一种铁路牵引供电电路及变压器控制装置的制作方法

1.本公开涉及变压器技术领域，尤其涉及一种铁路牵引供电电路及变压器控制装置。


背景技术：

2.为了对配电变压器进行欠压及零压保护作用，通常在配电变压器的高压总开关中设置有失压脱扣器，然而现有的配电变压器中不具备自动合闸功能。因此当配电变压器倒切运行方式、配电所相应馈出柜或电源线发生跳闸，即出现故障或电压波动而跳开高压总开关后，等恢复来电时不能对高压总开关进行自动合闸。所以当恢复来电后，均需要所属供电车间安排运维人员前往站房变电所进行手动合闸送电。这样会出现停电时间延长，故障处置效率较低的缺陷。并且会对相应的用电设备，如空调、电梯等的正常运行造成不利影响，同时亦给运行维护带来诸多不便，极大的增加了人力、机械成本。
3.同时由于配电变压器不具备自动合闸功能，当存在误跳闸等问题时，会导致运维人员必须进行现场手动恢复送电。不但降低了工作效率，造成大量的电能损失，也延误了送电时间，给用户用电带来诸多不便。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种铁路牵引供电电路及变压器控制装置。
5.本公开提供了一种铁路牵引供电电路，包括变压器、负载、保护压板、变压器合闸开关、延时合闸装置和失压脱扣器；
6.所述变压器、所述负载、所述保护压板和所述变压器合闸开关依次串联连接；
7.所述延时合闸装置和所述失压脱扣器分别与所述变压器合闸开关并联连接；
8.所述失压脱扣器用于控制所述变压器合闸开关失压断开连接；
9.所述延时合闸装置用于在所述变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到所述变压器的电压稳定时导通连接，以使所述变压器通过所述延时合闸装置向所述负载提供电压。
10.在一些实施例中，所述延时合闸装置包括第一电子式时间继电器；所述第一电子式时间继电器用于在所述变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到所述变压器的电压稳定时延时导通连接，以使所述变压器通过所述第一电子式时间继电器向所述负载提供电压。
11.在一些实施例中，所述延时合闸装置还包括第二电子式时间继电器；所述第二电子式时间继电器与所述第一电子式时间继电器串联连接；
12.所述第二电子式时间继电器用于在所述变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到所述变压器的电压稳定时延时导通连接；
13.所述第二电子式时间继电器的整定延时时间小于所述第一电子式时间继电器的
整定延时时间。
14.在一些实施例中，所述延时合闸装置还包括底座，所述第一电子式时间继电器和所述第二电子式时间继电器固定设置在所述底座上；所述底座上设置有第一端子排和第二端子排；所述第一端子排上的连接端子与所述第二端子排上的连接端子一一对应电连接；
15.所述第一端子排上的连接端子用于与所述第一电子式时间继电器和所述第二电子式时间继电器电连接；所述第二端子排上的连接端子用于与所述保护压板和所述变压器合闸开关电连接。
16.在一些实施例中，所述第一端子排包括第一电源端子、第二电源端子、第一输入端子、第二输入端子；
17.所述第二端子排包括第三电源端子、第四电源端子、第一输出端子、第二输出端子；
18.所述第一电源端子与所述第三电源端子电连接，所述第二电源端子与所述第四电源端子电连接，所述第一输入端子与所述第一输出端子电连接，所述第二输入端子与所述第二输出端子电连接；
19.所述第一电子式时间继电器包括第一火线端子、第一闭合信号输出端子、第二闭合信号输出端子；
20.第二电子式时间继电器包括第一零线端子、第三闭合信号输出端子、第四闭合信号输出端子；
21.所述第一火线端子与所述第一电源端子电连接；所述第一零线端子与所述第二电源端子电连接；所述第二供电连接端子与所述第一零线端子电连接；所述第一供电连接端子与所述第二供电连接端子电连接；所述第一火线端子与所述第一供电连接端子电连接；所述第一闭合信号输出端子与所述第一输入端子电连接；所述第一闭合信号输出端子与所述第二闭合信号输出端子电连接；所述第二闭合信号输出端子与所述第四闭合信号输出端子电连接；所述第四闭合信号输出端子与所述第三闭合信号输出端子电连接；所述第三闭合信号输出端子与所述第二输入端子电连接；
