專利名稱：應(yīng)用2×27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外高速鐵路、客運專線、重載等電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)主要采用 2x27.5kV的AT供電方式，以滿足電力機車牽引用電需要。AT供電方式的牽引供 電系統(tǒng)主要由牽引變電所、分區(qū)所、AT所、牽引網(wǎng)組成，并采用供電臂中間通過 AT所、末端通過分區(qū)所的并聯(lián)供電方式(具體詳見圖1)，該方式的牽引網(wǎng)阻抗 小，能減小牽引網(wǎng)電壓損失、改善供電質(zhì)量。各所2x27.5kV的設(shè)備主要釆用戶 內(nèi)GIS充氣式開關(guān)柜，也有采用戶內(nèi)網(wǎng)柵間隔布置方式的。
1、現(xiàn)有AT所
(1)現(xiàn)有AT所主接線
現(xiàn)有AT所主接線詳見圖2
現(xiàn)有AT所中的H1 H5為GIS充氣式開關(guān)柜，AT1、 AT2為自藕變壓器。
正常運行時，Hl中的1DL斷路器和1G隔離開關(guān)閉合，H2中的2DL斷路器 和2G隔離開關(guān)閉合，甲牽引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)通過1DL、 1G和2DL、 2G實現(xiàn)供電臂中間并聯(lián)供電；當上(或下)行牽引網(wǎng)發(fā)生故障時，1DL、 2DL無 延時分閘，牽引變電所饋線斷路器分閘，切除故障。故障切除后，牽引變電所饋 線斷路器自動重合閘啟動合閘，重新向牽引網(wǎng)供電。如故障為非永久性故障，則 1DL和2DL分別檢有壓合閘，恢復(fù)并聯(lián)供電。如故障為永久性故障，牽引變電所 饋線斷路器后加速分閘，切除故障線路，此時，1DL和2DL繼續(xù)保持分閘狀態(tài)， 待故障線路恢復(fù)正常后再分別合閘，恢復(fù)并聯(lián)供電。
H3中的3DL斷路器和3G隔離開關(guān)及ATI自藕變壓器與H4中的4DL斷路 器和4G隔離開關(guān)及AT2自藕變壓器之間相互閉鎖，不能同時投入，互為固定備 用。正常運行時，3DL和3G合閘，AT1受電。當ATI發(fā)生故障時，3DL分閘， AT1退出運行，備投裝置啟動，4DL和4G自動合閘，AT2投入運營。
由此可見，正常運行時H1、 H2與H3、 H4之間在運行方式上并無直接的電 氣聯(lián)系，它們實際上可以分解為由1DL、 1G、 2DL、 2G組成的并聯(lián)供電單元， 由3DL、 3G、 AT1、 4DL、 4G、 AT2組成的獨立的AT所，分別實現(xiàn)并聯(lián)供電和 AT所的功能。因此，我們可以將現(xiàn)有AT所看成由一個并聯(lián)供電單元和一個改進 后的集成式AT所組合在一起的電氣設(shè)施。所以，我們可以結(jié)合實際工程需要， 從產(chǎn)品制造出發(fā)，將并聯(lián)供電單元設(shè)計成一個可以布置在鐵路正線旁，不需要專 用場地，與接觸網(wǎng)支柱位于同一縱軸線，并滿足側(cè)面限界要求的獨立的模塊化電 器；將改進后的AT所設(shè)計成一個占用土地面積比較小的、獨立的、具有通用性的集成電器。它們都以工廠化制造為主，減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工周期， 節(jié)約土地資源，節(jié)省工程投資。
(2)現(xiàn)有AT所總平面布置方式
現(xiàn)有AT所總平面布置圖詳見圖3。
現(xiàn)有AT所由戶內(nèi)、戶外兩個部分設(shè)備組成，其中自藕變壓器AT1、 AT2布 置在戶外，其他設(shè)備采用開關(guān)柜方式布置在戶內(nèi)，所有27.5kV進出線均采用電纜 進出方式。為滿足設(shè)備布置需要，必須配置高壓室、二次設(shè)備室(用于布置交、 直流電源屏；綜合自動化系統(tǒng)屏；視頻監(jiān)控屏等)、通信室、工具間等主要生產(chǎn)房 屋；同時，由于進出線高壓電纜較多，需在生產(chǎn)房屋下面設(shè)置電纜夾層，以滿足 電纜敷設(shè)要求。該類型AT所雖然各種功能齊全，但由于各種設(shè)備及生產(chǎn)房屋布 置需要，必須在需設(shè)置AT所的地點附近選擇一塊20x40mS左右大小的場地，滿 足AT所布置的需要，給選址增加了難度；同時，四回27.5kV電纜進出線、四回 開關(guān)柜與AT變之間的27.5kV連接電纜及生產(chǎn)房屋也需要較多的投資。
2、現(xiàn)有分區(qū)所
(1)現(xiàn)有分區(qū)所主接線
現(xiàn)有分區(qū)所主接線詳見圖4。
正常運行時，Hl中的11G隔離開關(guān)和H2中的21G隔離開關(guān)打開；Hl中的 斷路器和1G隔離開關(guān)閉合，H3中的3DL斷路器和3G隔離開關(guān)閉合，甲牽 引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)通過1DL和1G及3DL和3G實現(xiàn)供電臂末端并 聯(lián)供電；當上(或下)行牽引網(wǎng)發(fā)生故障時，1DL、 3DL無延時分閘，牽引變電 所饋線斷路器分閘，切除故障。故障切除后，牽引變電所饋線斷路器自動重合閘 啟動合閘，重新向牽引網(wǎng)供電。如故障為非永久性故障，則1DL和3DL分別檢 有壓合閘，恢復(fù)并聯(lián)供電。如故障為永久性故障，牽引變電所饋線斷路器后加速 分閘，切除故障線路，此時，1DL和2DL繼續(xù)保持分閘狀態(tài)，待故障線路恢復(fù)正 常后再分別合閘，恢復(fù)并聯(lián)供電。同樣，H2中的2DL和2G及H4中的4DL和 4G閉合，乙牽引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)通過2DL和2G及4DL和4G實 現(xiàn)供電臂末端并聯(lián)供電。
H5中的5DL斷路器和5G隔離開關(guān)及ATI自藕變壓器與H7中的7DL斷路 器和7G隔離開關(guān)及AT2自藕變壓器之間相互閉鎖，不能同時投入，互為固定備 用。正常運行時，5DL和5G合閘，AT1受電。當ATI發(fā)生故障時，5DL分閘， AT1退出運行，備投裝置啟動，7DL禾B7G自動合閘，AT2投入運營。同樣，AT3、 AT4也能不同時投入，互為固定備用。
當甲牽引變電所因故退出運行時，Hl中的11G隔離開關(guān)和H2中的21G隔 離開關(guān)合閘，乙牽引變電所通過11G、 21G給甲牽引變電所的上、下行牽引網(wǎng)越 區(qū)供電。反之，乙牽引變電所故障時，甲牽引變電所也通過IIG、 21G實現(xiàn)越區(qū) 供電。
由此可見，Hl、 H3、 H5、 H7、 AT1、 AT2禾n H2、 H4、 H6、 H8、 AT3、 AT4
9分別組成兩個現(xiàn)有的AT所。正常運行時，在運行方式上他們并無直接的電氣聯(lián) 系，只是在需要越區(qū)供電時才通過11G、 21G隔離開關(guān)連接起來實現(xiàn)越區(qū)供電功 能。因此，我們可以認為，現(xiàn)有分區(qū)所由兩個現(xiàn)有AT所和越區(qū)供電隔離開關(guān)組 成。
通過對現(xiàn)有分區(qū)所和AT所的功能分析，我們可以將現(xiàn)有分區(qū)所看成由兩個 獨立的并聯(lián)供電單元、兩個獨立的集成式AT所、兩個獨立的越區(qū)供電單元通過 導(dǎo)線組合在一起的一個電氣設(shè)施。因此，我們可以結(jié)合實際工程需要，從產(chǎn)品制 造出發(fā)，將并聯(lián)供電單元和越區(qū)供電單元分別設(shè)計成一個可以布置在鐵路正線旁， 不需要專用場地，與接觸網(wǎng)支柱位于同一縱軸線，并滿足側(cè)面限界要求的獨立的 模塊化電器；將集成式AT所設(shè)計成一個占用土地面積比較小的、獨立的、具有 通用性的集成電器，它們都以工廠化制造為主，減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工 周期，節(jié)約土地資源，節(jié)省工程投資。
(2)現(xiàn)有分區(qū)所總平面布置方式
現(xiàn)有分區(qū)所總平面布置圖詳見圖5。
現(xiàn)有分區(qū)所由戶內(nèi)、戶外兩個部分設(shè)備組成，其中自藕變壓器AT1 AT4布 置在戶外，其他設(shè)備采用開關(guān)柜方式布置在戶內(nèi)，所有27.5kV進出線均采用電纜 進出方式。為滿足設(shè)備布置需要，必須配置高壓室、二次設(shè)備室(用于布置交、 直流電源屏；綜合自動化系統(tǒng)屏；視頻監(jiān)控屏等)、通信室、工具間等主要生產(chǎn)房 屋；同時，由于進出線高壓電纜較多，需在生產(chǎn)房屋下面設(shè)置電纜夾層，以滿足 電纜敷設(shè)要求。該類型分區(qū)所雖然各種功能齊全，但由于各種設(shè)備及生產(chǎn)房屋布 置需要，必須在設(shè)置電分相的車站附近選擇一塊30x40i^左右大小的場地，滿足 分區(qū)所布置的需要，給選址增加了難度。同時，八回27.5kV電纜進出線、八回開 關(guān)柜與AT變之間的27.5kV連接電纜及生產(chǎn)房屋也需要較多的投資。
3、 現(xiàn)有牽引變電所 現(xiàn)有牽引變電所主接線詳見圖6
