[發明專利]一種基于SCOTT接線的電氣化鐵路同相供電系統

在審

• 申請號: 201811404450.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109687483A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 吳波;張偉鵬;李群湛;高松;黃瑜;王永建;王超
• 申請（專利權）人: 成都尚華電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于SCOTT接線的電氣化鐵路同相供電系統，涉及交流電氣化鐵路供電技術領域。該同相供電系統包括三相高壓母線、SCOTT平衡變壓器、補償變壓器和三相補償裝置、協調控制單元；其中，所述SCOTT平衡變壓器的原邊與所述三相高壓母線的A相、B相、C相連接，SCOTT平衡變壓器的次邊分別與所述補償變壓器和所述三相補償裝置連接；所述補償變壓器與所述三相補償裝置連接，所述協調控制單元與所述三相補償裝置的次邊連接。因此，本發明不僅能實現鐵路全線同相供電且取消電分相，還有效地實現電氣化鐵路同相供電的技術經濟最優化，同時，能夠解決電氣化鐵路電力機車負荷造成的以三相系統負序為主的電能質量問題。

技術領域

本發明涉及交流電氣化鐵路供電領域，尤其涉及一種基于SCOTT接線的電氣化鐵路同相供電系統。

背景技術

我國電氣化鐵道普遍采用單相工頻交流制，為使單相的牽引負荷在三相電力系統中盡可能平衡，電氣化鐵道往往采用輪換相序、分相分區供電的方案。分相分區處的相鄰供電區間便形成分相絕緣器，稱為電分相或分相。為防止電力機車帶電通過電分相因燃弧而燒壞接觸網懸掛部件，甚至導致相間短路等事故，隨著列車速度的不斷升高，在司機無法手動進行退級、關輔助機組、斷主斷路器、靠列車慣性駛過中性段、再合主斷路器、合輔助機組、進級恢復牽引功率來完成過分相的情況下，采用了自動過分相技術，主要有地面開關自動切換過分相、車載自動過分相以及柱上自動過分相等幾種，但仍存在開關切換中列車通過電分相的暫態電氣過程，易產生較大的操作過電壓或過電流，造成牽引網與車載設備燒損等事故，影響供電可靠性和列車安全運行。因此，電分相環節是整個牽引供電系統中最薄弱的環節，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等全控性器件的大功率交-直-交型電力機車或動車組，其核心是多組四象限PWM控制和多重化控制的牽引變流器，在實際運行中諧波含量小，功率因數接近1，但交-直-交型電力機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25MW(相當普速鐵路5列車)，這些大量開行的大功率單相負荷對三相電網造成的日益嚴重的以三相電壓不平衡度(負序)為主的電能質量問題不能不受到重視。

理論和實踐表明采用同相供電技術可以在取消牽引變電所出口處電分相、消除供電瓶頸的同時，還能有效治理負序電流、達到以三相電壓不平衡度(負序)限值為主的電能質量要求，有利于促進電力與鐵路的和諧發展。

發明內容

本發明目的是提供了一種基于SCOTT接線的電氣化鐵路同相供電系統，不僅能實現鐵路全線同相供電且取消電分相，還有效地實現電氣化鐵路同相供電的技術經濟最優化，同時，能夠解決電氣化鐵路電力機車負荷造成的以三相系統負序為主的電能質量問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案具體如下：

一種基于SCOTT接線的電氣化鐵路同相供電系統，所述同相供電系統包括用于提供同相供電系統的電力系統的三相高壓母線、用于將電力系統的線電壓變送至牽引母線和補償并治理電力機車負載帶來的負序功率及三相電網不平衡的SCOTT平衡變壓器、用于補償并治理電力機車負載帶來的負序功率和三相電網不平衡的補償變壓器和三相補償裝置、用于計算牽引母線的負序功率并向所述三相補償裝置傳輸信息的協調控制單元；其中，所述SCOTT平衡變壓器的原邊與所述三相高壓母線的A相、B相、C相連接，SCOTT平衡變壓器的次邊分別與所述補償變壓器和所述三相補償裝置連接；所述補償變壓器與所述三相補償裝置連接，所述協調控制單元與所述三相補償裝置的次邊連接。

優選地，所述SCOTT平衡變壓器的次邊M座與所述補償變壓器的原邊連接，所述SCOTT平衡變壓器的次邊T座與所述三相補償裝置的W相、V相連接，所述補償變壓器的次邊與所述三相補償裝置的V相、U相連接。

優選地，所述三相補償裝置包括第一補償單元、第二補償單元、……、以及第N補償單元；所述第一補償單元、第二補償單元、……、以及第N補償單元相互并聯。