22.所述第三电源端子与所述变压器的火线端子电连接；所述第四电源端子与所述变压器的零线端子电连接；所述第一输出端子与所述变压器合闸开关的输入端电连接；所述第二输出端子与所述变压器合闸开关的输出端电连接。
23.在一些实施例中，所述第一电子式时间继电器设置第一可旋转表盘，所述第二电子式时间继电器设置有第二可旋转表盘；
24.所述第一可旋转表盘用于设定所述第一电子式时间继电器的整定延时时间；所述第二可旋转表盘用于设定所述第二电子式时间继电器的整定延时时间。
25.在一些实施例中，所述第一电子式时间继电器的整定延时时间大于6s；所述第一电子式时间继电器的整定延时时间与所述第二电子式时间继电器的整定延时时间的差值小于2s。
26.在一些实施例中，所述第一电子式时间继电器与所述第二电子式时间继电器均设置有指示灯。
27.在一些实施例中，所述保护压板为强电功能压板。
28.本公开提供了一种变压器控制装置，包括变压器和本公开所述的铁路牵引供电电
路。
29.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
30.本公开实施例提供的技术方案，通过设置延时合闸装置，延时合闸装置用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时导通连接，以使变压器通过延时合闸装置向负载提供电压。这样可以避免由于现有的铁路牵引供电电路中高压总开关处的配电变压器不具备自动合闸功能，当存在误跳闸等问题时，会导致运维人员必须进行现场手动恢复送电的问题。而通过设置延时合闸装置，当检测到变压器的电压稳定时延时合闸装置可以导通连接，使得变压器通过延时合闸装置向负载提供电压。不仅提高了工作效率，还降低了电能损失，缩短了送电时间，便于用户的用电。
附图说明
31.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
32.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本公开实施例提供的一种铁路牵引供电电路的结构框图；
34.图2为本公开实施例提供的一种延时合闸装置的结构示意图；
35.图3为本公开实施例提供的一种合闸脉冲的示意图；
36.图4为本公开实施例提供的又一种延时合闸装置的结构示意图。
具体实施方式
37.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
39.图1为本公开实施例提供的一种铁路牵引供电电路的结构框图，如图1所示，该铁路牵引供电电路包括变压器1、负载2、保护压板3、变压器合闸开关4、延时合闸装置5和失压脱扣器6。变压器1、负载2、保护压板3和变压器合闸开关4依次串联连接。延时合闸装置5和失压脱扣器6分别与变压器合闸开关4并联连接。失压脱扣器6用于控制变压器合闸开关4失压断开连接。当变压器合闸开关4断开连接后，变压器3不再对负载2供电。延时合闸装置5用于在变压器合闸开关4失压断开连接后，以及检测到变压器1的电压稳定时导通连接，以使变压器1通过延时合闸装置5向负载2提供电压。即当变压器合闸开关4失压断开连接后，当延时合闸装置5检测到变压器1的电压稳定时，延时合闸装置5导通连接，以使变压器1可以通过延时合闸装置5向负载2提供电压。
40.本公开实施例提供的技术方案，通过设置延时合闸装置，延时合闸装置用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时导通连接，以使变压器通
过延时合闸装置向负载提供电压。这样可以避免由于现有的铁路牵引供电电路中高压总开关处的配电变压器不具备自动合闸功能，当存在误跳闸等问题时，会导致运维人员必须进行现场手动恢复送电的问题。而通过设置延时合闸装置，当检测到变压器的电压稳定时延时合闸装置可以导通连接，使得变压器通过延时合闸装置向负载提供电压。不仅提高了工作效率，还降低了电能损失，缩短了送电时间，便于用户的用电。