現(xiàn)有牽引變電所2x27.5kV斷路器、電壓互感器、電流互感器、隔離開關(guān)等 主要設(shè)備中除饋線隔離開關(guān)、抗雷圈布置在戶外，其他均采用GIS充氣式開關(guān)柜 布置在戶內(nèi)，都需要配置生產(chǎn)房屋才能滿足產(chǎn)品使用要求。高壓室27.5kV進出線 均采用電纜進出方式，由于進出線高壓電纜較多，需在生產(chǎn)房屋下面設(shè)置電纜夾 層，以滿足電纜敷設(shè)要求。該種布置方式雖然供電可靠性較高，但征地、生產(chǎn)房 屋、GIS充氣式開關(guān)柜、27.5kV電纜等都需要較多的投資。
4、 國內(nèi)外2x27.5kV設(shè)備制造現(xiàn)狀
目前國內(nèi)外現(xiàn)有電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)AT供電方式的牽引變電所、分區(qū) 所、AT所使用的2x27.5kV開關(guān)柜主要采用充SF6氣體的GIS方式，為防止在使 用過程中SF6氣體發(fā)生泄露污染環(huán)境，在產(chǎn)品制造工藝上采取了大量措施，使得 產(chǎn)品的制造成本很高，工程投資較大；而空氣絕緣的2x27.5kV開關(guān)柜為滿足電 氣安全距離要求，使得產(chǎn)品的外型尺寸過大，需要較大的場地和生產(chǎn)房屋；采用戶內(nèi)網(wǎng)柵間隔方式時需要的場地和生產(chǎn)房屋更大。雖然也有采用2x27.5kV戶外 斷路器、電壓互感器、電流互感器、隔離開關(guān)等設(shè)備的，但由于它們都是單體設(shè) 備，戶外布置時需要較大的場地，才能滿足設(shè)備安裝布置的需要；還有采用 2x27.5kV戶外獨立元器件組合式電器裝置的，雖然也采用戶外布置方式，減少了 房屋面積和用地面積，但需要的用地面積仍然較大。
由此可見，研究一種由牽引變電所、并聯(lián)供電單元、集成式AT所、越區(qū)供 電單元、牽引網(wǎng)組成的，在上/下行牽引網(wǎng)的供電臂中間和末端通過并聯(lián)供電單元 實現(xiàn)并聯(lián)供電、在兩個牽引變電所之間通過越區(qū)供電單元實現(xiàn)越區(qū)供電的電氣化 鐵道牽引供電系統(tǒng)新型AT供電方式，取代由牽引變電所、分區(qū)所、AT所、牽引 網(wǎng)組成的，在供電臂中間通過AT所、末端通過分區(qū)所實現(xiàn)并聯(lián)供電的現(xiàn)有電氣 化鐵道牽引供電系統(tǒng)AT供電方式。研究一種2x27.5kV戶外模塊化電器滿足新型 AT供電方式的需要，取代現(xiàn)有的AT分區(qū)所，并能滿足供電臂末端并聯(lián)供電功能， 滿足兩個相鄰牽引變電所之間越區(qū)供電需要；取代現(xiàn)有的AT所，并能滿足供電 臂中間并聯(lián)供電功能；不需要專用場地，可在鐵路正線旁靈活選擇安裝地點；滿 足全戶外牽引變電所布置需要；具有高可靠性、免維護性、小型化的產(chǎn)品是必須
的；研究一種與并聯(lián)供電單元配套的，占用土地面積比較小的，工廠化制造程度 高，不需要生產(chǎn)房屋，又能節(jié)約土地資源、電纜線路投資的新型的集成式AT所 也是必須的。研究一種應(yīng)用于并聯(lián)供電模塊化電器和越區(qū)供電模塊化電器的集成 式電源箱和控制箱， 一種應(yīng)用于集成式AT所的戶外預(yù)裝式保護測控柜， 一種應(yīng) 用于牽引變電所的戶外預(yù)裝式保護測控柜，滿足模塊化電器、AT所、牽引變電所 全戶外布置需要也是必須的。它的發(fā)明，既滿足電氣化鐵道AT牽引供電系統(tǒng)安 全供電、靈活供電的需要；滿足無人值班、無人值守的特點要求；又能節(jié)約土地 資源，節(jié)約生產(chǎn)房屋、供電線路投資；減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工周期。
在實際工程中，可以根據(jù)牽引供電計算要求，在供電臂中部的合適地點設(shè)置 中間并聯(lián)供電單元和集成式AT所；在供電臂末端電壓的最佳地點設(shè)置電分相、 末端并聯(lián)供電單元和集成式AT所、越區(qū)供電單元。由于并聯(lián)供電單元、越區(qū)供 電單元、集成式AT所已按標準化設(shè)計、生產(chǎn)制造，在工程設(shè)計時，可以將并聯(lián) 供電單元、越區(qū)供電單元看成牽引網(wǎng)上的一個開關(guān)設(shè)備，將集成式AT所看成牽 引變電的一個開關(guān)設(shè)備，不需要單獨設(shè)計，只需確定他們的具體安裝地點，以減 少設(shè)計工作量，縮短設(shè)計周期，加快工程進度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)AT供電方式占地面積大、投資成本 高、維護麻煩的不足，本發(fā)明提供一種不需要專用場地、進(出)線走廊及供電 線、生產(chǎn)房屋、運輸?shù)缆返膽?yīng)用于并聯(lián)供電和越區(qū)供電的模塊化電器；減小AT 所和牽引變電所占地面積、降低投資成本、具有高可靠性、免維護性的應(yīng)用 2x27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)新型AT供電方式。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
11一種應(yīng)用2x27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供電方式的牽引供 電系統(tǒng)，包括布置在電氣化鐵道側(cè)邊的牽引變電所，所述牽引變電所的輸出側(cè)連 接上/下行牽引網(wǎng)，所述上/下行牽引網(wǎng)分別包括接觸懸掛T線和正饋線F線，在 上/下行牽引網(wǎng)的供電臂中間和末端設(shè)有具有并聯(lián)供電功能的并聯(lián)設(shè)備，在兩個相
鄰的牽引變電所的上/下行牽引網(wǎng)的供電臂之間電分相處設(shè)有具有越區(qū)供電功能 的越區(qū)設(shè)備，所述并聯(lián)設(shè)備連接AT設(shè)備；所述并聯(lián)設(shè)備包括第一并聯(lián)供電單元、 第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元、第四并聯(lián)供電單元；所述越區(qū)設(shè)備包括 第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電單元；所述AT設(shè)備為第一集成式AT所、第二 集成式AT所、第三集成式AT所、第四集成式AT所，所述第一并聯(lián)供電單元連 接所述第一集成式AT所，所述第二并聯(lián)供電單元連接所述第二集成式AT所，所 述第三并聯(lián)供電單元連接所述第三集成式AT所，所述第四并聯(lián)供電單元連接所 述第四集成式AT所；
所述第一并聯(lián)供電單元、第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元和第四并聯(lián) 供電單元為并聯(lián)供電用模塊化電器，所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括上行第一輸
入端、上行第二輸入端、下行第一輸入端和下行第二輸入端，所述上行第一輸入 端和上行第二輸入端分別與所述上行牽引網(wǎng)的T線和F線連接，所述下行第一輸 入端和下行第二輸入端與所述下行牽引網(wǎng)的T線和F線連接；
所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的上行并聯(lián)第一支路、 下行并聯(lián)第一支路、上行并聯(lián)第二支路、下行并聯(lián)第二支路、并聯(lián)供電控制箱和 并聯(lián)供電電源箱，所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路串聯(lián)，所述上行并 聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支路串聯(lián)；
所述上行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一 電流互感器、并聯(lián)供電上行第一斷路器和并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電上行 第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，上行第一熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第一輸入端；
所述下行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一 電流互感器、并聯(lián)供電下行第一斷路器和并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行 第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，下行第一熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第一輸入端；
