[發(fā)明專利]一種Vv接線同相供變電構(gòu)造

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310308559.6
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103419679A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鍇;李群湛;解紹鋒;賀建閩;張麗艷;李亞楠;周福林;陳民武;劉煒;李子晗
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;H02J3/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電氣化鐵路供電領(lǐng)域，尤其涉及一種Vv接線同相供變電構(gòu)造。

背景技術(shù)

電氣化鐵道普遍采用由公用電力系統(tǒng)供電的單相工頻交流制，為使單相的牽引負(fù)荷在三相電力系統(tǒng)中盡可能平衡分配，電氣化鐵道往往采用輪換相序、分相分區(qū)供電的方案。分相分區(qū)處的相鄰供電區(qū)之間用分相絕緣器分割，形成電分相，也稱分相。為防止電力機(jī)車帶電通過電分相發(fā)射因燃弧而燒壞接觸網(wǎng)懸掛部件，甚至導(dǎo)致相間短路等事故，隨著列車速度的不斷升高，在司機(jī)無法手動進(jìn)行退級、關(guān)輔助機(jī)組、斷主斷路器、靠列車慣性駛過中性段、再合主斷路器、合輔助機(jī)組、進(jìn)級恢復(fù)牽引功率來完成過分相的情況下，采用了自動過分相技術(shù)，主要有地面開關(guān)自動切換過分相、車載自動過分相以及柱上自動過分相等幾種，但仍存在開關(guān)切換中列車通過電分相的暫態(tài)電氣過程，易產(chǎn)生較大的操作過電壓或過電流，造成牽引網(wǎng)與車載設(shè)備燒損等事故，甚至導(dǎo)致自動過分相操作失敗，影響供電可靠性和列車安全運行。因此，電分相環(huán)節(jié)是整個牽引供電系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，列車過分相成為了高速鐵路乃至整個電氣化鐵路牽引供電的瓶頸。

高速和重載鐵路已廣泛采用基于IGBT、IGCT等全控型器件的大功率交直交型電力機(jī)車或動車組，其核心是多組四象限PWM控制和多重化控制的牽引變流器，諧波含量小，功率因數(shù)接近于1，但交直交型電力機(jī)車或動車組牽引功率大，如大編組運行的單車高速動車組其額定功率達(dá)25MW（相當(dāng)普速鐵路5列車），這些大量開行的大功率單相負(fù)荷對三相電網(wǎng)造成的日益嚴(yán)重的以三相電壓不平衡度（負(fù)序）為主的電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重，不能不受到重視。

理論和實踐表明采用同相供電技術(shù)可以在取消牽引變電所出口處電分相、消除供電瓶頸、增加供電能力、增強節(jié)能效果的同時，還能有效治理負(fù)序電流、達(dá)到以三相電壓不平衡度國標(biāo)限值為主的電能質(zhì)量要求，有利于促進(jìn)電力與鐵路的共同與和諧發(fā)展。

現(xiàn)階段實現(xiàn)同相供電的一個關(guān)鍵是牽引網(wǎng)的電壓相位，它由一定接線方式的牽引變壓器的牽引端口決定，其中，牽引變電所中各種牽引變壓器最簡捷、最經(jīng)濟(jì)的接線方式是單相牽引變壓器，并且我國高速鐵路、客運專線廣泛采用單相接線或由此發(fā)展的Vv及Vx接線，顯然，以牽引變電所的牽引變壓器接線方式中最簡捷、最經(jīng)濟(jì)的單相牽引變壓器為基礎(chǔ)，在必要時配以適量的同相（對稱）補償裝置，達(dá)到取消牽引變電所出口處電分相以消除供電瓶頸，治理負(fù)序以滿足三相電壓不平衡度（負(fù)序）限值的電能質(zhì)量要求為目標(biāo)，是實現(xiàn)牽引變電所接線方式和供電裝置容量的良好匹配的同相供電的優(yōu)先選擇。

為此，本發(fā)明人曾提出了一種單相三相組合式同相供變電裝置（中國專利申請201210583674.X）和一種單相組合式同相供變電構(gòu)造中國專利申請201310227591.1），前者適于中性點大電流接地系統(tǒng)和/或需要輸出三相自用電的場合，后者適于單相牽引變壓器原邊中點可抽出的場合，現(xiàn)提出一種Vv接線同相供變電構(gòu)造，適于不需要中性點大電流接地、不需要輸出三相自用電以及單相牽引變壓器原邊中點不可抽出的場合，特別對既有Vv及Vx接線牽引變電所改造增加了新的選擇方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種Vv接線同相供變電構(gòu)造，取消牽引變電所出口的電分相，優(yōu)化電氣化鐵路同相供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，消除電氣化鐵路單相負(fù)荷造成的三相系統(tǒng)的負(fù)序（電壓不平衡）影響，為同相供電實施提供更多地選擇方案。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種Vv接線同相供變電構(gòu)造，包括牽引變壓器TT、備用牽引變壓器TB和同相供電裝置CPD；同相供電裝置CPD由高壓匹配變壓器HMT、交直交變流器ADA和牽引匹配變壓器TMT構(gòu)成；牽引變壓器TT、備用牽引變壓器TB和同相供電裝置CPD均為單相結(jié)構(gòu)；牽引變壓器TT原邊繞組和備用牽引變壓器TB原邊繞組連接電力系統(tǒng)同一線電壓，即連接在三相中的相同的兩相之間，高壓匹配變壓器HMT原邊繞組連接電力系統(tǒng)中超前牽引變壓器TT原邊繞組的線電壓；高壓匹配變壓器HMT次邊繞組連接交直交變流器ADA入端；交直交變流器ADA出端連接牽引匹配變壓器TMT原邊，產(chǎn)生與牽引變壓器TT相同相位和頻率的電壓；牽引變壓器TT次邊繞組、備用牽引變壓器TB次邊繞組和牽引匹配變壓器TMT次邊繞組的電壓幅值和相位相同且均與牽引母線相接。當(dāng)牽引變壓器TT故障或按計劃檢修時，備用牽引變壓器TB投入運行。

本發(fā)明的工作原理是：