[發明專利]功率調節器與靜止無功補償器聯合負序電流補償系統

有效

• 申請號: 200910043551.5
• 申請日: 2009-05-31
• 公開（公告）號: CN101567565A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 羅安;王文;吳傳平;馬伏軍;徐先勇;楊曉;趙偉;王剛
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及一種電氣化高速鐵路負序電流補償系統，特別涉及一種適 用于電氣化高速鐵路的功率調節器與靜止無功補償器聯合負序電流補 償系統。

背景技術

我國電氣化鐵路牽引變電站大多采用專用的牽引變壓器將三相電力系 統的電能傳輸給兩個各自帶負荷的單相牽引線路，由于機車自身的調 節功能，牽引變電所兩個供電臂的牽引負荷是相互獨立、隨機波動的 ，因為牽引負荷具有這種不對稱性，所以牽引變壓器高低壓兩側的三 相電流不平衡，并在系統側母線上產生負序電流。牽引系統中的負序 電流會在公共連接點處產生負序電壓，并且通過公共連接點流向其他 負荷。牽引系統中的負序電流會對發電機、異步電動機、反映負序分 量的繼電保護裝置、電力系統主元件如變壓器和輸電線以及通信系統 等產生嚴重的影響和干擾。

為抑制電氣化鐵路中的負序電流，當前普遍采用的措施是在牽引變電 所實行換相連接，各個區段輪換接入電力系統的不同相。此方法簡單 ,不需另外增加設備,成本低,易維護，但由于必須在電網中使用電分相 ,影響了機車的提速,降低了電網的可靠性。鐵路功率調節器(RPC)是近 幾年出現的一種補償裝置，它通過共用直流側電容的雙H橋逆變器將輕 載一側的能量轉移到重載側，以實現兩供電臂有功功率的平衡，從而 達到抑制三相側負序電流的目的。當一側供電臂有機車負載，而另一 側空載時，為達到兩供電臂有功功率平衡，必須使RPC的容量為機車負 載功率的一半，以功率為8MVA的電力機車為例，此 時RPC的容量最低為4MVA，大容量使RPC的造價偏高，且設計制造難度 加大；同時由于V/V牽引變壓器的固有特性決定了在兩供電臂功率平衡 且功率因數均為1時，三相側負序電流與正序電流幅值之比仍有50%， 單純采用RPC結構在負序電流抑制上遇到瓶頸。

發明內容

為了解決電氣化高速鐵路系統中鐵路功率控制器負序電流補償存在的 上述技術問題，本發明提供一種功率調節器與靜止無功補償器聯合負 序電流補償系統。本發明在滿足鐵道系統對三相電流不平衡度的要求 的情況之下最大限度地降低RPC的容量。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：包括鐵路功率調節器、靜止 無功補償器、兩個單相三繞組降壓變壓器,單相三繞組降壓變壓器由一 個輸入繞組、兩個輸出繞組組成，兩個單相三繞組降壓變壓器的輸入 繞組與牽引變壓器二次側的兩供電臂相接，鐵路功率調節器分別與單 相三繞組降壓變壓器的一個輸出繞組相接，靜止無功補償器由兩組并 聯連接的晶閘管投切電容器和一組晶閘管控制電抗器組成，其中晶閘 管投切電容器接于電壓相位相對超前供電臂下的單相三繞組降壓變壓 器的另一個輸出繞組，晶閘管控制電抗器接于電壓相位相對滯后的供 電臂下的單相三繞組降壓變壓器的另一個輸出繞組。

一種功率調節器與靜止無功補償器聯合負序電流補償系統，包括鐵路 功率調節器和靜止無功補償器,?鐵路功率調節器通過兩個單相降壓變 壓器安裝在牽引變壓器二次側的兩供電臂之間，靜止無功補償器由兩 組并聯連接的晶閘管投切電容器和一組晶閘管控制電抗器組成，分別 通過單相降壓變壓器并聯接入兩牽引供電臂，其中晶閘管投切電容器 接于電壓相位相對超前供電臂 下的單相降壓變壓器，晶閘管控制電抗器接于電壓相位相對滯后的供 電臂下的單相降壓變壓器。

本發明的技術效果在于：

（1）改善對牽引變壓器原邊三相電流負序分量的補償效果。通過引入 靜止無功補償器，適當改變兩牽引供電臂中電流相位與幅值的大小， 間接調節牽引變壓器三相側電流，降低其所含負序分量，從而達到改 善三相電流不平衡度的目的。

（2）降低鐵路功率調節器的容量。由于靜止無功補償器對兩牽引供電 臂中電流相位與幅值的調節作用，達到同樣的不平衡度所需要的鐵路 功率調節器容量比單純使用鐵路功率調節器時要小，因此可以減小鐵 路功率調節器裝置的容量，降低設備成本。

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構圖。

圖2為本發明實施例2的結構圖。

圖3是本發明的補償原理圖。

圖4是本發明與單獨使用鐵路功率調節器的三相電流不平衡度與RPC容 量的關系曲線。

具體實施方式