所述上行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二 電流互感器、并聯(lián)供電上行第二斷路器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二電流互感器、并聯(lián)供電上行 第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，上行第二熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第二輸入端；
所述下行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二電流互感器、并聯(lián)供電下行第二斷路器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二電流互感器、并聯(lián)供電下行 第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，下行第二熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第二輸入端；
所述并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供 電上行第二電流互感器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器、并聯(lián)供電下行第二電流 互感器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器的二次輸出端均與并聯(lián)供電控制箱連接， 所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器、并聯(lián)供電下行第一微型變壓器的二次輸出端 連接所述并聯(lián)供電電源箱；并聯(lián)供電控制箱的上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一 支路的有壓檢測信號從并聯(lián)供電電源箱引來；
所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電 單元的集成式AT所的T輸入端連接，所述上行并聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支 路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電單元的集成式AT所的F輸入端連接；
所述集成式AT所包括第一 AT變壓器、第二 AT變壓器和AT所用模塊化電 器，所述AT所用模塊化電器第一輸入端T和第二輸入端F連接并聯(lián)供電用模塊 化電器的輸出端T線和F線，所述AT所用模塊化電器連接所述第一 AT變壓器 和第二 AT變壓器，所述第一 AT變壓器和第二 AT變壓器的接地端連接回流線和 接地網(wǎng)，所述第一 AT變壓器和第二 AT變壓器之間設(shè)置一玩火墻；
所述AT所用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的T線第一支路、F線第 一支路、T線第二支路和F線第二支路；
所述T線第一支路包括T線第一斷路器、T線第一電流互感器、T線第一隔 離開關(guān)和T線第一微型變壓器和熔斷器，所述T線第一斷路器、T線第一電流互 感器、T線第一隔離開關(guān)串聯(lián)，所述T線第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，T線第 一熔斷器的輸入端連接所述T線輸入端，所述T線第一隔離開關(guān)的輸出端連接所 述第一AT變壓器T線輸入端；
所述F線第一支路包括F線第一斷路器、F線第一電流互感器、F線第一隔 離開關(guān)和F線第一微型變壓器和熔斷器，所述F線第一斷路器、F線第一電流互 感器、F線第一隔離開關(guān)串聯(lián)，所述F線第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，F(xiàn)線第 一熔斷器的輸入端連接所述F線輸入端，所述F線第一隔離開關(guān)的輸出端連接所 述第一AT變壓器F線輸入端；
所述T線第二支路包括T線第二斷路器、T線第二電流互感器和T線第二隔 離開關(guān)，所述T線第二斷路器、T線第二電流互感器、T線第二隔離開關(guān)串聯(lián)， 所述T線第二斷路器的輸入端連接所述T線輸入端，所述T線第二隔離開關(guān)的輸 出端連接所述第二 AT變壓器T線輸入端；
所述F線第二支路包括F線第二斷路器、F線第二電流互感器和F線第二隔 離開關(guān)，所述F線第二斷路器、F線第二電流互感器、F線第二隔離開關(guān)串聯(lián)， 所述F線第二斷路器的輸入端連接所述F線輸入端，所述F線第二隔離開關(guān)的輸
13出端連接所述第二 AT變壓器F線輸入端；
所述T線第一電流互感器、T線第一微型變壓器、F線第一電流互感器、F 線第一微型變壓器、T線第二電流互感器和F線第二電流互感器的二次輸出端均 與集成式AT所戶外預(yù)裝式保護測控柜連接。
作為優(yōu)選的一種方案所述第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電單元均為越區(qū) 供電用模塊化電器，所述越區(qū)供電用模塊化電器包括越區(qū)第一輸入端、越區(qū)第二 輸入端、越區(qū)第一輸出端和越區(qū)第二輸出端，所述越區(qū)供電模塊化電器包括支架、 安裝在支架上的越區(qū)第一支路、越區(qū)第二支路、越區(qū)控制箱和越區(qū)電源箱；
所述越區(qū)第一支路包括越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、越區(qū)第一 電流互感器、越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一左側(cè)微型變壓器和熔斷器、越區(qū) 第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器，所述越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、 越區(qū)第一電流互感器和越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第一左側(cè)微型變壓 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第一輸入端，所述 越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第一輸出端；
所述越區(qū)第二支路包括越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、越區(qū)第二 電流互感器、越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器和熔斷器、越區(qū) 第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器，所述越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、 越區(qū)第二電流互感器和越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第二左側(cè)電壓互感 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第二輸入端，所述 越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第二輸出端；
所述越區(qū)第一電流互感器、越區(qū)第二電流互感器、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器 和越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器的二次輸出端連接所述越區(qū)控制箱，所述越區(qū)第一左 側(cè)微型變壓器和越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器的二次輸出端連接所述越區(qū)電源箱；越 區(qū)控制箱的越區(qū)第一支路左側(cè)及右側(cè)的電壓檢測信號從越區(qū)電源箱引來。
所述的牽引變電所牽引變壓器2X27.5kV側(cè)和上/下行饋線輸出側(cè)均為輸出用 模塊化電器，所述輸出用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的輸出斷路器、輸 出電流互感器、輸出隔離開關(guān)；所述輸出用模塊化電器包括T線和F線兩個輸入 端、T線和F線兩個輸出端；所述輸出用模塊化電器包括兩個輸出支路，每個輸 出支路為串接的輸出斷路器、輸出電流互感器和輸出隔離開關(guān)；牽引變壓器 2X27.5kV側(cè)輸出用模塊化電器的兩個輸入端分別連接牽引變壓器的T線輸出端 和F線輸出端，牽引變壓器2X27.5kV側(cè)輸出用模塊化電器的兩個輸出端分別連 接牽引變電所戶外T母線和F母線；上/下行饋線輸出用模塊化電器的兩個輸入端 分別連接牽引變電所戶外T母線和F母線，上/下行饋線輸出用模塊化電器的兩個 輸出端分別連接上/下行饋線抗雷圈的T線輸入端和F線輸入端；上/下行饋線輸 出用兩個模塊化電器之間設(shè)有備用聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)；所述輸出電流互感器的二次輸出端連接所述牽引變電所戶外預(yù)裝式保護測控柜。