41.在一些实施例中，该变压器设置在铁路牵引供电电路的高压总开关处。
42.在一些实施例中，当变压器的电压波动幅度小于等于预设电压值时，可以确定为变压器的电压处于稳定状态。其中，该预设电压值以实际铁路牵引供电电路的中变压器的设计需求进行设定，本公开对此不限定。
43.在一些实施例中，该变压器合闸开关4和失压脱扣器6例如可以集成设置在断路器中。
44.该铁路牵引供电电路设置有保护压板3，该保护压板3相当于一个开关，在铁路牵引供电电路中起到接入和断开的作用。比如：打开速断保护的保护压板3，那么该开关柜在负荷出现短路时，变压器合闸开关4是不会跳闸的，这样就会造成越级跳闸，引起大面积停电。因此设置有保护压板3，可以使得失压脱扣器6能够控制变压器合闸开关4失压断开连接，方便变压器的运行维护。
45.在一些实施例中，负载例如可以是电子设备等用电器件。当失压脱扣器控制变压器合闸开关失压断开连接后，变压器不再对负载供电。延时合闸装置与变压器合闸开关并联连接。在变压器合闸开关失压断开连接后，此时如果检测到变压器的电压稳定时延时合闸装置可以有压导通连接，使得变压器通过延时合闸装置向负载提供电压。这样可以实现配电变压器的自动合闸功能。
46.在一些实施例中，延时合闸装置包括第一电子式时间继电器。第一电子式时间继电器用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时延时导通连接，以使变压器通过第一电子式时间继电器向负载提供电压。
47.延时合闸装置采用其通电延时功能，对于第一电子式时间继电器来说，只需要设置一个整定时间，在第一电子式时间继电器通电后，变压器合闸开关的常闭触点会根据整定时间延时动作，当延时时间达到后，变压器合闸开关的常闭触点会断开，而变压器合闸开关的常开触点会闭合。进而可以实现第一电子式时间继电器控制变压器合闸开关延时合闸，使得变压器合闸开关延时合闸导通。
48.在一些实施例中，延时合闸装置例如还包括第二电子式时间继电器。图2为本公开实施例提供的一种延时合闸装置的结构示意图，如图2所示，延时合闸装置例如还包括第二电子式时间继电器7，第二电子式时间继电器7与第一电子式时间继电器8串联连接。第二电子式时间继电器7用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时延时导通连接。第二电子式时间继电器7的整定延时时间小于第一电子式时间继电器8的整定延时时间。
49.本公开实施例提供的技术方案，由于第二电子式时间继电器7的整定延时时间小于第一电子式时间继电器8的整定延时时间。这样第二电子式时间继电器7与第一电子式时间继电器8可以设定一个重叠时间，继而可以得到一个更为有效和稳定的合闸脉冲，这样在变压器的高压总开关处，可以通过该合闸脉冲减小合闸时的电火花，使得电子式时间继电
器能够进行稳定安全的合闸导通，以使得变压器通过该电子式时间继电器向负载提供电源。
50.示例性地，图3为本公开实施例提供的一种合闸脉冲的示意图，如图3所示，第一电子式时间继电器8用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时延时导通连接，第一电子式时间继电器的整定延时时间为15s，以使变压器合闸开关在检测到变压器的电压稳定时控制变压器合闸开关15s后合闸导通。第二电子式时间继电器7用于在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时延时导通连接。第二电子式时间继电器7的整定延时时间小于第一电子式时间继电器8的整定延时时间。第二电子式时间继电器7的整定延时时间为14s，这样第二电子式时间继电器7与第一电子式时间继电器8可以设定一个6s-12s的重叠时间，继而可以在6s-12s得到一个有效和稳定的合闸脉冲。
