[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路同相供電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010183496.2
• 申請(qǐng)日: 2010-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN101856979A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建興;陳天錦;張東江;魏眾;陳世峰;米高祥;曹智慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許繼集團(tuán)有限公司;許繼電源有限公司
• 主分類號(hào): B60M3/00
• 分類號(hào): B60M3/00;H02M5/42
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩;馬儀成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣化鐵路的同相供電領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電氣化鐵路的電能是由電力牽引供電系統(tǒng)提供的。電力牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)。牽引變電所將高壓電降壓為27.5kV或55kV后，通過(guò)牽引網(wǎng)向電力機(jī)車供電。采用同相供電的方式，可以避免換相供電造成的電分相環(huán)節(jié)，降低故障率，進(jìn)一步提高電力機(jī)車速度。

由于電力機(jī)車是大功率單相整流牽引負(fù)荷，運(yùn)行中產(chǎn)生的負(fù)序電流、諧波，以及沖擊性負(fù)荷引起的系統(tǒng)電壓波動(dòng)和低功率因數(shù)，都給電網(wǎng)和電氣化鐵路本身造成不利影響。為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)專利ZL200920104842.6介紹了一種電氣化鐵路功率補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器采用了鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，該專利公布的技術(shù)內(nèi)容包括：一個(gè)單相多繞組變壓器的原邊接到電氣化鐵路的一供電臂，每個(gè)副邊繞組分別接一個(gè)后端具有靜止同步補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)的交直交電路，各靜止同步補(bǔ)償器的輸出端串聯(lián)起來(lái)接在一個(gè)單相單繞組變壓器的副邊繞組上，該單相變壓器的原邊接另一供電臂。

采用上述補(bǔ)償器的問(wèn)題在于：

1、?采用鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償?shù)姆绞剑绻粋€(gè)靜止同步環(huán)節(jié)（上述交直交電路）出現(xiàn)問(wèn)題，就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能工作；

2、?整個(gè)系統(tǒng)兩側(cè)的能量交換都是通過(guò)單個(gè)變壓器進(jìn)行，需采用大功率變壓器，大功率變壓器帶來(lái)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、維護(hù)、絕緣等一系列問(wèn)題；

3、?系統(tǒng)的擴(kuò)展性差，對(duì)于不同的電壓和功率，必須重新設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決同相供電中，采用鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償方式帶來(lái)的系統(tǒng)穩(wěn)定性、擴(kuò)展性差、需采用大功率變壓器而增加設(shè)計(jì)維護(hù)難度的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電氣化鐵路同相供電裝置，該裝置包括至少一個(gè)同相供電單元，每個(gè)同相供電單元均并接在輸入供電臂和輸出供電臂之間；同相供電單元包括：完全相同的輸入變壓器和輸出變壓器，原邊分別接在輸入供電臂和輸出供電臂上，副邊有兩個(gè)以上繞組；兩變壓器每對(duì)副邊繞組之間均接有一個(gè)背靠背交直交電路，該電路的整流側(cè)接輸入變壓器對(duì)應(yīng)的副邊繞組，逆變側(cè)接輸出變壓器對(duì)應(yīng)的副邊繞組；一個(gè)同相供電單元的各背靠背交直交電路的直流側(cè)公用一個(gè)支撐電容；各同相供電單元的支撐電容通過(guò)其兩端的隔離刀閘并聯(lián)。

由于采用了同相供電單元模塊化的設(shè)計(jì)，單個(gè)同相供電單元的故障不會(huì)影響整個(gè)裝置的運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并且對(duì)于不同的電壓和功率的場(chǎng)合，只需增加或減少所述同相供電單元的模塊，增加了裝置的擴(kuò)展性；每個(gè)同相供電單元都有自己的輸入輸出變壓器，采用了多個(gè)小功率變壓器替代單個(gè)大功率變壓器，降低了對(duì)變壓器設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)難度和絕緣要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是同相供電單元電路圖；

圖3是單組變流器電路拓?fù)洌?/p>

圖5是實(shí)施例1的電路拓?fù)洌?/p>

圖4是實(shí)施例2的電路拓?fù)洹?/p>

具體實(shí)施方式

如圖1，每個(gè)同相供電單元1均接在輸入供電臂M和輸出供電臂N之間。如圖2，同相供電單元1包括：完全相同的輸入變壓器2和輸出變壓器5，原邊分別接在輸入供電臂M和輸出供電臂N上，副邊有兩個(gè)以上繞組；兩變壓器每對(duì)副邊繞組之間均接有一個(gè)背靠背交直交電路，整流側(cè)接輸入變壓器2對(duì)應(yīng)的副邊繞組，逆變側(cè)接輸出變壓器5對(duì)應(yīng)的副邊繞組，整流變流器3、支撐電容C和逆變變流器4順序連接，一個(gè)同相供電單元1的所有背靠背交直交電路共用一個(gè)支撐電容C，該支撐電容C與整流變流器3的輸出端、逆變變流器4的輸入端并聯(lián)。如圖3，整流變流器3和逆變變流器4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，包括至少兩個(gè)并聯(lián)的H橋電路6，串接在其交流側(cè)的限流電抗（L1-L6），直流側(cè)串聯(lián)電抗（L7，L8）。

實(shí)施例1

實(shí)施例1的主電路如圖5所示，假設(shè)同相供電裝置的額定電壓為27.5kV，額定容量為10MVA。電氣化鐵路同相供電裝置主電路由四個(gè)同相供電單元組成。其中每個(gè)同相供電單元由兩臺(tái)27.5kV雙繞組隔離變壓器（2，5）、支撐電容C、兩組整流變流器3和兩組逆變變流器4構(gòu)成；單個(gè)同相供電單元如上所述。整套裝置共有八臺(tái)27.5kV雙繞組隔離變壓器、八組整流變流器3、四個(gè)支撐電容器C、八組逆變變流器4。