進一步，在所述并聯(lián)供電用模塊化電器、AT所用模塊化電器、越區(qū)用模塊化 電器、牽引變電所用模塊化電器中，采用環(huán)氧樹脂將各個電路元件固封組合在一 起。
在所述并聯(lián)供電用模塊化電器、越區(qū)用模塊化電器控制箱中，將控制、保護、 遠動及通信等二次設(shè)備集成在一起；在所述并聯(lián)供電用模塊化電器、越區(qū)用模塊 化電器電源箱中，將交、直流自用電等二次設(shè)備集成在一起。
將集成式AT所綜合自動化系統(tǒng)、交直流自用電系統(tǒng)、遠動及通信等二次設(shè) 備集成在一起。
將牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)、交直流自用電系統(tǒng)、遠動及通信等二次設(shè)備 集成在一起。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為研究一種由牽引變電所、并聯(lián)供電單元、集成式AT 所、越區(qū)供電單元、牽引網(wǎng)組成的，新型的電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)AT供電方 式，取代由牽引變電所、分區(qū)所、AT所、牽引網(wǎng)組成的，上/下行牽引網(wǎng)的供電 臂中間通過AT所和末端通過分區(qū)所實現(xiàn)并聯(lián)供電的現(xiàn)有電氣化鐵道牽引供電系 統(tǒng)AT供電方式。
研究一種取代現(xiàn)有AT所、分區(qū)所，能夠滿足電氣化鐵道AT供電方式的牽引 供電系統(tǒng)AT所、分區(qū)所并聯(lián)供電功能，但是不需要專用場地，可在鐵路正線旁 靈活選擇安裝地點，與接觸網(wǎng)支柱位于同一縱軸線，滿足側(cè)面限界要求；具有高 可靠性、免維護性、小型化特點；還能節(jié)約土地資源、節(jié)約生產(chǎn)房屋、進(出) 線走廊及供電線投資的2x27.5kV戶外模塊化電器。
研究一種取代傳統(tǒng)AT所、分區(qū)所，并滿足現(xiàn)有AT所功能，具有占用土地面 積小，工廠化制造程度高，不需要生產(chǎn)房屋、滿足無人值班和無人值守要求，可 減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工周期的，采用2x27.5kV戶外模塊化電器與自藕 變壓器、戶外預(yù)裝式保護測控柜組成的新型主接線結(jié)構(gòu)型式的、全戶外布置的、 具有通用性的集成式AT所。
將2x27.5kV戶外模塊化電器應(yīng)用于牽引變電所時，可滿足牽引變電所全戶 外布置方式需要，既可減少牽引變電所的占地面積，取消生產(chǎn)房屋，減少電纜進 出線投資，又能滿足安全供電需要，減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工周期。
將2x27.5kV戶外模塊化電器應(yīng)用于越區(qū)供電時，可將其布置在電分相附近 的鐵路正線旁，取代越區(qū)供電隔離開關(guān)，實現(xiàn)越區(qū)供電功能；既不需要專用場地， 節(jié)約土地資源，又由于模塊化電器具有開斷短路電流的能力，它還可以提高越區(qū) 供電可靠性。
研制一種集控制、保護、交直流自用電、通信、遠動于一體的，與2x27.5kV 戶外模塊化電器配套的二次設(shè)備——戶外電源箱及控制箱應(yīng)用于并聯(lián)供電單元、 越區(qū)供電單元，滿足2x27.5kV戶外模塊化電器的應(yīng)用需要。研制一種集AT所綜合自動化系統(tǒng)、交直流自用電系統(tǒng)、遠動及通信于一體 的，與2x27.5kV戶外模塊化電器配套的二次設(shè)備——AT所戶外預(yù)裝式保護測控 柜應(yīng)用于集成式AT所，滿足AT所應(yīng)用2x27.5kV戶外模塊化電器時全戶外布置 的需要。
研制一種集牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)、交直流自用電系統(tǒng)、遠動及通信于 —體的，與牽引變電所110kV (或220kV)設(shè)備、2x27.5kV戶外模塊化電器配套 的二次設(shè)備——牽引變電所戶外預(yù)裝式保護測控柜，應(yīng)用于牽引變電所，滿足牽 引變電所應(yīng)用2x27.5kV戶外模塊化電器時全戶外布置的需要。
2x27.5kV戶外模塊化電器，包括2x27.5kV戶外斷路器、電流互感器、隔離 開關(guān)、微型變壓器(或電壓互感器)，以及與其配套的架構(gòu)、操動機構(gòu)，并滿足戶 外電氣安全距離要求。
集成式AT所，包括2x27.5kV戶外模塊化電器、自藕變壓器、戶外箱預(yù)裝式 保護測控柜，以及與其配套的架構(gòu)、具有防火墻功能的可開啟的鋼結(jié)構(gòu)圍墻，并 滿足戶外電氣安全距離要求，滿足遠動和綜合自動化要求。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在本發(fā)明取代了現(xiàn)有分區(qū)所、AT所；并且，并 聯(lián)供電用模塊化電器和越區(qū)供電用模塊化電器不需要專用場地、進(出)線走廊 及供電線、生產(chǎn)房屋、運輸?shù)缆罚患墒紸T所、牽引變電所可減小占地面積， 不需要生產(chǎn)房屋，可降低投資成本，具有高可靠性、免維護性、工廠化制造程度 高、施工周期短的特點。


圖1是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)上/下行牽引網(wǎng)供電臂中
間通過AT所、末端通過分區(qū)所的并聯(lián)供電示意圖。
圖2是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)AT所主接線。
圖3是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)AT所總平面布置圖，其
中尺寸以毫米計。
圖4是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽弓I供電系統(tǒng)分區(qū)所主接線。
圖5是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)分區(qū)所總平面布置圖，
其中尺寸以毫米計。
圖6是現(xiàn)有電氣化鐵道AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)牽引變電所主接線
圖7是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的新型AT供電方式電氣原理圖。
圖8是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的并聯(lián)供電單元電氣原理圖。
圖9是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的越區(qū)供電單元電氣原理圖。
圖10是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的集成式AT所主接線。
圖11是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的集成式AT所總平面布置圖，其中
尺寸以毫米計。
圖12是采用2x27.5kV戶外模塊化電器的牽引變電所主接線。 圖13是適用于并聯(lián)供電單元的戶外模塊化電器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是適用于集成式AT所的戶外模塊化電器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖15是適用于越區(qū)供電單元的戶外模塊化電器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖16是適用于牽引變電所的戶外模塊化電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照圖7 圖16， 一種應(yīng)用2x27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT 供電方式的牽引供電系統(tǒng)，包括布置在電氣化鐵道側(cè)邊的牽引變電所，所述牽引 變電所的輸出側(cè)連接上/下行牽引網(wǎng)，所述上/下行牽引網(wǎng)分別包括接觸懸掛T線 和正饋線F線，在上/下行牽引網(wǎng)的供電臂中間和末端設(shè)有具有并聯(lián)供電功能的并 聯(lián)設(shè)備，在兩個相鄰的牽引變電所的上/下行牽引網(wǎng)的供電臂之間電分相處設(shè)有具 有越區(qū)供電功能的越區(qū)設(shè)備，所述并聯(lián)設(shè)備連接AT設(shè)備；所述并聯(lián)設(shè)備包括第 一并聯(lián)供電單元、第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元、第四并聯(lián)供電單元； 所述越區(qū)設(shè)備包括第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電單元；所述AT設(shè)備為第一 集成式AT所、第二集成式AT所、第三集成式AT所、第四集成式AT所，所述 第一并聯(lián)供電單元連接所述第一集成式AT所，所述第二并聯(lián)供電單元連接所述 第二集成式AT所，所述第三并聯(lián)供電單元連接所述第三集成式AT所，所述第四 并聯(lián)供電單元連接所述第四集成式AT所；
