專利名稱：用于鐵路牽引網(wǎng)的電能調(diào)節(jié)-融冰裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)供電領(lǐng)域，特別涉及一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候的變化，大范圍的氣象災(zāi)害在世界范圍內(nèi)頻繁發(fā)生。近年來我國也 頻頻發(fā)生冰災(zāi)，因覆冰引起的供電中斷，甚至電網(wǎng)解列等，造成了大面積的停電。而且修復(fù)工作難度大、周期長，嚴重影響了交通、通訊等多個產(chǎn)業(yè)。但國內(nèi)至今還沒有安裝牽引網(wǎng)除(融)冰裝置的線路，為確保列車在凍雨及冰雪等極端災(zāi)害天氣情況下安全運行，開展牽引網(wǎng)融冰裝置開發(fā)意義重大。電氣化鐵道用牽引網(wǎng)覆冰屬大氣結(jié)冰范疇，它是在空氣高度過飽和而且含有過冷水滴、導(dǎo)線溫度等于或者略高于環(huán)境溫度的情況下出現(xiàn)的一種自然附著成冰的現(xiàn)象。由于微氣候、微地形及溫度、空氣中的過冷卻水含量、風(fēng)速等不同，牽引網(wǎng)覆冰可以分為雨淞、混合淞、霧淞、白霜等，常見的是雨淞和混合淞。牽引網(wǎng)覆冰時，不僅導(dǎo)致電力機車無法取流、受電弓損壞，而且導(dǎo)致牽引網(wǎng)舞動甚至倒桿、塌網(wǎng)等嚴重事故。因此牽引網(wǎng)融冰的主要目的是融化牽弓I網(wǎng)中的接觸線的覆冰，同時兼顧融化承力索覆冰。融冰方式主要分為加熱融冰、機械融冰、被動除冰等，其中加熱融冰法為主要的融冰方式，而加熱融冰法中交流融冰和直流融冰方法最直接、有效。直流融冰技術(shù)的原理是將覆冰線路作為負載，施加直流電源，用較低電壓提供短路電流加熱導(dǎo)線使覆冰融化。與交流融冰相比，直流融冰時線路阻抗的感性分量不起作用，降低融冰所需電源容量，提高融冰效率。并且直流融冰時直流電壓連續(xù)可調(diào)，可以滿足不同長度的線路融冰要求，且不要進行阻抗匹配，減低了施行難度。其中，直流電源可采用發(fā)電機電源整流和采用系統(tǒng)電源的可控硅整流兩種方案。前者雖可減少投資但卻受發(fā)電機組容量與融冰所需容量的限制，大多情況都不滿足需求。因此采用系統(tǒng)電源的可控硅整流融冰是熱力融冰法中的熱點，其適用性更強，可根據(jù)不同情況調(diào)節(jié)直流融冰電壓，使之滿足不同應(yīng)用環(huán)境的需要，是現(xiàn)有融冰方法中最理想的一種。結(jié)合我國電氣化鐵道的實際，線路崎嶇，且線路有單線、復(fù)線，每個牽引臂的距離有長有短等多種不同的組合方式，因此采用系統(tǒng)電源可控整流融冰是電氣化鐵路牽引網(wǎng)的最佳融冰方式?，F(xiàn)有的電氣化鐵路牽引網(wǎng)在應(yīng)用過程中，還存在一個較大的問題。電氣化鐵路作為電力系統(tǒng)的用電大戶，單相負載直接接入主干電網(wǎng)，有無功功率大、諧波含量高、負序電流大等特點，其中高速鐵路的主要影響是負序電流大。這些已經(jīng)嚴重影響了鐵路沿線供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，給周邊企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來不好的影響，因此迫切需要對鐵路帶來的負序等電能質(zhì)量問題進行處理。國內(nèi)對鐵路的電能質(zhì)量治理提出了多種方案，其中鐵路功率調(diào)節(jié)器RPC是一種性能較高的方案，能實現(xiàn)功率雙向流動的調(diào)節(jié)器，可全面治理無功、諧波和負序問題。
目前現(xiàn)有技術(shù)中，對電氣化鐵路牽弓I網(wǎng)的覆冰問題和電能質(zhì)量問題都是采用不同的設(shè)備、不同的方式分別治理，導(dǎo)致使用設(shè)備的浪費和治理成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，該裝置可同時解決鐵路牽引網(wǎng)的覆冰問題和電能質(zhì)量問題，提高設(shè)備利用率。本發(fā)明一種用于 鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，該裝置包括左、右兩個結(jié)構(gòu)相同的變流設(shè)備，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)通過開關(guān)連接；每變流設(shè)備各包括的一臺多重化繞組變壓器和多個結(jié)構(gòu)相同的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和多個次邊繞組組成，原邊繞組連接牽弓I網(wǎng)變電所供電臂的單項交流電，每個次邊繞組連接一個H橋模塊，各H橋模塊直流側(cè)串聯(lián)連接。