[發(fā)明專利]一種軌道交通牽引供電系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710984413.1
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN109698496A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳廣贊;易韻嵐;徐浩;陳雪;張玉平;尹維恒;李宏江;劉鋼;周立明;彭秋波
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02H7/26;B60M3/02;B60M3/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種軌道交通牽引供電系統(tǒng)，包括雙饋變壓器和雙向變流器，雙饋變壓器的輸入端用于與牽引變電所相連，輸出端與所述雙向變流器的輸入端相連，雙向變流器的輸出端用于與直流母線相連。本發(fā)明還相應公開了一種控制方法，在列車處于牽引啟動時，檢測到直流母線電壓高于預設(shè)門檻值Urthr時，啟動整流工作，將交流母線的交流電變換為直流電；在列車處于制動狀態(tài)時，雙向變流器逆變運行，將直流母線電壓變換為與交流母線同相位電壓以回饋至交流母線上，并穩(wěn)定直流母線電壓在控制值Ucon上，其中控制值Ucon>確定值Uinv。本發(fā)明的軌道交通牽引供電系統(tǒng)及控制方法均具有穩(wěn)定直流母線電壓、整流、短路保護以及電能回饋等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特指一種軌道交通牽引供電系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

目前在城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中，為列車牽引提供的牽引電能是由不可控二極管組成的整流器完成，其能量只能單向傳輸，輸出特性不可控，導致目前的直流牽引電網(wǎng)電壓隨著負載的增加而降低較大，直流牽引網(wǎng)電壓波動較大，影響列車的牽引系統(tǒng)工作；而將列車制動時產(chǎn)生的再生制動能量，只能通過單獨的能量回饋裝置回收，而回收裝置僅具備單一的逆變回饋功能。在目前的解決方案中，有在既有整流機組上并聯(lián)雙向變流器、變壓器及開關(guān)柜等形成一套雙向變流機組，在整流時，通過二極管整流機組和雙向變流機組同時向列車供電，在列車制動時，多余的制動能量通過雙向變流機組直接反饋回中壓環(huán)網(wǎng)；在實施過程中，由于需雙向變流機組與既有的整流機組共同工作，并同時滿足二極管整流機組的輸出特性，增加了控制難度，而且沒有解決直流牽引網(wǎng)網(wǎng)壓波動問題；專利《雙向變流器短路電流整流器件保護裝置》，申請?zhí)?01611116262.X，公開了一種雙向變流器的短路電流整流器件保護裝置。該方案在變流模塊的IGBT器件中并聯(lián)了一組整流器件，構(gòu)成兩組整流橋臂，使得短路時的短路電流從整流器件流過，從而保護IGBT不受損傷。此方案需要改變原變流模塊，在模塊內(nèi)部加裝整流器件，對模塊的可靠性會產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種穩(wěn)定直流牽引網(wǎng)電壓的軌道交通牽引供電系統(tǒng)及控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種軌道交通牽引供電系統(tǒng)，包括雙饋變壓器和雙向變流器，所述雙饋變壓器的輸入端用于與牽引變電所內(nèi)交流母線相連，輸出端與所述雙向變流器的交流輸入端相連，所述雙向變流器的直流輸出端用于與直流母線相連。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述雙向變流器上并聯(lián)有開關(guān)組件，用于在雙向變流器檢測到直流過流并關(guān)斷時閉合，以使短路電流通過而觸發(fā)直流饋線柜中的高速斷路器和繼電保護裝置啟動短路保護。

所述開關(guān)組件為二極管三相整流橋。

所述開關(guān)組件為晶閘管或IGCT器件構(gòu)成的三相整流橋。

所述雙向變流器串聯(lián)交流電抗器后再與所述開關(guān)組件并聯(lián)。

所述牽引整流變壓器與牽引變電所之間依次串聯(lián)有斷路器和接地隔離開關(guān)。

所述雙向變流器與直流母線之間串聯(lián)有正極隔離開關(guān)和負極隔離開關(guān)。

本發(fā)明還公開了一種基于如上所述的軌道交通牽引供電系統(tǒng)的控制方法，在列車處于牽引啟動時，檢測到直流母線電壓高于預設(shè)門檻值Urthr時，雙向變流器啟動整流工作，將交流母線上的交流電變換為直流電，并使直流母線的電壓穩(wěn)定在確定值Uinv上；在列車處于制動狀態(tài)時，雙向變流器逆變運行，將直流母線電壓變換為與交流母線同相位電壓以回饋至交流母線上，并穩(wěn)定直流母線電壓在控制值Ucon上，其中控制值Ucon>確定值Uinv。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述確定值Uinv大于直流母線額定電壓。