[實用新型]用于電氣化鐵路牽引供電系統AT供電方式的負序治理系統

有效

• 申請號: 201821740239.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN209159471U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 鄧云川;魯小兵;李良威;徐劍;劉梅;陳殷
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;H02J3/18
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種用于電氣化鐵路牽引供電系統AT供電方式的負序治理系統，以經濟有效的解決AT供電方式負序問題，優化牽引網結構，實現牽引變電所端貫通式供電。包括向左側供電臂和右側供電臂供電的牽引變電所，所述牽引變電所設置平衡牽引變壓器和交直交變流裝置，高壓進線電源經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，另一相經過交直交變流裝置，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與廣義地線相連。

技術領域

本實用新型涉及電氣化鐵路牽引供電系統，特別涉及一種應用于電氣化鐵路牽引供電系統自耦變壓器(以下簡稱AT)供電方式的負序治理系統。

背景技術

電力牽引由于具有高效率、低能耗、無污染等優勢，在世界各國鐵路中得到廣泛應用，我國電氣化鐵路采用單相工頻(50Hz)交流25kV供電制式。牽引網采用單相供電方式導致供電系統三相負荷不平衡，產生對電力系統的負序影響；電力機車采用交流柔性供電技術，導致供電系統電流、電壓波形畸變，產生對電力系統的諧波影響；傳統電力機車采用直流牽引電機技術，導致供電系統功率因數低，產生無功功率問題；此外，由于牽引負荷隨線路坡度、運輸組織、列車運行工況等不同而變化，導致電力系統電壓波動較為劇烈。隨著電力機車技術的發展，交流傳動電力機車和動車得到大規模推廣使用，電氣化鐵路功率因數問題基本上得到解決；諧波問題在目前大量采用交流傳動電力機車及動車的情況下，較以往也有顯著變化，傳統3次、5次、7次等次數較低的諧波，其含有率大幅下降，但是次數較高的諧波，其含有率有所增加，這主要是交流傳動采用PWM(脈寬調制技術)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管，觸發頻率達到2000Hz～4000Hz)帶來的變化，在電網系統不斷增強、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。對于負序問題，由于牽引負荷的特殊性，導致負序問題正逐步成為電氣化鐵路電能質量問題的關鍵。

我國鐵路牽引供電系統采用同相單邊供電方式，單個供電臂牽引負荷在電力系統中產生負序、其大小與該供電臂牽引負荷大小相當。為了解決負序問題，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輸出兩相電壓、該兩相電壓相角相差90°，當低壓側兩相牽引負荷處于相同的牽引或再生工況，且大小相等時，可以完全抵消相關負序影響；其他非單相牽引變壓器在低壓側兩相牽引負荷處于相同的牽引或再生工況時，也可以抵消部分負序影響，如Vv或Ynd11接線牽引變壓器，當兩側牽引負荷大小相等時，可以抵消50％負序影響。但是，對于采用非單相牽引變壓器解決負序問題的方案，也存在由于牽引負荷波動較大，牽引變壓器低壓側不同相供電負荷往往差異較大，通過兩相負荷進行負序影響抵消的效果大大降低、甚至沒有效果的問題。此外，考慮一相負荷為牽引或再生，另一相負荷為再生或牽引，即兩相負荷工況恰好相反時，則兩相負荷產生的負序不但無法抵消，而且將疊加放大。

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