51.在一些实施例中，如图2所示，延时合闸装置还包括底座9，第一电子式时间继电器8和第二电子式时间继电器7固定设置在底座9上。底座9上设置有第一端子排91和第二端子排92。第一端子排91上的连接端子与第二端子排92上的连接端子一一对应电连接。第一端子排91上的连接端子用于与第一电子式时间继电器8和第二电子式时间继电器7电连接。第二端子排92上的连接端子用于与负载、保护压板和变压器合闸开关电连接。
52.在一些实施例中，图4为本公开实施例提供的又一种延时合闸装置的结构示意图，如图4所示，第一端子排91包括第一电源端子p11、第二电源端子p22、第一输入端子s11、第二输入端子s22。第二端子排92包括第三电源端子p1、第四电源端子p2、第一输出端子s1、第二输出端子s2。第一电源端子p11与所述第三电源端子p1电连接，第二电源端子p22与第四电源端子p2电连接，第一输入端子s11与第一输出端子s1电连接，第二输入端子s22与第二输出端子s2电连接。第一电子式时间继电器8包括第一火线端子86、第一闭合信号输出端子85、第二闭合信号输出端子88、第一供电连接端子87。第二电子式时间继电器7包括第一零线端子77、第三闭合信号输出端子75、第四闭合信号输出端子78、第二供电连接端子71。
53.第一火线端子86与第一电源端子p11电连接，第一零线端子77与第二电源端子p22电连接。第二供电连接端子71与第一零线端子77电连接。第一供电连接端子87与第二供电连接端子71电连接。第一火线端子86与第一供电连接端子87电连接。第一闭合信号输出端子85与第一输入端子s11电连接。第一闭合信号输出端子85与第二闭合信号输出端子88电连接。第二闭合信号输出端子88与第四闭合信号输出端子78电连接。第四闭合信号输出端子78与第三闭合信号输出端子75电连接。第三闭合信号输出端子75与第二输入端子s22电连接。第三电源端子p1与变压器的火线端子电连接。第四电源端子p2与变压器的零线端子电连接。第一输出端子s1与变压器合闸开关的输入端电连接。第二输出端子s2与变压器合闸开关的输出端电连接。
54.具体地，变压器与第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器之间的供电电路包括：第三电源端子p1与变压器的火线端子电连接。则从变压器输出的电源信号从第三电源端子p1输送至第一电源端子p11，由第一电源端子p11输送至第一电子式时间继电器8的第一火线端子86。第一火线端子86与第一供电连接端子87电连接，该电源信号再由第一电子式时间继电器8的第一供电连接端子87输送至第二电子式时间继电器7的第二供电连接端子71。第二供电连接端子71与第一零线端子77电连接。该电源信号由第一零线端子77
输送至第二电源端子p22，由第二电源端子p22输送至第四电源端子p2，第四电源端子p2与变压器的零线端子电连接。以此变压器能够对第一电子时间继电器和第二电子时间继电器的提供电源，保证第一电子时间继电器与第二电子时间继电器能够正常运行。
55.具体地，变压器与第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器之间的延时合闸信号的传输电路包括：变压器合闸开关的输入端与第一输出端子s1电连接。第一输出端子s1与第一输入端子s11电连接。第一输入端子s11与第一闭合信号输出端子85电连接。第一闭合信号输出端子85与第二闭合信号输出端子88电连接。第二闭合信号输出端子88与第四闭合信号输出端子78电连接。第四闭合信号输出端子78与第三闭合信号输出端子75电连接。第三闭合信号输出端子75与第二输入端子s22电连接。第二输入端子s22与第二输出端子s2电连接。第二输出端子s2与变压器合闸开关的输出端电连接。这样可以形成一个完成信号传输电路，使得第一电子式时间继电器与第二电子式时间继电器之间可以进行信号传输，以使第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器在变压器合闸开关失压断开连接后，以及检测到变压器的电压稳定时导通连接，使得变压器通过第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器向负载提供电压。
