[發明專利]高速客運專線動車組全程不設過分相的供電系統

有效

• 申請號: 201410239724.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104015632A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 宋玉泉;管曉芳;程秀明
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域

電氣化高速客運專線供電系統是保證列車安全、穩定、高效運營的動力源。擔負著由高壓供電網安全取電，向列車提供穩定、持續、可靠的供電任務，是電氣化高速鐵路的重要基礎設施之一。本發明涉及一種高速列車的牽引弓網供電系統，特別適用于CRH1型及CRH5型動車組不設過分相的弓網供電系統，也不在三相高壓供電網引起負序電流的工程技術領域。

背景技術

電氣化鐵路是以電能作為列車的牽引動力供電和列車輔助供電的電力源，是專門供給高速鐵路動車組輸送電能的供電系統。本申請的發明人已針對CRH2型和CRH3型動車組提出了一個專利申請。高速鐵路供電系統由兩大部分組成，即外部和內部供電系統。

外部供電系統：外部供電系統首先是將發電廠輸出的三相電升壓或將公用三相高壓電降壓到110KV(高速電氣鐵路為220KV)，然后輸至鐵路專用三相高壓電網。一條電氣化鐵路沿線設有多個牽引變電所，相鄰變電所間的距離約為40～50km，牽引變電所的核心設備為牽引變壓器，牽引變壓器將110KV或220KV的三相高壓電變換為27.5KV(額定電壓25KV)的兩路單相工頻交流電，分別給鐵路上下行牽引供電網輸電，如圖6所示。由于單相供電系統結構簡單、建設成本低、運行和維護方便，所以鐵路系統希望電氣化列車采用單相工頻交流供電。而電力系統的供電部門則希望鐵路系統從電網三相平衡對稱取電，以避免電網中三相不平衡，引起大量負序電流。負序電流會在電網中引起電壓諧波、閃變、非線性等，這便嚴重影響電網的電能質量、降低功率因素，致使電網的能量線損增加，變壓器效率降低、電動機產生附加震動，發電機出力不足，電機局部發熱等。嚴重時以致影響保護的正常進行，甚至對電力系統引起巨大危害。為了減小牽引負荷對三相電網產生負序影響，電氣化鐵路的牽引變電所普遍采用換相輪換接入電力系統中不同相的供電方式，這些方式為：單相牽引變電所的換相聯接，V，v牽引變電所的換相聯接，YN，d₁₁牽引變電所的換相聯接。兩個相鄰變電所的電壓為牽引供電網電壓，電壓相位差60°。為了避免電網中的負序電流，電氣化鐵路采用相序輪換、分段分相供電的方案，在鐵路沿線每20～25km作為一個供電區段，各個區段依次分別由電網中的不同相供電，就形成了電氣化線路牽引供電系統的過分相結構。過分相結構為主斷路器或分相絕緣器：

1)過分相時需配置主斷路器，斷開主斷路器開關，只靠慣性通過中性段，如圖7所示。由于主斷路器的頻繁開閉，影響其使用壽命，增加了投資和運行費用，又影響列車的運行速度。而且切換頻繁會造成過電壓，影響列車的電器設備，在切換過程中，還可能出現鐵磁諧振現象，影響自動過分相的可靠性。

2)過分相時需配置分相絕緣器，分相絕緣器一般由三塊相同的玻璃鋼絕緣件組成，每塊玻璃鋼絕緣件長1.8m，寬25mm，高60mm，其底面制成斜槽，以增加表面泄漏距離。三塊絕緣件之間的區域是不帶電的，稱為中性區域，中性區域的長度是以列車升雙弓時不致短接不同相位為限，列車通過中性區域時必須不帶電滑過，所以中性區域不能設置太長，以便越區供電，如圖8所示。