專利名稱：電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣化鐵道供電裝置。
背景技術(shù)：
電氣化鐵道供電系統(tǒng)為保證公用電力系統(tǒng)的平衡，減少負(fù)序和無(wú)功，牽引變電所 的牽引變壓器必須采取三相進(jìn)線、輪流換相輸出，相應(yīng)的牽引變壓器多采用三相_ 二相結(jié) 構(gòu)。當(dāng)牽引變電所中采用三相-二相平衡牽引變壓器時(shí)，變壓器的兩輸出相α相和β相， 分別向上行和下行的供電臂供電，有利于實(shí)現(xiàn)供電的平衡，減少負(fù)序的影響。變電所內(nèi)由 α相到β相的轉(zhuǎn)換由電分相環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，如果相鄰變電所的相鄰供電臂的相位也不 相同，則需要在兩變電所之間的分區(qū)所內(nèi)也設(shè)置有分相環(huán)節(jié)，總之，在鐵路沿線每隔約30km 設(shè)有一個(gè)分相環(huán)節(jié)，因此機(jī)車在運(yùn)行時(shí)要不斷地過(guò)分相。通常機(jī)車過(guò)分相的過(guò)程是當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到分相環(huán)節(jié)處，機(jī)車受電弓需要先與α相 供電臂斷開(kāi)，進(jìn)入到中性段，然后再由中性段進(jìn)入到β相。過(guò)分相過(guò)程的存在給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)了一系列的問(wèn)題一、大多數(shù)的過(guò)分相操作，均有一個(gè)斷電過(guò)程，在中性段機(jī)車是依靠慣性運(yùn)行，從 而使列車在短時(shí)間內(nèi)失去動(dòng)力，速度降低，在長(zhǎng)大坡道和出站地段，影響更大；尤其對(duì)于高 速、重載運(yùn)輸機(jī)車，甚至可能造成列車非正常停車。二、在高速運(yùn)行條件下，自動(dòng)過(guò)電分相裝置雖然不需要人工的干預(yù)，但因工作電壓 高、轉(zhuǎn)換動(dòng)作頻繁，使其準(zhǔn)確性和可靠性不高，也嚴(yán)重影響機(jī)車的安全運(yùn)行?？傊?，現(xiàn)有電氣化鐵路供電系統(tǒng)中的過(guò)分相環(huán)節(jié)的存在，直接影響了電氣化鐵路 的安全高速運(yùn)行；更是高速重載運(yùn)輸發(fā)展的瓶頸所在，是一個(gè)急待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，該裝置能實(shí)現(xiàn) 同一供電網(wǎng)內(nèi)的鐵路全線連通，無(wú)分相貫通供電，簡(jiǎn)化了工程設(shè)計(jì)，節(jié)省了投資和維護(hù)費(fèi) 用；保證了列車的高速、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，尤其適用于高速、重載鐵路使用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為，一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通 供電裝置，其組成是牽引變電所內(nèi)的牽引變壓器為三相-兩相平衡變壓器，各牽引變電所的三相-兩 相平衡變壓器的原邊三相均與同一公用電網(wǎng)的三相對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器連接在三相-兩 相平衡變壓器的兩輸出相之間，兩輸出相中的一相的為機(jī)車供電；且各牽引變電所均用同 一相為機(jī)車供電；所述的潮流控制器由單相隔離變壓器一、電壓源型逆變器一、直流耦合電容、電壓 源型逆變器二和單相隔離變壓器二依次相連組成。本實(shí)用新型的工作原理是一、本實(shí)用新型在三相-兩相平衡變壓器的低壓側(cè)兩輸出相之間連接潮流控制
3器，并由任意一輸出相為機(jī)車供電。通過(guò)潮流控制器(PFC)的作用，實(shí)現(xiàn)單相供電的同時(shí)取 消了牽引變電所左、右供電臂之間的分相環(huán)節(jié)。此外，潮流控制器的引入進(jìn)一步減小了牽引 供電系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)序和無(wú)功功率，改善了電網(wǎng)電能質(zhì)量。二、本實(shí)用新型對(duì)鐵路沿線的各牽引變電所由同一公用電網(wǎng)供電，并且所有牽引 變電所的三相-二相平衡變壓器、潮流控制器的結(jié)構(gòu)和連接方式均相同，并由同一輸出相 為機(jī)車供電，因此，各牽引變電所的供電相位均相同，從而將相鄰牽引變電所之間分區(qū)所內(nèi) 的分相環(huán)節(jié)取消，將二者直接連通；同時(shí)取消電分相，也不會(huì)造成較大的穿越功率，從而使 交流電氣化鐵道在同一供電網(wǎng)內(nèi)，徹底無(wú)分相，全線貫通供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是同一供電網(wǎng)內(nèi)的電氣化鐵路全線無(wú)分相貫通，簡(jiǎn)化了工程設(shè)計(jì)，節(jié)省了投資和運(yùn) 行、維護(hù)費(fèi)用。常規(guī)牽引供電方式中，由于相鄰牽引變電所是由中間分相環(huán)節(jié)分開(kāi)的，一個(gè) 牽引變電所只能給其供電區(qū)間(大約30km)內(nèi)的電力機(jī)車供電，由于列車運(yùn)行的不均衡性， 同一時(shí)段各供電區(qū)間上運(yùn)行的列車數(shù)量有多有少，導(dǎo)致?tīng)恳鶅?nèi)包括牽引變壓器在內(nèi)的主 設(shè)備容量必須留有較大的余量，從而使?fàn)恳儔浩鞯戎髟O(shè)備的成本增加；特別是在高速重 載運(yùn)輸條件下，更增加了牽引變壓器等主設(shè)備的制作難度。而貫通供電方式下，線路上的所 有機(jī)車由沿線所有牽引變電所供電，因此變電所內(nèi)包括牽引變壓器在內(nèi)的主設(shè)備容量可 以選擇較小，降低了制作難度和設(shè)備成本，同時(shí)也節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用，特別是固定容量 電費(fèi)支出。