所述第一并聯(lián)供電單元、第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元和第四并聯(lián) 供電單元為并聯(lián)供電用模塊化電器，所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括上行第一輸 入端、上行第二輸入端、下行第一輸入端和下行第二輸入端，所述上行第一輸入 端和上行第二輸入端分別與所述上行牽引網(wǎng)的T線和F線連接，所述下行第一輸 入端和下行第二輸入端與所述下行牽引網(wǎng)的T線和F線連接；
所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的上行并聯(lián)第一支路、 下行并聯(lián)第一支路、上行并聯(lián)第二支路、下行并聯(lián)第二支路、并聯(lián)供電控制箱和 并聯(lián)供電電源箱，所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路串聯(lián)，所述上行并 聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支路串聯(lián)；
所述上行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一 電流互感器、并聯(lián)供電上行第一斷路器和并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電上行 第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，上行第一熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第一輸入端；
所述下行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一 電流互感器、并聯(lián)供電下行第一斷路器和并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行 第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，下行第一熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第 一輸入端；
所述上行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二電流互感器、并聯(lián)供電上行第二斷路器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二電流互感器、并聯(lián)供電上行 第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，上行第二熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第二輸入端；
所述下行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二 電流互感器、并聯(lián)供電下行第二斷路器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器， 所述并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二電流互感器、并聯(lián)供電下行 第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，下行第二熔 斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第二輸入端；
所述并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供 電上行第二電流互感器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器、并聯(lián)供電下行第二電流 互感器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器的二次輸出端均與并聯(lián)供電控制箱連接， 所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器、并聯(lián)供電下行第一微型變壓器的二次輸出端 連接所述并聯(lián)供電電源箱；并聯(lián)供電控制箱的上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一 支路的有壓檢測信號從并聯(lián)供電電源箱引來；
所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電 單元的集成式AT所的T輸入端連接，所述上行并聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支 路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電單元的集成式AT所的F輸入端連接；
所述集成式AT所包括第一 AT變壓器、第二 AT變壓器和AT所用模塊化電 器，所述AT所用模塊化電器第一輸入端T和第二輸入端F連接并聯(lián)供電用模塊 化電器的輸出端T線和F線，所述AT所用模塊化電器連接所述第一 AT變壓器 和第二 AT變壓器，所述第一 AT變壓器和第二 AT變壓器的接地端連接回流線和 接地網(wǎng)，所述第一 AT變壓器和第二 AT變壓器之間設(shè)置防火墻；
所述AT所用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的T線第一支路和F線第 一支路、T線第二支路和F線第二支路；
所述T線第一支路包括T線第一斷路器、T線第一電流互感器、T線第一隔 離開關(guān)和T線第一微型變壓器和熔斷器，所述T線第一斷路器、T線第一電流互 感器、T線第一隔離開關(guān)串聯(lián)，所述T線第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，T線第 一熔斷器的輸入端連接所述T線輸入端，所述T線第一隔離開關(guān)的輸出端連接所 述第一 AT變壓器T線輸入端；
所述F線第一支路包括F線第一斷路器、F線第一電流互感器、F線第一隔 離開關(guān)和F線第一微型變壓器和熔斷器，所述F線第一斷路器、F線第一電流互 感器、F線第一隔離開關(guān)串聯(lián)，所述F線第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，F(xiàn)線第 一熔斷器的輸入端連接所述F線輸入端，所述F線第一隔離開關(guān)的輸出端連接所 述第一AT變壓器F線輸入端；
所述T線第二支路包括T線第二斷路器、T線第二電流互感器和T線第二隔 離開關(guān)，所述T線第二斷路器、T線第二電流互感器、T線第二隔離開關(guān)串聯(lián)，所述T線第二斷路器的輸入端連接所述T線輸入端，所述T線第二隔離開關(guān)的輸 出端連接所述第二 AT變壓器T線輸入端；
所述F線第二支路包括F線第二斷路器、F線第二電流互感器和F線第二隔 離開關(guān)，所述F線第二斷路器、F線第二電流互感器、F線第二隔離開關(guān)串聯(lián)， 所述F線第二斷路器的輸入端連接所述F線輸入端，所述F線第二隔離開關(guān)的輸 出端連接所述第二 AT變壓器F線輸入端；
所述T線第一電流互感器、T線第一微型變壓器、F線第一電流互感器、F 線第一微型變壓器、T線第二電流互感器和F線第二電流互感器的二次輸出端均 與集成式AT所戶外預(yù)裝式保護測控柜連接。
所述第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電單元均為越區(qū)供電用模塊化電器，所 述越區(qū)供電用模塊化電器包括越區(qū)第一輸入端和越區(qū)第二輸入端、越區(qū)第一輸出 端和越區(qū)第二輸出端，所述越區(qū)供電模塊化電器包括支架、安裝在支架上的越區(qū) 第一支路、越區(qū)第二支路、越區(qū)控制箱和越區(qū)電源箱；
