(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211174789.3 (22)申请日 2022.09.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115276106 A (43)申请公布日 2022.11.01 (73)专利权人 徐州和纬信电科技有限公司 地址 221000 江苏省徐州市高新 技术产业 开发区珠江路北银山路东(银山路3 号) (72)发明人 王浩先　张洋　牛冲冲　胡海涛　 姚红岩　 (74)专利代理 机构 武汉世跃专利代理事务所 (普通合伙) 42273 专利代理师 万仲达(51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 13/00(2006.01) H02M 3/158(2006.01) H02M 1/092(2006.01) H02M 7/72(2006.01) 审查员 杨梦娇 (54)发明名称 一种城市轨道交通供电监测装置 (57)摘要 本发明公开了一种城市轨道交通供电监测 装置， 涉及轨道交通供电控制技术领域， 包括动 力照明供电模块， 用于进行降压和供电保护处 理； 电计量监测模块， 用于检测输出电能的电压 信息和电流信息并进行电量统计； 信号调理模 块， 用于检测实时电压电流变化； 智能供电模块， 用于通过新能源 供电并对电能进行处理、 存储和 释放； 智能控制模块， 用于控制模块工作。 本发明 城市轨道交通供电监测装置通过智能控制模块 控制动力照明供电模块的电源变换和保护功能， 由智能供电模块为动力照明供电模块提供新能 源， 降低对城市轨道交通的电能需求， 通过智能 升压‑降压实现对所述储能单元的充放电控制， 并以电计量监测模块的检测为依据控制智能供 电模块的工作。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115276106 B 2022.12.23 CN 115276106 B 1.一种城市轨道交通供电监测装置， 其特 征在于： 该城市轨道 交通供电监测装置包括： 动力照明供电模块， 电计量监测模块， 信号调理模 块， 智能供电模块， 智能控制模块； 所述动力照明供电模块， 用于对发电厂输入的电压进行 降压变电处理并输出所需电能， 用于进 行供电保护， 用于控制电源的输出； 所述电计量监测 模块， 与所述动力照明供电模块连接， 用于通过检测装置检测所述动力照明供电模块输出 电能的电压信息和电流信息并通过计量装置进行电计量统计； 所述信号调理模块， 与电计 量监测模块连接， 用于将 检测的电压信息和电流信息进行整流降压采样处理并分别输出电 压信号和电流信号； 所述智能供电模块， 与所述动力照明供电模块连接， 用于通过风能发电 机进行风能发电并为动力照明供电模块供电， 用于存储列车 的再生制动能量， 用于通过双 向逆变电路实现直流转交流变换和交流转直流变换， 用于通过互锁驱动电路驱动升压 ‑降 压电路的工作实现对电源的充放电控制， 用于存储电能和释放电能； 所述智能控制模块， 与 所述智能供电模块、 信号调理模块和电计量监测模块连接， 用于接 收各个模块输出 的信息 并输出控制 信息和数据信息， 用于控制各个模块的工作； 所述动力照明供电模块包括 110KV 交流源、 第一隔离开关、 能馈变压器、 能馈低压柜、 第二隔离开关、 熔断器、 电压互感器、 小 型 变压器、 避雷器、 第一断路开关、 第一控制开关、 电流互感器、 交流母线和交流变换单元； 所 述交流变换单元， 用于将输入的电能进 行降压变换， 用于进 行供电保护并控制电源的输出； 所述110KV交流源的输出端通过第一隔离开关连接能馈变压器的输入端， 能馈变压器的第 一输出端和第二输出端分别连接能馈低压柜的第一输入端和 第二输入端， 能馈低压柜的第 一输出端连接第二隔离开关的一端和小型变压器的输入端并通过熔断器连接电压互感器 的输入端， 能馈低压柜的第二输出端连接交流变换单元， 第二隔离开关的另一端通过避雷 器连接地端、 小型变压器的接地端和交流母线的B端， 小型变压器的输出端依次通过第一断 路开关、 第一控制开关和电流互感器与交流母线的A端连接； 所述智能供电模块包括新能源 发电单元、 双向逆变单元、 DC ‑DC控制单元、 储 能单元； 所述新能源发电单元， 用于通过风能 发电机进 行风能发电， 用于存储列车的再生制动能量； 所述双向逆变单元， 用于通过双向逆 变电路实现直流转交流变换和交流转直流变换； 所述D C‑DC控制单元， 用于通过 互锁驱动电 路驱动升压 ‑降压电路的工作实现对所述储能单元的充放电控制； 