高速动车组电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能,通过变压、变相或换流(将工频交流变换为低频交流或直流电压)后,向电力机车负载提供所需电流制式的电能,并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。牵引供电系统的性能直接影响列车牵引功率的发挥和牵引传动控制系统的性能。
电力牵引供电系统主要由牵引变电所、牵引网、分区所、开闭所等部分组成。
电力系统向牵引供电系统示意图
牵引变电所内设备主要包括牵引变压器、断路器、电动及手动隔离开关、避雷器、电压及电流传感器、二次保护系统、交直流电源系统等。
日前,国内电量传感器制造商航智精密发布了AIT系列传感器,用于铁路牵引领域的高精度电流测量,在测量直流、交流和脉冲电流上设立的新的标准。
航智精密AIT直流传感器系列包含三个型号:AIT1000-SG,2000-SG和4000-SG,对应的额定电流测量值为1000,2000和4000A。航智精密为铁路-牵引工业单元设计的AIT系列测量精度可达到0.5R级,而prEN50463标准要求车载能源监测精度达到1R级即可。AIT系列特点为线性误差低于0.05%,失调电流小于+/-20A。
铁路-机车行业要求前所未有的精度一方面是为了保持最佳的牵引马达的控制,但最主要的还是出于财政的目的进行能量的计量以记录能源的利用,例如记录火车在跨区域时的用电成本。此行业遵从暂定的标准prEN50463.
精确的能量计量依靠高精度的电流和电压测量。航智精密可提供全套的符合prEN50463标准的电流传感器产品。
航智精密的测量专家认为霍尔效应原理测量技术不能提供所需的精度,因此我们采用多点零磁通技术代替,不仅有很高的精度,达到了很好的线性度、低温度漂移,且消除了插入损耗。AIT系列传感器对穿孔内原边导体的位置不敏感,提供的绝缘测试电压高达14kVRMS/50Hz/1min,有很强的瞬时过流能力(100kAfor100msec)和抗外部干扰能力(例如典型铁路环境中的磁场)。
在+/-24V直流供电情况下,电流消耗范围从小于80mA到+/-340mA(满量程)。AIT4000-SG的频带宽度为82kHz(3dB),传感器穿孔孔径允许插入的最大导体直径为102mm(AIT4000-SG),63mm(AIT2000-SG)。测试线圈可使AIT传感器在原边无电流的情况下方便判断传感器的状态。