一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電氣化鐵路領域，具體涉及一種電氣化鐵路專用不間斷電源系 統。
【背景技術】
[0002] 由于電力電子技術的發展及其在工業和交通部門以及用電設備上的廣泛應用，包 括大功率整流在電氣化鐵道的應用，使得諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害 影響已經十分嚴重，不得不認真對待和考慮了。京廣線、京山線自閉電力線路都發生過因 諧波嚴重造成相序翻轉。經對京廣線望都車站自閉信號變壓器低壓側的三相諧波含量進 行測試，通過對測試數據頻譜分析可以看出，各相電壓五次諧波很嚴重，A相電壓五次諧波 的含量為11. 423%，超過標準7. 423%，A相電壓總的諧波畸變率為11. 803%，超過標準 6. 803% ;B相電壓五次諧波的含量為10. 918%，超過標準6. 918%，B相電壓總的諧波畸變 率為11. 794%，超過標準6. 794% ;C相電壓五次諧波的含量為7. 402 %，超過標準3. 402 %; C相電壓總的諧波畸變率為7. 990 %，超過標準2. 990 %。高速鐵路兩路10kV貫通線路都是 電力電纜，電力電纜的對地電容比架空線路大得多，故電纜的諧波諧振和放大產生于較架 空線低的諧波次數，而諧波源產生的低次諧波含量又較大，更易激勵較大的諧振和放大。 使電源質量更加惡劣。普通不間斷電源都是針對普通工業電網和民用電網設計的，當將其 直接用于供電質量較差的鐵路電網時，必然會出現很多以前在普通工業電網和民用電網的 應用中不曾出現過的故障表現。當輸入電源峰值電壓大于360V，峰值電壓會通過整流二極 管直灌UPS的直流母線，導致不間斷電源報BUS直流母線高壓故障并關機。
[0003] 有些區段電力配電室因找不到第二路電源，將牽引變電所27. 5kV電源降到10kV 做為貫通電源使用。經過對朔黃線滴流磴車站信號電源室接牽引27. 5kV\10kV貫通電源諧 波含量的隨機測試，A相電壓頻譜分析結果的各次諧波數據：5次諧波為4. 4341%、7次諧波 為4. 2375%，超過了奇次諧波不超過4%的規定。B相電壓頻譜分析結果的各次諧波數據：7 次諧波為7. 1427%、25次諧波為4. 483%、27次諧波為5. 7397%，超過了奇次諧波不超過4%的 規定。電壓諧波總畸變率5. 30%，電壓諧波總畸變率超過了 5%的規定。C相電壓頻譜分析 結果的各次諧波數據：5次諧波為6. 6825%、7次諧波為8. 3041%、23次諧波為4. 434%、27次 諧波為4. 7589%，超過了奇次諧波不超過4%的規定。電壓諧波總畸變率5. 63%，超過了電壓 諧波總畸變率5%規定。經實際測試峰值沖擊尖峰電壓達到500V左右，結果造成信號樓裝 的不間斷電源因直流BUS過高導致不間斷電源報直流母線高壓故障并保護性關機。在接用 這種電源的不間斷電源給紅外線監測系統供電時都遇到過類似的問題。
[0004] 經測試電氣化鐵路電網諧波含量較高，特別是在有機車經過時，對電網電壓的沖 擊也比較大，其電能質量普遍低于普通工業電網和民用電網。市面上普通UPS都是針對普 通工業電網和民用電網設計和測試的，當將其直接應用于質量更差的鐵路電網時，必然會 出現很多以前在普通工業電網和民用電網的應用中不曾出現過的故障表現。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種保護不間斷電源安全運行及電池的 使用壽命的一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：
[0007] -種電氣化鐵路專用不間斷電源系統，包括交流或直流升壓系統、第二交流或直 流升壓系統、交流或直流逆變系統、輸出濾波器、充電器、電池、旁路系統；所述充電器、旁路 系統、交流或直流升壓系統分別接入外接電源；所示電池一端連接充電器另一端連接第二 交流或直流升壓系統，第二交流或直流升壓系統和交流或直流升壓系統連接交流或直流逆 變系統，交流或直流逆變系統和旁路系統連接輸出濾波器；所述輸出濾波器輸出電壓；其 特征在于：外接電源在接入充電器、旁路系統、交流或直流升壓系統前還設有輸入濾波器， 所述輸入濾波器的電路包括電感、電容、電阻，所述電感串聯在火線L回路里，電容和電阻 串聯后并接于電感的輸出端和零線N之間。
[0008] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于：
[0009] 在不間斷電源內加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電壓。降低諧波 對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及電池的使用 壽命。