在貫通供電方式下，列車不再頻繁地過(guò)分相，從而不會(huì)不斷地由于過(guò)分相而減速， 尤其是列車重載運(yùn)輸時(shí)，也不會(huì)由于分相所引起的速度降低甚至于停車，可以保證列車以 及重載列車的高速、平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，由于取消了所有的分相環(huán)節(jié)，避免了分相環(huán)節(jié)由于頻 繁開(kāi)斷易出故障的缺陷，列車運(yùn)行更安全。上述的三相-兩相平衡變壓器(T)為Scott變壓器、阻抗匹配平衡變壓器或YN， vd接線平衡變壓器。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的潮流控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖1示出，一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其組成是牽引變電所S內(nèi)的牽 引變壓器為三相-兩相平衡變壓器T，各牽引變電所S的三相-兩相平衡變壓器T的原邊 三相A、B、C均與同一公用電網(wǎng)P的三相A'、B'、C'對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器PFC連接在三 相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相α，β之間，兩輸出相α，β中的一相的為機(jī)車供電； 且各牽引變電所S均用同一相(圖1中為α相)為機(jī)車供電。[0026]圖4示出，本例的潮流控制器PFC由單相隔離變壓器一 Tl、電壓源型逆變器一 NB1、直流耦合電容Cl、電壓源型逆變器二 NB2和單相隔離變壓器二 T2依次相連組成。圖1還示出，本例的三相_兩相平衡變壓器T為Scott變壓器。實(shí)施例2圖2示出，實(shí)施例2的一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其組成是牽引變電 所S內(nèi)的牽引變壓器為三相-兩相平衡變壓器T，各牽引變電所S的三相-兩相平衡變壓器 T的原邊三相A、B、C均與同一公用電網(wǎng)P的三相A' ,B'、C'對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器PFC 連接在三相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相α，β之間，兩輸出相α，β中的一相的為機(jī) 車供電；且各牽弓I變電所S均用同一相為機(jī)車供電。圖4示出，本例的潮流控制器PFC由單相隔離變壓器一 Tl、電壓源型逆變器一 ΝΒ1、直流耦合電容Cl、電壓源型逆變器二 ΝΒ2和單相隔離變壓器二 Τ2依次相連組成。圖2還示出，本例的三相_兩相平衡變壓器T為阻抗匹配平衡變壓器。實(shí)施例3圖3示出，實(shí)施例3的一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其組成是牽引變電 所S內(nèi)的牽引變壓器為三相-兩相平衡變壓器Τ，各牽引變電所S的三相-兩相平衡變壓器 T的原邊三相Α、B、C均與同一公用電網(wǎng)P的三相A' ,B'、C'對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器PFC 連接在三相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相α，β之間，兩輸出相α，β中的一相的為機(jī) 車供電；且各牽弓I變電所S均用同一相為機(jī)車供電。圖4示出，本例的潮流控制器PFC由單相隔離變壓器一 Tl、電壓源型逆變器一 ΝΒ1、直流耦合電容Cl、電壓源型逆變器二 ΝΒ2和單相隔離變壓器二 Τ2依次相連組成。圖3還示出，本例的三相-兩相平衡變壓器T為YN，vd接線平衡變壓器。
權(quán)利要求一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其特征是牽引變電所內(nèi)的牽引變壓器為三相 兩相平衡變壓器(T)，各牽引變電所的三相 兩相平衡變壓器(T)的原邊三相(A、B、C)均與同一公用電網(wǎng)(P)的三相(A′、B′、C′)對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器(PFC)連接在三相 兩相平衡變壓器(T)的兩輸出相(α，β)之間，兩輸出相(α，β)中的一相的為機(jī)車(L)供電；且各牽引變電所均用同一相為機(jī)車(L)供電；所述的潮流控制器(PFC)由單相隔離變壓器一(T1)、電壓源型逆變器一(NB1)、直流耦合電容(C1)、電壓源型逆變器二(NB2)和單相隔離變壓器二(T2)依次相連組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其特征是所述的三 相-兩相平衡變壓器(T)為Scott變壓器、阻抗匹配平衡變壓器或YN，vd接線平衡變壓器。
專利摘要一種電氣化鐵路無(wú)分相貫通供電裝置，其組成是牽引變電所內(nèi)的牽引變壓器為三相-兩相平衡變壓器，各牽引變電所的三相-兩相平衡變壓器的原邊三相均與同一公用電網(wǎng)的三相對(duì)應(yīng)相連，潮流控制器連接在三相-兩相平衡變壓器的兩輸出相之間，兩輸出相中的一相的為機(jī)車供電；且各牽引變電所均用同一相為機(jī)車供電；所述的潮流控制器由單相隔離變壓器一、電壓源型逆變器一、直流耦合電容、電壓源型逆變器二和單相隔離變壓器二依次相連組成。該裝置能實(shí)現(xiàn)同一供電網(wǎng)內(nèi)的鐵路全線連通，無(wú)分相貫通供電，簡(jiǎn)化了工程設(shè)計(jì)，節(jié)省了投資和維護(hù)費(fèi)用；保證了列車的高速、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，尤其適用于高速、重載鐵路使用。
文檔編號(hào)B60M3/00GK201753029SQ20102012875
公開(kāi)日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者劉煒, 周福林, 張麗, 張麗艷, 易東, 李群湛, 解紹鋒, 郭鍇, 陳民武 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)