对交流接线柜13进行保护和分段隔离。

交流接线柜13输入端与25kv馈线柜12的输出端相连，其输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连，该交流接线柜13内设置设置接线铜排和回流铜排，方便使用人员连接供电受流性能试验台(被试品)。

该交流供电系统可用于ac25kv接触网机车供电系统。以ac25kv供电模式为例，可对供电受流性能试验台(被试品)主要进行如下试验：

1、欠压保护(ac17.5kv左右)；

2、过压保护(ac30.5kv左右)；

3、额定负载试验(ac25kv/1h)；

4、负载突变试验(ac25kv)。

(3)低压大电流供电模式：

该低压大电流供电模式下，10kv第三馈线柜14的输出端与降压变压器9的输入端相连，将电能输出至降压变压器15，能够合、分正常和故障状态下的电流，对降压变压器9进行保护和分段隔离。

降压变压器9为单相变压，原边取三相10kv中的两相，副边额定输出单相ac380v。

低压大电流装置16的输入端与降压变压器9的输出端相连，其输出端与柱式调压器17的输入端相连，反并联晶闸管电路通过晶闸管控制器的微调，在电压以及负载变化的情况下保证电源的输出稳定，其输出电压0～98％un(un为额定电压380v)可调。

柱式调压器17的输入端与低压大电流装置16的输出端相连，其输出端与升流变压器18的输入端相连，该柱式调压器17利用本身的电感滤波作用，将低压大电流装置16中的输出电压波形进行电压调整和输出，使输入到升流变压器18的波形更加逼近正弦波。

升流变压器18主要将柱式调压器17输出的电压进行隔离，并变换成2000a的大电流电源。

稳定电阻器19的输入端与升流变压器18的输出端相连，其输出端与低压大电流接线柜20的输入端相连，该稳定电阻器19采用多档位无感电阻组，可切换组合成不同的阻值，以满足不同试验电流的需要。

低压大电流接线柜20的输入端与稳定电阻器19的输出端相连，其输出端与供电受流性能试验台(被试品)相连，该低压大电流接线柜20内设置电压、电流传感器，屏柜前面板设置多功能仪表，可实时显示当前电压大电流电源的电压与电流值。该低压大电流接线柜20还设置接线铜排，方便使用人员连接供电受流性能试验台(被试品)。

该低压大电流供电系统可用于弓网电接触模拟试验，可提供大电流进行试验，并能够支持静态、滑动与可分合三种电接触形态的供电需求。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。