[實(shí)用新型]用于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)AT供電方式的負(fù)序治理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821740239.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN209159471U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧云川;魯小兵;李良威;徐劍;劉梅;陳殷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B60M3/00
• 分類號(hào): B60M3/00;H02J3/18
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國(guó)

一種用于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)AT供電方式的負(fù)序治理系統(tǒng)，以經(jīng)濟(jì)有效的解決AT供電方式負(fù)序問題，優(yōu)化牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)牽引變電所端貫通式供電。包括向左側(cè)供電臂和右側(cè)供電臂供電的牽引變電所，所述牽引變電所設(shè)置平衡牽引變壓器和交直交變流裝置，高壓進(jìn)線電源經(jīng)平衡牽引變壓器變換為電壓額定值均為27.5kV、相角相差90°的兩相電，其中一相作為AT供電方式的T相電源供接觸網(wǎng)，另一相經(jīng)過交直交變流裝置，輸出與T相相角相差180°電壓，作為AT供電方式的F相電源供正饋線；所述平衡牽引變壓器中性點(diǎn)與廣義地線相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)自耦變壓器(以下簡(jiǎn)稱AT)供電方式的負(fù)序治理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力牽引由于具有高效率、低能耗、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，在世界各國(guó)鐵路中得到廣泛應(yīng)用，我國(guó)電氣化鐵路采用單相工頻(50Hz)交流25kV供電制式。牽引網(wǎng)采用單相供電方式導(dǎo)致供電系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡，產(chǎn)生對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響；電力機(jī)車采用交流柔性供電技術(shù)，導(dǎo)致供電系統(tǒng)電流、電壓波形畸變，產(chǎn)生對(duì)電力系統(tǒng)的諧波影響；傳統(tǒng)電力機(jī)車采用直流牽引電機(jī)技術(shù)，導(dǎo)致供電系統(tǒng)功率因數(shù)低，產(chǎn)生無(wú)功功率問題；此外，由于牽引負(fù)荷隨線路坡度、運(yùn)輸組織、列車運(yùn)行工況等不同而變化，導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)較為劇烈。隨著電力機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，交流傳動(dòng)電力機(jī)車和動(dòng)車得到大規(guī)模推廣使用，電氣化鐵路功率因數(shù)問題基本上得到解決；諧波問題在目前大量采用交流傳動(dòng)電力機(jī)車及動(dòng)車的情況下，較以往也有顯著變化，傳統(tǒng)3次、5次、7次等次數(shù)較低的諧波，其含有率大幅下降，但是次數(shù)較高的諧波，其含有率有所增加，這主要是交流傳動(dòng)采用PWM(脈寬調(diào)制技術(shù))、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管，觸發(fā)頻率達(dá)到2000Hz～4000Hz)帶來的變化，在電網(wǎng)系統(tǒng)不斷增強(qiáng)、高鐵和重載鐵路大量采用220kV甚至330kV供電電源的大背景下，諧波問題也已得到一定程度的解決。對(duì)于負(fù)序問題，由于牽引負(fù)荷的特殊性，導(dǎo)致負(fù)序問題正逐步成為電氣化鐵路電能質(zhì)量問題的關(guān)鍵。

我國(guó)鐵路牽引供電系統(tǒng)采用同相單邊供電方式，單個(gè)供電臂牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生負(fù)序、其大小與該供電臂牽引負(fù)荷大小相當(dāng)。為了解決負(fù)序問題，常用的措施是采用平衡牽引變壓器等非單相牽引變壓器，平衡牽引變壓器低壓側(cè)輸出兩相電壓、該兩相電壓相角相差90°，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)兩相牽引負(fù)荷處于相同的牽引或再生工況，且大小相等時(shí)，可以完全抵消相關(guān)負(fù)序影響；其他非單相牽引變壓器在低壓側(cè)兩相牽引負(fù)荷處于相同的牽引或再生工況時(shí)，也可以抵消部分負(fù)序影響，如Vv或Ynd11接線牽引變壓器，當(dāng)兩側(cè)牽引負(fù)荷大小相等時(shí)，可以抵消50％負(fù)序影響。但是，對(duì)于采用非單相牽引變壓器解決負(fù)序問題的方案，也存在由于牽引負(fù)荷波動(dòng)較大，牽引變壓器低壓側(cè)不同相供電負(fù)荷往往差異較大，通過兩相負(fù)荷進(jìn)行負(fù)序影響抵消的效果大大降低、甚至沒有效果的問題。此外，考慮一相負(fù)荷為牽引或再生，另一相負(fù)荷為再生或牽引，即兩相負(fù)荷工況恰好相反時(shí)，則兩相負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序不但無(wú)法抵消，而且將疊加放大。

AT供電方式具有功率輸送能力強(qiáng)、供電距離遠(yuǎn)、能有效降低鋼軌電位和對(duì)沿線通訊線路的干擾，適應(yīng)大功率負(fù)荷供電需要等特點(diǎn)，因而在我國(guó)高速和重載電氣化鐵路中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對(duì)于AT供電方式，牽引網(wǎng)上供電電壓為55kV，牽引負(fù)荷通過額定電壓為27.5kV、輸出電壓相角相差180°的“T”相電壓和“F”相電壓進(jìn)行供電。