所述越區(qū)第一支路包括越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、越區(qū)第一 電流互感器、越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一左側(cè)微型變壓器和熔斷器、越區(qū) 第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器，所述越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、 越區(qū)第一電流互感器和越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第一左側(cè)微型變壓 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第一輸入端，所述 越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第一輸出端；
所述越區(qū)第二支路包括越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、越區(qū)第二 電流互感器、越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器和熔斷器、越區(qū) 第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器，所述越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、 越區(qū)第二電流互感器和越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第二左側(cè)電壓互感 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第二輸入端，所述 越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第二輸出端；
所述越區(qū)第一電流互感器、越區(qū)第二電流互感器、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器 和越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器的二次輸出端連接所述越區(qū)控制箱，所述越區(qū)第一左 側(cè)微型變壓器和越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器的二次輸出端連接所述越區(qū)電源箱；越 區(qū)控制箱的越區(qū)第一支路左側(cè)及右側(cè)的電壓檢測信號從越區(qū)電源箱引來。
所述的牽引變電所牽引變壓器2X27.5kV側(cè)和上/下行饋線輸出側(cè)均為輸出用 模塊化電器，所述輸出用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的輸出斷路器、輸 出電流互感器、輸出隔離開關(guān)；所述輸出用模塊化電器包括T線和F線兩個輸入 端、T線和F線兩個輸出端；所述輸出用模塊化電器包括兩個輸出支路，每個輸 出支路為串接的輸出斷路器、輸出電流互感器和輸出隔離開關(guān)；牽引變壓器 2X27.5kV側(cè)輸出用模塊化電器的兩個輸入端分別連接牽引變壓器的T線輸出端
19和F線輸出端，牽引變壓器2X27.5kV側(cè)輸出用模塊化電器的兩個輸出端分別連 接牽引變電所戶外T母線和F母線；上/下行饋線輸出用模塊化電器的兩個輸入端 分別連接牽引變電所戶外T母線和F母線，上/下行饋線輸出用模塊化電器的兩個 輸出端分別連接上/下行饋線抗雷圈的T線輸入端和F線輸入端；上/下行饋線輸 出用兩個模塊化電器之間設(shè)有備用聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)；
所述輸出電流互感器的二次輸出端連接所述牽引變電所戶外預(yù)裝式保護測控柜。
在所述并聯(lián)供電用模塊化電器、AT所用模塊化電器、越區(qū)用模塊化電器、牽 引變電所用模塊化電器中，采用環(huán)氧樹脂將各個電路元件固封組合在一起。
從圖IO中可以看出，集成式AT所只包含給AT變壓器供電的斷路器和隔離 開關(guān)，用于實現(xiàn)并聯(lián)供電的斷路器和隔離開關(guān)不布置在AT所內(nèi)。用1Bt、 1Bf取 代常規(guī)采用的電壓互感器，分別從上、下行牽引網(wǎng)的T線和F線上取電，既滿足 保護所需的電壓取量要求，又滿足斷路器和隔離開關(guān)操動機構(gòu)所需的用電要求。
集成式AT所只有兩回27.5kV電纜進出線，比改進前的AT所減少了兩回 27.5kV電纜進出線。
從圖ll中可以看出，斷路器和隔離開關(guān)與AT變壓器按緊湊方式布置，兩臺 AT變壓器之間設(shè)置防火墻；靠近AT變壓器的圍墻采用防火墻型式，該防火墻做 成大門方式，滿足設(shè)備運輸需要。綜合自動化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、遠動及通信 系統(tǒng)等二次控制及保護設(shè)備，10/0.4kV變壓器及交直流自用電系統(tǒng)都布置在一個 戶外預(yù)裝式保護測控柜內(nèi)，該預(yù)裝式保護測控柜在工廠完成生產(chǎn)制造和二次試驗。 防火墻也在工廠完成制造，以工廠化制造為主，現(xiàn)場負責(zé)基礎(chǔ)施工及聯(lián)調(diào)工作， 減少現(xiàn)場施工工程量，縮短施工周期，節(jié)省工程投資。
圖7、 8、 9中虛線框內(nèi)給出了電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)新的AT供電方式上/ 下行牽引網(wǎng)供電臂中間、末端并聯(lián)供電及集成式AT所、越區(qū)供電實施方案。
在國內(nèi)復(fù)線鐵路中，朝北京方向行駛稱為上行，離開北京方向行駛稱為下行； 同樣牽引網(wǎng)也分上行和下行。牽引供電系統(tǒng)通過牽引變電所內(nèi)饋線斷路器給上、 下行牽引網(wǎng)供電。從圖7中可以看出甲牽引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)通過并 聯(lián)供電單元2中的隔離開關(guān)和斷路器實現(xiàn)供電臂末端并聯(lián)供電，減小牽引網(wǎng)電壓 損失、改善供電質(zhì)量。當上(或)下行牽引網(wǎng)發(fā)生故障時，并聯(lián)供電單元2的兩 臺斷路器無延時分閘，牽引變電所饋線斷路器分閘，切除故障。故障切除后，牽 引變電所饋線斷路器自動重合閘啟動合閘，重新向牽引網(wǎng)供電。如故障為非永久 性故障，則并聯(lián)供電單元2的兩臺斷路器分別檢有壓合閘，恢復(fù)并聯(lián)供電。同樣， 甲牽引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)通過并聯(lián)供電單元l中的隔離開關(guān)和斷路器 實現(xiàn)供電臂中間并聯(lián)供電。
乙牽引變電所供電的上、下行牽引網(wǎng)也是通過并聯(lián)供電單元3 (或4)中的隔 離開關(guān)和斷路器實現(xiàn)供電臂末端(或中間)并聯(lián)供電。
從圖7中可以看出，新的AT供電方式由并聯(lián)供電單元和集成式AT所、越區(qū)供電單元組成。并聯(lián)供電單元l、并聯(lián)供電單元2、并聯(lián)供電單元3、并聯(lián)供電單 元4分別是四個獨立的單元，它們之間沒有任何電氣上的聯(lián)系，可以分別安裝在 供電臂中間或末端的鐵路正線旁，與接觸網(wǎng)支柱位于同一個縱軸線上，滿足側(cè)面 限界要求。
在考慮越區(qū)供電時，既可按圖7的要求在電分相處裝設(shè)隔離(或負荷)開關(guān)， 也可以用一個圖15所示的單臺斷路器方案的"2x27.5kV戶外模塊化電器"取代 隔離(或負荷)開關(guān)，在相鄰牽引變電所因故退出運營時，實現(xiàn)越區(qū)供電的功能。 用模塊化電器取代隔離(或負荷)開關(guān)，可通過斷路器實現(xiàn)對越區(qū)供電牽引網(wǎng)的 保護，縮小越區(qū)供電時因越區(qū)供電臂突發(fā)故障造成的停電范圍。
按圖7、 8、 IO的方式設(shè)置并聯(lián)供電單元和集成式AT所，兩個AT所一共只 有四回27.5kV電纜進出線，比現(xiàn)有的AT所和分區(qū)所減少了四回27.5kV電纜進 出線；同時還取消了高壓開關(guān)與自藕變壓器之間的八回27.5kV電纜進出線。
從圖8、 13中可以看出，并聯(lián)供電用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的 隔離開關(guān)、斷路器、微型變壓器和熔斷器、電壓互感器和熔斷器、電流互感器、 避雷器、控制箱和電源箱，所述兩臺隔離開關(guān)、兩臺斷路器和兩臺電流互感器串 聯(lián)；兩臺微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，熔斷器的輸入端分別連接模塊化電器兩端牽 引網(wǎng)的T線引入端，用微型變壓器取代電壓互感器，既可滿足模塊化電器的用電 要求，又可滿足保護電壓取量要求；兩臺電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，熔斷器的輸 入端分別連接模塊化電器兩端牽引網(wǎng)的F線引入端，滿足保護電壓取量要求。
