[發明專利]基于平衡變壓器和四端口MMC的貫通同相牽引供電系統

有效

• 申請號: 202010260815.9
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111446866B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 趙印軍;李笑倩;林云志;魏應冬;李子明;張樹卿;陸超;謝小榮
• 申請（專利權）人: 中鐵電氣化局集團有限公司;清華大學;中鐵電氣工業有限公司
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;B60M1/13;B60M3/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于平衡變壓器和四端口MMC的貫通同相牽引供電系統，其特征在于，由若干個間隔設置的貫通式同相牽引變電所組成，各貫通式同相牽引變電所的電源側接入同一同步公共交流電網，各貫通式同相牽引變電所的負荷側均接入接觸網T且該側所有牽引變電所之間全部相互貫通；

各貫通式同相牽引變電所包括第一牽引變壓器T₁、第二牽引變壓器T₂、若干開關以及具有三個輸入端口Ac、Bc、Cc和一個輸出端口Xc的靜止功率轉換器SPC；所述第一牽引變壓器T₁和第二牽引變壓器T₂均為三相/兩相平衡接線形式的變壓器，各牽引變壓器的原邊三相繞組按星形聯接成繞組AO、繞組BO、繞組CO，其中繞組BO、繞組AO共同組成繞組BA，各牽引變壓器的副邊兩相繞組聯接成繞組ba、繞組ca，其中繞組ba和繞組BA對應，繞組ca和繞組CO對應，端口a作為各牽引變壓器副邊繞組的公共端口；所述第一牽引變壓器T₁和第二牽引變壓器T₂的各相原邊端口分別通過三相斷路器CB1、CB2接入同步公共交流電網的A、B、C三相，其中A相超前于B相120°、A相滯后于C相120°，所述第一牽引變壓器T₁和第二牽引變壓器T₂的各相副邊端口分別均接入所述靜止功率轉換器SPC的三個輸入端口Ac、Bc、Cc，該靜止功率轉換器的輸出端口Xc接入牽引母線T-bus，牽引母線T-bus通過單相斷路器CB3接入接觸網T，鐵軌通過回流線接入相應貫通式同相牽引變電所內集中接地端；所述靜止功率轉換器SPC的任一輸入端口接入牽引變電所內集中接地端，且各貫通式同相牽引變電所內集中接地端接入的該靜止功率轉換器SPC的輸入端口相序號均相同；所述靜止功率轉換器SPC由k個四端口模塊化多電平變流器4P-MMC并聯組成，各四端口模塊化多電平變流器4P-MMC均分別包括A、B、C、X四相，每相由上、下橋臂串聯組成，各相上橋臂正極端相互并聯形成直流正極DC+，各相下橋臂負極端相互并聯形成直流負極DC-，各相上橋臂的負極端和下橋臂的正極端相串聯作為對應相的中點，各四端口模塊化多電平變流器4P-MMC的A、B、C三相中點分別通過一三相斷路器TB接入靜止功率轉換器SPC的對應輸入端口Ac、Bc、Cc，各四端口模塊化多電平變流器4P-MMC的X相中點分別通過單相斷路器SB接入靜止功率轉換器SPC的輸出端口Xc；

所述第一牽引變壓器T₁和第二牽引變壓器T₂的各原邊端口間的額定線電壓有效值U_L均相等、各線電壓相角依次相差120°，各副邊繞組ba和繞組ca的電壓有效值相同，記為U _l；繞組ba的電壓相位超前繞組ca的電壓相位90°；記繞組ba和繞組BA的變比為K_M，繞組ca和繞組CO的變比為K_T，則各牽引變壓器的變比K_M和K_T均分別滿足：

K_M＝U_l/U_L

2.根據權利要求1所述的貫通同相牽引供電系統，其特征在于，各貫通式同相牽引變電所還均分別包括單相輸出變壓器T_o，該單相輸出變壓器T_o的原邊繞組一端口P₁接入相應貫通式同相牽引變電所內靜止功率轉換器SPC的輸出端口Xc，另一端口P₀經斷路器CB4接入SPC三個輸入端口Ac、Bc、Cc中和兩牽引變壓器副邊公共端口相同相序的一個輸入端口；所述單相輸出變壓器T_o的副邊繞組一端口S₁經單相斷路器CB5接入牽引母線T-bus，另一端口S₀接入相應貫通式同相牽引變電所內集中接地端；

所述單相輸出變壓器T_o的副邊額定電壓與牽引母線T-bus的額定電壓相同，記有效值為U_o，單相輸出變壓器T_o的原邊額定電壓與SPC輸出端口Xc端口電壓相同，記有效值為U_x，則單相輸出變壓器T_o變比K_o為：

K_o＝U_o/U_x。