所述储能单元， 用于存储 电能和释放电能； 所述新能源发电单元的一端连接所述交流母线的A端， 新能源发电模块的 另一端连接双向逆变单元的第一端， 双向逆变单元的第二端连接交流母线的A端， 双向逆变 单元的第三端和第四端分别连接DC ‑DC控制单元的第一端和第二端， D C‑DC控制单元的第四 端和第三端分别连接储能单元和智能控制模块； 所述D C‑DC控制单元包括第一功 率管、 第二 功率管、 第一电感、 第一电容、 第一驱动器和 第二驱动器； 所述储能单元包括储能电源； 所述 第一功率管的集电极连接所述双向逆变单元第三端， 第一功 率管的发射极连接第一驱动器 的第二输出端和第二功率管的集电极并通过第一电感连接第一电容的一端和储能电源的 第一端， 第二功 率管的发射极连接第二驱动器的第二输出端、 第一电容的另一端、 储能电源 的第二端和双向逆变单元的第四端， 第一功 率管的栅极和 第二功率管的栅极分别连接第一 驱动器的第一输出端和第二 驱动器的第一输出端； 所述DC ‑DC控制单元还包括第一开关管、 第二开关管、 第三开关管、 第四开关管、 第四电阻、 第五电阻、 第六电阻、 第七电阻； 所述智能 控制模块包括逻辑控制器； 所述第一开关管的集电极连接所述第一驱动器的第一输入端并 通过第三电阻连接第二电阻的一端和逻辑控制器的第四脉冲端， 逻辑控制器的第三脉冲端权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115276106 B 2通过第一电阻连接第二电阻的另一端、 第三开关管的集电极和所述第二驱动器的第一输入 端， 逻辑控制器的第一脉冲端连接第六电阻的一端并通过第四电阻连接第一开关管的基 极， 第六电阻的另一端连接第三开关管 的基极， 逻辑控制器的第二脉冲端连接第七电阻的 一端并通过第 五电阻连接第二开关管 的基极， 第七电阻的另一端连接第四开关管 的基极， 第一开关管 的发射极、 第二开关管 的发射极、 第三开关管 的发射极和第四开关管 的发射极 均接地。 2.根据权利要求1所述的一种 城市轨道 交通供电监测装置， 其特征在于， 所述城市轨道 交通供电监测装置还包括通信模块； 所述通信模块， 用于接 收所述智能控制模块输出 的控 制信息和数据信息并与监控终端建立数据通信， 用于无线传输数据信息 。 3.根据权利要求1所述的一种 城市轨道 交通供电监测装置， 其特征在于， 所述电计量监 测模块包括第八电阻、 第九电阻、 第十电阻、 第十一电阻、 第十二电阻、 第二电容、 第三电容 和电计量器； 所述第八电阻的一端和 第九电阻的第一端均连接所述电压互感器的第一输出 端， 第八电阻的另一端和第十电阻的第一端均连接所述电压互感器的第二输出端， 第九电 阻的第二端连接第十一电阻的一端和电计量器的第十三端并通过第二电容接地， 第十电阻 的第二端连接电计量器的第十四端和 第十二电阻的一端并通过第三电容接地， 第十二电阻 的另一端和第十一电阻的另一端均连接电计量器的第十一端， 电计量器的第三十六端、 第 三十七端、 第三十 八端和第三十五端分别连接所述逻辑控制器的第一IO端、 第二IO端、 第三 IO端和第四IO端。 4.根据权利要求3所述的一种 城市轨道 交通供电监测装置， 其特征在于， 所述电计量监 测模块还 包括第十四电阻、 第十三电阻、 第十五电阻、 第十六电阻、 第四电容、 第五电容； 所述第十四电阻的一端和第十三电阻的一端均 连接所述电流互感器的第 一输出端， 第 十四电阻的另一端连接所述电计量器的第三端并通过第五电容接地， 第十五电阻的第一端 和第十六电阻的一端均连接电流互感器的第二输出端， 第十五电阻的第二端连接电计量器 的第四端并通过第四电容接地， 第十六电阻的另一端和第十三电阻的另一端均连接电计量 器的第十一端。 5.根据权利要求4所述的一种 城市轨道 交通供电监测装置， 其特征在于， 所述信号调理 模块包括整流器、 第十 八电阻、 第十九电阻、 第六电容、 第十七电阻、 第七电容、 第一二极管、 第一电源、 信号调理单元； 所述信号调理单元， 用于将所述电计量监测模块检测的电流信息 进行整流降压和采样处理并输出电流信号； 所述整流器的输入端连接所述第九电阻的第二 端， 整流器的输出端连接第十 八电阻的一端和 第十七电阻的一端并通过第六电容连接第十 九电阻的一端和地端， 第十九电阻的另一端连接第十八电阻的另一端， 第十七电阻的另一 端连接第一二极管的阳极和逻辑控制器的第五IO端并通过第七电容连接地端， 第一二极管 的阴极连接第一电源。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115276106 B 3