從圖9、 15中可以看出，越區(qū)供電用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的 隔離開關(guān)、斷路器、微型變壓器和熔斷器、電壓互感器和熔斷器、電流互感器、 避雷器、控制箱和電源箱，所述兩臺隔離開關(guān)、 一臺斷路器和一臺電流互感器串 聯(lián)；兩臺微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，熔斷器的輸入端分別連接模塊化電器兩端牽 引網(wǎng)的T線引入端，用微型變壓器取代電壓互感器，既可滿足模塊化電器的用電 要求，又可滿足保護電壓取量要求；兩臺電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，熔斷器的輸 入端分別連接模塊化電器兩端牽引網(wǎng)的F線引入端，滿足保護電壓取量要求。
從圖10、 14中可以看出，集成式AT所用模塊化電器包括支架、安裝在支架 上的隔離開關(guān)、斷路器、微型變壓器和熔斷器、電流互感器、避雷器，所述兩臺 隔離開關(guān)、兩臺斷路器和兩臺電流互感器串聯(lián)；兩臺微型變壓器和熔斷器串聯(lián)， 熔斷器的輸入端分別連接模塊化電器中間的T線和F線引入端，用微型變壓器取 代電壓互感器，既可滿足模塊化電器的用電要求，又可滿足保護電壓取量要求。
從圖7、8、 IO中可以看出，并聯(lián)供電單元與配套的集成式AT所布置較近時， 可取消并聯(lián)供電用模塊化電器的微型變壓器和熔斷器、控制箱和電源箱，仍然用 電壓互感器滿足保護電壓取量要求；從集成式AT所戶外預(yù)裝式保護測控柜給并 聯(lián)供電用模塊化電器的隔離開關(guān)、斷路器提供操作電源；將并聯(lián)供電用模塊化電 器的控制、保護、交直流自用電、通信、遠動等集成到集成式AT所戶外預(yù)裝式 保護測控柜內(nèi)，可共用交直流自用電和通信設(shè)備，減少投資。圖12中虛線框內(nèi)給出了電氣化鐵道新型AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)中牽引 變電所實施方案。
從圖12中可以看出，采用將現(xiàn)有牽引變電所布置在戶內(nèi)的開關(guān)柜方式安裝的 牽引變壓器2x27.5kV側(cè)的斷路器、電壓互感器、電流互感器、隔離開關(guān)等主要 設(shè)備布置在戶外，按虛線框分別組合成獨立的模塊化電器，給牽引網(wǎng)供電，既滿 足供電需要，又節(jié)省土地、生產(chǎn)房屋的投資。
從圖16中可以看出，牽引變電所用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的隔 離開關(guān)、斷路器、電流互感器，所述一臺隔離開關(guān)、 一臺斷路器和一臺電流互感 器串聯(lián)。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用2×27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)，包括布置在電氣化鐵道側(cè)邊的牽引變電所，所述牽引變電所的輸出側(cè)連接上/下行牽引網(wǎng)，所述上/下行牽引網(wǎng)分別包括接觸懸掛T線和正饋線F線，在上/下行牽引網(wǎng)的供電臂中間和末端設(shè)有具有并聯(lián)供電功能的并聯(lián)設(shè)備，在兩個相鄰的牽引變電所的上/下行牽引網(wǎng)的供電臂之間電分相處設(shè)有具有越區(qū)供電功能的越區(qū)設(shè)備，所述并聯(lián)設(shè)備連接AT設(shè)備，其特征在于所述并聯(lián)設(shè)備包括第一并聯(lián)供電單元、第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元、第四并聯(lián)供電單元；所述越區(qū)設(shè)備包括第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電單元；所述AT設(shè)備為第一集成式AT所、第二集成式AT所、第三集成式AT所、第四集成式AT所，所述第一并聯(lián)供電單元連接所述第一集成式AT所，所述第二并聯(lián)供電單元連接所述第二集成式AT所，所述第三并聯(lián)供電單元連接所述第三集成式AT所，所述第四并聯(lián)供電單元連接所述第四集成式AT所；所述第一并聯(lián)供電單元、第二并聯(lián)供電單元、第三并聯(lián)供電單元和第四并聯(lián)供電單元為并聯(lián)供電用模塊化電器，所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括上行第一輸入端、上行第二輸入端、下行第一輸入端和下行第二輸入端，所述上行第一輸入端和上行第二輸入端分別與所述上行牽引網(wǎng)的T線和F線連接，所述下行第一輸入端和下行第二輸入端與所述下行牽引網(wǎng)的T線和F線連接；所述并聯(lián)供電用模塊化電器包括支架、安裝在支架上的上行并聯(lián)第一支路、下行并聯(lián)第一支路、上行并聯(lián)第二支路、下行并聯(lián)第二支路、并聯(lián)供電控制箱和并聯(lián)供電電源箱，所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路串聯(lián)，所述上行并聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支路串聯(lián)；所述上行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電上行第一斷路器和并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器，所述并聯(lián)供電上行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電上行第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，上行第一熔斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第一輸入端；所述下行并聯(lián)第一支路包括并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行第一斷路器和并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器，所述并聯(lián)供電下行第一隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行第一斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第一微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，下行第一熔斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第一輸入端；所述上行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二電流互感器、并聯(lián)供電上行第二斷路器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器，所述并聯(lián)供電上行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電上行第二電流互感器、并聯(lián)供電上行第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電上行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，上行第二熔斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的上行第二輸入端；所述下行并聯(lián)第二支路包括并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二電流互感器、并聯(lián)供電下行第二斷路器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器，所述并聯(lián)供電下行第二隔離開關(guān)、并聯(lián)供電下行第二電流互感器、并聯(lián)供電下行第二斷路器串聯(lián)，所述并聯(lián)供電下行第二電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，下行第二熔斷器的輸入端連接所述并聯(lián)供電用模塊化電器的下行第二輸入端；所述并聯(lián)供電上行第一電流互感器、并聯(lián)供電下行第一電流互感器、并聯(lián)供電上行第二電流互感器和并聯(lián)供電上行第二電壓互感器、并聯(lián)供電下行第二電流互感器和并聯(lián)供電下行第二電壓互感器的二次輸出端均與并聯(lián)供電控制箱連接，所述并聯(lián)供電上行第一微型變壓器、并聯(lián)供電下行第一微型變壓器的二次輸出端連接所述并聯(lián)供電電源箱；并聯(lián)供電控制箱的上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路的有壓檢測信號從并聯(lián)供電電源箱引來；所述上行并聯(lián)第一支路和下行并聯(lián)第一支路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電單元的集成式AT所的T輸入端連接，所述上行并聯(lián)第二支路和下行并聯(lián)第二支路的連接節(jié)點與對應(yīng)于該并聯(lián)供電單元的集成式AT所的F輸入端連接；
