[發(fā)明專利]一種地鐵牽引供電方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110600766.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113300349A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶艷;周方圓
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J3/02;B60M1/12;B60M1/13
• 代理公司: 株洲湘知知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43232
• 代理人: 張君

一種地鐵牽引供電系統(tǒng)及方法，供電系統(tǒng)包括主變壓器，主變壓器與公共高壓電網(wǎng)連接，對公共高壓電網(wǎng)三相交流電降壓；在主變壓器下面連接AC/DC變換器，AC/DC變換器的輸出端和牽引變電站之間通過中壓直流供電線路連接，通過中壓直流給牽引變電站提供電源；中壓供電線路上連接多個(gè)牽引變電站，牽引變電站與地鐵接觸網(wǎng)之間通過DC/DC變換器連接，將中壓直流供電線路變換至地鐵接觸網(wǎng)所需直流電壓，由接觸網(wǎng)為機(jī)車供電。本發(fā)明采用中壓直流輸電為牽引變電站供電，不存在對地電容電流、損耗小、故障比交流輸電小、輸送相同的電功率比交流輸電所用線材少，降低了輸電成本；且AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC變換器具有雙向變換功能，能實(shí)現(xiàn)列車再生制動(dòng)能量高效利用，降低牽引能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供電方式及系統(tǒng)裝置，尤其是指一種地鐵牽引供電方法及系統(tǒng)，該地鐵牽引供電方法及系統(tǒng)采用不同于常規(guī)的中壓輸電方式；屬于地鐵牽引供電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地鐵牽引供電系統(tǒng)主流采用DC1500V（或DC750V、DC3000V）直流供電制式，列車通過受電弓從牽引網(wǎng)獲取直流電，車載變流器將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟婒?qū)動(dòng)牽引電機(jī)實(shí)現(xiàn)列車高速運(yùn)行。傳統(tǒng)的地鐵牽引供電系統(tǒng)通過主變電所，將城市電網(wǎng)進(jìn)線AC110kV或220kV通過主變壓器降壓至中壓35kV或10kV，然后通過三相交流電纜將中壓電源傳輸?shù)礁鱾€(gè)牽引變電所。一條地鐵線根據(jù)線路的長短通常1~2座主變電所和多個(gè)牽引變電所，牽引變電所一般設(shè)在各個(gè)車站附近，其主要用于將三相交流35kV或10kV通過整流環(huán)節(jié)變換為適合地鐵列車等使用的直流DC1500V（或DC750V、DC3000V），送到與它相鄰的區(qū)間和車站線路的接觸網(wǎng)上。

目前，這種供電系統(tǒng)已在地鐵、輕軌等城市軌道交通領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，技術(shù)較成熟，但是它本身也存在一些不足，主要表現(xiàn)在：需要采用大量交流電纜長距離輸電，存在對地電容電流大、損耗大等；整流器分布在各個(gè)牽引變電所產(chǎn)生大量諧波和無功直接注入交流中壓電網(wǎng)，容易引起諧振影響供電質(zhì)量，導(dǎo)致故障率相對較高；整流環(huán)節(jié)需要降壓變壓器、整流器機(jī)組等多種類型設(shè)備，不便于管理維護(hù)；傳統(tǒng)基于二極管的整流環(huán)節(jié)只能實(shí)現(xiàn)電能單向流動(dòng)，需要配置單獨(dú)的能量回饋裝置。

通過查詢檢索為發(fā)現(xiàn)相同的技術(shù)報(bào)道，只有相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)文獻(xiàn)，最為接近的由以下幾篇：

1、專利號為CN201410070765.2，名稱為“一種基于柔性直流輸電的直流牽引供電系統(tǒng)”，申請人為：株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司的發(fā)明專利申請，該專利申請公開了一種基于柔性直流輸電的直流牽引供電系統(tǒng)，包括降壓變壓器、雙端有源高壓直流輸電系統(tǒng)和降壓斬波電路，雙端有源高壓直流輸電系統(tǒng)基于模塊化多電平換流器技術(shù)，包括兩個(gè)完全對稱的換流器，由直流輸電電纜相連接；每換流器均經(jīng)降壓變壓器與三相交流相連；降壓斬波回路輸入端經(jīng)第一開關(guān)組件與雙端有源高壓直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)相連，輸出端經(jīng)第二開關(guān)組件與牽引系統(tǒng)相連；第二開關(guān)組件與第三開關(guān)組件互鎖，即當(dāng)?shù)罔F/輕軌運(yùn)行時(shí)，第二開關(guān)組件閉合，第三開關(guān)組件斷開，當(dāng)電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，第三開關(guān)組件閉合，第二開關(guān)組件斷開。

2、專利號為CN201711425550.8，名稱為“一種中壓柔性直流牽引供電系統(tǒng)及其控制方法”，申請人為：西南交通大學(xué)的發(fā)明專利申請，該專利申請公開了一種中壓柔性直流牽引供電系統(tǒng)及其控制方法。牽引供電系統(tǒng)包括一個(gè)以上牽引變電所；牽引變電所包括依次相連的三相降壓變壓器、三相電抗器、電壓源換流器和第一直流母線；三相降壓變壓器的輸入端連接到三相電網(wǎng)，電壓源換流器輸出端的正極和負(fù)極分別連接到第一直流母線的正極和負(fù)極，第一直流母線的正極和負(fù)極分別通過饋線和回流線連接到接觸網(wǎng)和鋼軌。