[發明專利]全程無負序間歇無供電網的電氣化鐵路電網系統

有效

• 申請號: 201410409606.0
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104210385A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 宋玉泉;管曉芳
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60M1/12
• 分類號: B60M1/12;B60L5/18;B60L9/00;B60M1/00
• 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

技術領域

牽引供電系統是保證高速列車安全、穩定、高效運行的動力源，擔負著向高速動車組穩定、持續、可靠的供電，是電氣化鐵路的重要基礎設施之一。本發明涉及電氣化鐵路全程無負序且間歇無接觸網的供電系統，特別適用于高速鐵路全程無負序、間歇不設接觸供電網的支撐供電系統，是電氣化鐵路電網節材、安全、可靠性好的重要創新。

背景技術

電氣化鐵路是以電能作為列車的動力源，專門供給動車組外部供電和內部供電系統。

現有電氣化高速鐵路的外部供電系統主要由牽引變電所組成，在一條電氣化鐵路的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，牽引變壓器是將發電廠發出的三相電升壓或將公用三相高壓電降壓為110KV(高速電氣鐵路為220KV)，再變換為27.5KV(額定電壓25KV)單相工頻交流電，分別為鐵路上下行兩路單相接觸網供電。由于單相供電系統，結構簡單、建設成本低、運用和維護方便，所以鐵路系統希望電氣化列車采用單相工頻交流供電，如圖6所示。供電部門的電力系統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負序電流。由于每個供電區段的相位不同，段與段之間為中性段，因此電氣化鐵路就需采用相序輪換、分段分相的供電方案，在鐵路沿線每20－25km作為一個供電區段，每個區段依次分別由電網的不同相供電，這種分相供電、輪流換相的方式形成了電氣化鐵路牽引供電系統的電力過分相結構。由于分相的三相電網的不平衡引起大量負序電流，負序電流會在電網中形成電壓諧波、閃變、非線性等，嚴重影響電網的電能質量、降低功率因素，致使電網的線路損耗增加，變壓器效率降低、電動機產生附加振動、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。為了避免電網的負序電流，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的不同相供電，就形成了電氣化線路牽引供電系統的中性過分相結構。過分相結構為主斷路器或分相絕緣器。

1)過分相時需設置主斷路器，斷開主斷路器開關Ks，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Ms，分相絕緣器Ms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。