56.在一些实施例中，该第三电源端子p1与变压器的高压母排火线端子电连接。第四电源端子p2与变压器的高压母排零线端子电连接。
57.本公开实施例提供的技术方案，通过第一电子式时间继电器与第二电子式时间继电器之间的串联连接，且第一电子时间继电器与第二电子时间继电器均具有延时闭合的功能，这样能够提供一个有效的合闸信号，以避免第一电子时间继电器和第二电子时间继电器在合闸导通时产生电火花，使得第一电子时间继电器和第二电子时间继电器合闸的过程更加稳定，从而可以减小对第一电子时间继电器和第二电子时间继电器的损坏。
58.在一些实施例中，如图2所示，第一电子式时间继电器8设置第一可旋转表盘80，第二电子式时间继电器7设置有第二可旋转表盘70。第一可旋转表盘80用于设定第一电子式时间继电器8的整定延时时间。第二可旋转表盘70用于设定第二电子式时间继电器7的整定延时时间。其中，第一可旋转表盘80和第二可旋转表盘70的整定延时时间范围设置为0～30秒，第一可旋转表盘80和第二可旋转表盘70的表盖设置为透明板，这样可以便于查看第一可旋转表盘80和第二可旋转表盘70的的设定的整定延时时间。
59.在一些实施例中，第一电子式时间继电器的整定延时时间大于6s。第一电子式时间继电器的整定延时时间与第二电子式时间继电器的整定延时时间的差值小于2s。这样便于第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器设定一个重叠时间，得到一个有效的合闸脉冲。
60.在一些实施例中，第一电子式时间继电器与第二电子式时间继电器均设置有指示灯。该指示灯能够对第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器的工作状态进行显示。
61.在一些实施例中，该指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯设置在第二指示灯的上方。当第三电源端子p1和第四电源端子p2连接到220v交流电源上时，第一指示灯亮起。当第一电子式时间继电器与第二电子式时间继电器达到整定延时时间时，第二指示灯亮起。这样可以便于查看第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器的使用工作状态。
62.在一些实施例中，保护压板为强电功能压板。
63.本公开实施例提供的技术方案，通过设置包括第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器的延时合闸装置，当线路正常检修停电时，变压器失压，低压总开关和/或高压总开关能够自动跳闸。当电源侧来电时，第三电源端子p1、第四电源端子p2与电源接通，经过预设的整定延时时间之后，延时合闸装置可以控制变压器合闸开关有压导通连接，从而向负载提供电源。当线路设备出现故障时，高压总开关和/或高压总开关能够自动跳闸，延时合闸装置不自动重合。当手动分开高压总开关和/或高压总开关时，延时合闸装置不自动重合。这样就能达到合闸装置的安全性能要求，可以避免因误合闸造成供电事故的发生。
64.在一些实施例中，延时合闸装置的底座上例如还设置有外壳，该外壳将第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器包覆在内。该外壳例如可以为不锈钢材料，外壳的厚度例如可以为1mm。这样可以屏蔽电磁干扰。外壳例如可以通过螺栓固定在底座上。其中，外壳的顶部例如为透明面罩，厚度为1mm，外壳顶部的材料例如可以是塑料材质，便于用于观察第一电子式时间继电器和第二电子式时间继电器的表盘。
65.可选地，螺栓的直径例如可以是6mm。底座9的材料例如可以为不锈钢材质，底座的厚度为3mm。如图2所示，底座上设置有4个螺纹孔10，该螺纹孔10用于固定螺栓，以使外壳固定设置在底座9上。
66.在一些实施例中，底座例如可以通过螺栓固定设置在变压器的低压开关柜上。
67.本公开实施例提供了一种变压器控制装置，包括变压器和本公开实施例所述的铁路牵引供电电路。
68.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。