2.所述F線第二支路包括F線第二斷路器、F線第二電流互感器和F線第二隔 離開關(guān)，所述F線第二斷路器、F線第二電流互感器、F線第二隔離開關(guān)串聯(lián)，所 述F線第二斷路器的輸入端連接所述F線輸入端，所述F線第二隔離開關(guān)的輸出 端連接所述第二 AT變壓器F線輸入端；所述T線第一電流互感器、T線第一微型變壓器、F線第一電流互感器、F線 第一微型變壓器、T線第二電流互感器和F線第二電流互感器的二次輸出端均與集 成式AT所戶外預(yù)裝式保護測控柜連接。
3、如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT 供電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于所述第一越區(qū)供電單元和第二越區(qū)供電 單元均為越區(qū)供電用模塊化電器，所述越區(qū)供電用模塊化電器包括越區(qū)第一輸入 端、越區(qū)第二輸入端、越區(qū)第一輸出端和越區(qū)第二輸出端，所述越區(qū)供電模塊化 電器包括支架、安裝在支架上的越區(qū)第一支路、越區(qū)第二支路、越區(qū)控制箱和越 區(qū)電源箱；所述越區(qū)第一支路包括越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、越區(qū)第一 電流互感器、越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一左側(cè)微型變壓器和熔斷器、越區(qū) 第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器，所述越區(qū)第一左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第一斷路器、 越區(qū)第一電流互感器和越區(qū)第一右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第一左側(cè)微型變壓 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第一輸入端，所述越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第一右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第一輸出端；所述越區(qū)第二支路包括越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、越區(qū)第二 電流互感器、越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器和熔斷器、越區(qū) 第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器，所述越區(qū)第二左側(cè)隔離開關(guān)、越區(qū)第二斷路器、 越區(qū)第二電流互感器和越區(qū)第二右側(cè)隔離開關(guān)串聯(lián)，所述越區(qū)第二左側(cè)電壓互感 器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二左側(cè)熔斷器的輸入端連接所述越區(qū)第二輸入端，所述 越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器和熔斷器串聯(lián)，越區(qū)第二右側(cè)熔斷器的輸入端連接所述 越區(qū)第二輸出端；所述越區(qū)第一電流互感器、越區(qū)第二電流互感器、越區(qū)第二左側(cè)電壓互感器 和越區(qū)第二右側(cè)電壓互感器的二次輸出端連接所述越區(qū)控制箱，所述越區(qū)第一左 側(cè)微型變壓器和越區(qū)第一右側(cè)微型變壓器的二次輸出端連接所述越區(qū)電源箱；越 區(qū)控制箱的越區(qū)第一支路左側(cè)及右側(cè)的電壓檢測信號從越區(qū)電源箱引來。
4、如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT 供電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于所述的牽引變電所牽引變壓器2X27.5kV 側(cè)和上/下行饋線輸出側(cè)均為輸出用模塊化電器，所述輸出用模塊化電器包括支架、 安裝在支架上的輸出斷路器、輸出電流互感器和輸出隔離開關(guān)；所述輸出用模塊 化電器包括T線和F線兩個輸入端、T線和F線兩個輸出端；所述輸出用模塊化 電器包括兩個輸出支路，每個輸出支路為串接的輸出斷路器、輸出電流互感器和 輸出隔離開關(guān)；牽引變壓器2X27.5kV側(cè)輸出用模塊化電器的兩個輸入端分別連 接牽引變壓器的T線輸出端和F線輸出端，牽引變壓器2X27.5kV側(cè)輸出用模塊 化電器的兩個輸出端分別連接牽引變電所戶外T母線和F母線；上/下行饋線輸出 用模塊化電器的兩個輸入端分別連接牽引變電所戶外T母線和F母線，上/下行饋線輸出用模塊化電器的兩個輸出端分別連接上/下行饋線抗雷圈的T線輸入端和F 線輸入端；上/下行饋線輸出用兩個模塊化電器之間設(shè)有備用聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)；所述輸出電流互感器的二次輸出端連接所述牽引變電所戶外預(yù)裝式保護測控柜o
5、 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供 電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于在所述并聯(lián)供電用模塊化電器中，采用環(huán) 氧樹脂將各個電路元件固封組合在 一起。
6、 如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供 電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于在所述集成式AT所中，將AT所用模塊化 電器、自藕變壓器、戶外箱預(yù)裝式保護測控柜，以及與其配套的架構(gòu)、具有防火 墻功能的可開啟的鋼結(jié)構(gòu)圍墻集成于一體。
7、 如權(quán)利要求2或6所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT 供電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于AT所用模塊化電器中，采用環(huán)氧樹脂將 各個電路元件固封組合在一起。
8、 如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供 電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于在所述越區(qū)用模塊化電器中，采用環(huán)氧樹 脂將各個電路元件固封組合在一起。
9、 如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用2X27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供 電方式的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于在所述牽引變電所牽引變壓器2X27.5kV 側(cè)和上/下行饋線輸出側(cè)輸出用模塊化電器中，采用環(huán)氧樹脂將各個電路元件固封 組合在一起。
全文摘要
一種應(yīng)用2×27.5kV戶外模塊化電器的電氣化鐵道新型AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)，包括布置在電氣化鐵道側(cè)邊的牽引變電所，牽引變電所的輸出側(cè)連接上/下行牽引網(wǎng)，在上/下行牽引網(wǎng)的供電臂中間和末端設(shè)有具有并聯(lián)供電功能的并聯(lián)設(shè)備，在兩個相鄰的牽引變電所的上/下行牽引網(wǎng)的供電臂之間電分相處設(shè)有具有越區(qū)供電功能的越區(qū)設(shè)備，并聯(lián)設(shè)備連接AT設(shè)備；并聯(lián)設(shè)備包括四個并聯(lián)供電單元，四個并聯(lián)供電單元為并聯(lián)供電用模塊化電器，AT設(shè)備包括四個集成式AT所，集成式AT所包括第一AT變壓器、第二AT變壓器和AT所用模塊化電器。本發(fā)明占地面積小、可降低投資成本、具有高可靠性、免維護性。
文檔編號B60M3/00GK101537802SQ20091009768
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者余家華, 張北斗 申請人:余家華;張北斗