[發(fā)明專利]電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610422705.1
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107516890A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳毛繼;江友華;翁俊;陳光明;朱海旭;施婷;嚴(yán)行燚;彭小青
• 申請（專利權(quán)）人: 上海麥巨電力電子有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/18;H02J3/01;H02J3/26;B60M3/00
• 代理公司: 上海宏京知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31297
• 代理人: 鄧文武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，特別來說涉及一種電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

電氣化鐵路牽引供電網(wǎng)的供電可靠和安全性是電力機車安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行的重要保障。電力機車作為一種特殊的電力負(fù)荷，其釆用單相供方式,在未采取補償措施時不可避免地向上級電力系統(tǒng)注入負(fù)序電流;由于電力機車負(fù)荷為整流驅(qū)動和具有隨機性,同時帶來了無功、諧波、電壓波動等電能質(zhì)量問題嚴(yán)重惡化了牽引供電網(wǎng)及其上級電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。目前，國內(nèi)外提出的電氣化鐵路負(fù)序、諧波和無功綜合補償方法可以分為主動治理和被動治理兩類。主動治理方法主要有:(1)規(guī)劃時增大牽引網(wǎng)容量,提高牽引網(wǎng)電能質(zhì)量問題容忍能力; (2)牽引變電所進(jìn)線換相接入,可明顯降低因牽引網(wǎng)單相供電產(chǎn)生的負(fù)序;(3)采用平衡牽引變壓器降低負(fù)序;(4)釆用交直交型電力機車,可有效降低機車諧波含量,且功率因數(shù)接近1,但不能解決負(fù)序問題。被動治理方法主要有:(1)無源補償器。主要采用靜止無功補償器(SVC); (2)有源補償器。主要采用有單相接入的有源電力濾波器(APF)、三相接入的靜止同步補償器(STATCOM)、兩相接入的鐵路功率調(diào)節(jié)器(RPC)及各種變型結(jié)構(gòu)。但是這些方式或技術(shù)都只能改善電能質(zhì)量的某個方面，無法全方位有效解決電氣化鐵路中嚴(yán)重存在的負(fù)序問題。因此，基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種兼具有功電流轉(zhuǎn)移、無功補償、諧波濾除、減少負(fù)序和不平衡的 電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括主電路和控制電路，所述主電路包括第一PWM變換器，第二PWM變換器，降壓變壓器和V/V牽引變壓器；所述V/V牽引變壓器的輸入端連接三相電網(wǎng)線路，輸出端左橋臂經(jīng)降壓變壓器連接第一PWM變化器、右橋臂經(jīng)降壓變壓器連接第二PWM變換器，第一PWM變換器與第二PWM變化器之間通過一個共用的直流電容Cd連接在一起；所述控制電路采用DSP控制電路，包括AD采樣檢測電路、PWM脈沖發(fā)生電路、觸發(fā)電路及相應(yīng)的保護(hù)和顯示電路。

通過采用這種技術(shù)方案：以第一PWM變換器對牽引變左橋臂進(jìn)行流入和流出控制；以第二PWM變換器對牽引變右橋臂進(jìn)行流入和流出控制；降壓變壓器主要起到降壓和隔離作用；VV變壓器對三相電網(wǎng)線路的220KV電壓進(jìn)行降壓并供電給機車；設(shè)置于第一PWM變換器與第二PWM變換器之間的電容Cd起儲能和平波作用，并連接第一PWM變換器與第二PWM變換器，使其相互之間實現(xiàn)解耦而互不影響。AD采樣檢測電路用于對電網(wǎng)電流的有功、無功、諧波和電網(wǎng)電壓相位檢測，實現(xiàn)控制平衡以及能量流動方向；保護(hù)電路裝置用于對過壓、欠壓、過流等信號進(jìn)行檢測，保護(hù)電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的功率器件；顯示電路用于顯示和參數(shù)設(shè)定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有有功電流轉(zhuǎn)移、無功補償、穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓和濾波諧波的功能，能有效減少牽引系統(tǒng)供電電流的負(fù)序及不平衡、諧波，從而提高牽引系統(tǒng)供電電能質(zhì)量，市場前景巨大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為系統(tǒng)負(fù)序補償矢量原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1-2所示：

一種電氣化鐵路電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括主電路和控制電路，所述主電路包括第一PWM變換器，第二PWM變換器，降壓變壓器和V/V牽引變壓器；所述V/V牽引變壓器的輸入端連接三相電網(wǎng)線路，輸出端左橋臂經(jīng)降壓變壓器連接第一PWM變化器、右橋臂經(jīng)降壓變壓器連接第二PWM變換器，第一PWM變換器與第二PWM變化器之間通過一個共用的直流電容Cd連接在一起。