【附圖說明】
[0010] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0011] 圖1是本實用新型的原理示意圖；
[0012] 圖2是本實用新型所述輸入濾波器的電路示意圖；
[0013] 圖3是輸入諧波波形圖；
[0014] 圖4是本實用新型輸出諧波波形圖。
[0015]其中：1_輸入濾波器、2-充電器、3-交流或直流升壓系統、4-旁路系統、5-電池、 6_第二交流或直流升壓系統、7-交流或直流逆變系統、8-輸出濾波器、9-電感、10-電容、 11-電阻。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新 型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實 用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0018]如圖1所示，一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統，包括交流或直流升壓系統3、 第二交流或直流升壓系統6、交流或直流逆變系統7、輸出濾波器8、充電器2、電池5、旁路系 統4 ;所述充電器2、旁路系統4、交流或直流升壓系統3分別接入外接電源；所示電池5 - 端連接充電器2另一端連接第二交流或直流升壓系統6,第二交流或直流升壓系統6和交流 或直流升壓系統3連接交流或直流逆變系統7,交流或直流逆變系統7和旁路系統4連接輸 出濾波器8 ;所述輸出濾波器8輸出電壓；外接電源在接入充電器2、旁路系統4、交流或直 流升壓系統3前還設有輸入濾波器1。
[0019] 如圖2所示，所述輸入濾波器1的電路包括電感9、電容10、電阻11，所述電感9串 聯在火線L回路里，電容10和電阻11串聯后并接于電感9的輸出端和零線N之間。
[0020] 在安裝輸入濾波器1后，對輸入和輸出的諧波進行分析，可得出明顯的效果。
[0021] RecName:ΤΕΚ00000 (中陽輸入)，頻域諧波分析結果見下表：Channel= 0
[0023]RMS= 229. 651，VD(%) = 12. 849，如圖3所示，輸入的波形起伏較大，參差不齊。
[0024]RecName:ΤΕΚ00000 (中陽輸出），頻域諧波分析結果見下表：Channel= 0
[0026]RMS= 222. 523,VD(%) = 1. 156，如圖4所示，輸出的波形較為光滑。
[0027] 本實用新型在不間斷電源內加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電 壓。降低諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及 電池的使用壽命。
【主權項】
1. 一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統，包括交流或直流升壓系統（3)、第二交流或 直流升壓系統（6 )、交流或直流逆變系統（7 )、輸出濾波器（8 )、充電器（2 )、電池（5 )、旁路系 統（4);所述充電器（2)、旁路系統（4)、交流或直流升壓系統（3)分別接入外接電源；所示 電池（5 ) -端連接充電器（2 )另一端連接第二交流或直流升壓系統（6 )，第二交流或直流升 壓系統（6 )和交流或直流升壓系統（3 )連接交流或直流逆變系統（7 )，交流或直流逆變系統 (7)和旁路系統（4)連接輸出濾波器（8);所述輸出濾波器（8)輸出電壓；其特征在于：外接 電源在接入充電器（2)、旁路系統（4)、交流或直流升壓系統（3)前還設有輸入濾波器（1)， 所述輸入濾波器（1)的電路包括電感（9 )、電容（10 )、電阻（11)，所述電感（9 )串聯在火線L 回路里，電容（10)和電阻（11)串聯后并接于電感（9)的輸出端和零線N之間。
【專利摘要】本實用新型涉及電氣化鐵路領域，具體涉及一種電氣化鐵路專用不間斷電源系統。外接電源在接入充電器、旁路系統、交流或直流升壓系統前還設有輸入濾波器，所述輸入濾波器的電路包括電感、電容、電阻，所述電感串聯在火線L回路里，電容和電阻串聯后并接于電感的輸出端和零線N之間。在不間斷電源內加裝濾波器，主要是濾掉3、5、7、9次諧波及峰值電壓。降低諧波對電力設備、電力用戶和通信線路等的有害影響，保護不間斷電源安全運行及電池的使用壽命。
【IPC分類】H02J7/00, H02J3/01
【公開號】CN204967386
【申請號】CN201520761788
【發明人】邸龍, 韓冬竹, 王飛, 張玉彬, 田堂東
【申請人】河北卓智電子技術有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月29日