優(yōu)選的，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)輸出端分別設(shè)有開關(guān)。優(yōu)選的，次邊繞組通過電感連接H模塊。優(yōu)選的，H橋模塊包括H橋逆變器，與該H橋逆變器直流側(cè)并聯(lián)的電容。優(yōu)選的，H橋逆變器由IGBT或IGCT組成。本發(fā)明還提供一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰方法，該方法可同時解決鐵路牽引網(wǎng)的覆冰問題和電能質(zhì)量問題，提高設(shè)備利用率。本發(fā)明一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰方法，在牽引上的變電所處設(shè)置功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，該裝置包括左、右兩個結(jié)構(gòu)相同的變流設(shè)備，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)通過開關(guān)連接；每變流設(shè)備各包括的一臺多重化繞組變壓器和多個結(jié)構(gòu)相同的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和多個次邊繞組組成，原邊繞組連接牽引網(wǎng)變電所供電臂的單項交流電，每個次邊繞組連接一個H橋模塊，各H橋模塊直流側(cè)串聯(lián)連接；該方法包括需要功率調(diào)節(jié)時，通過連接左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)的其他輸出端；當變電所第一供電臂的有功功率較大時，與變電所第二供電臂連接的變流設(shè)備將第二供電臂的交流電通過可控整流轉(zhuǎn)換為直流電，再通過與第一供電臂連接的變流設(shè)備通過逆變，輸出功率給第一供電臂的負載供電，其中所轉(zhuǎn)移的有功功率大小可控；與第一供電臂連接的變流設(shè)備將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，為第一供電臂補充電能，使得第一供電臂和第二供電臂有功功率達到平衡。優(yōu)選的，該方法還包括需要單直流電流本地融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置的一變流設(shè)備與本地接觸網(wǎng)連通；控制該變流設(shè)備輸出直流電流對本地接觸網(wǎng)融冰。優(yōu)選的，該方法還包括需要單直流電流跨區(qū)融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置的一變流設(shè)備與本區(qū)和鄰近的另一區(qū)的接觸網(wǎng)連通；控制該變流設(shè)備輸出直流電流可同時對本區(qū)和鄰近的另一區(qū)接觸網(wǎng)融冰。優(yōu)選的，該方法還包括需要雙直流電流本地融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備中一變流設(shè)備的直流輸出端；另一變流設(shè)備的直流輸出端與本地接觸網(wǎng)連通；控制功率調(diào)節(jié)-融冰裝置輸出直流電流對本地接觸網(wǎng)融冰。優(yōu)選的，該方法還包括需要雙直流電流跨區(qū)融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備中一變流設(shè)備的直流輸出端；另一變流設(shè)備的直流輸出端與與本區(qū)和鄰近另一區(qū)接觸網(wǎng)連通；控制功率調(diào)節(jié)-融冰裝置輸出直流電流同時對本區(qū)和鄰近另一區(qū)接觸網(wǎng)融冰。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用基于H橋直流側(cè)串聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)，既可以滿足大容量直流融冰需求，也可以滿足電氣化鐵路的電能質(zhì)量治理，以實現(xiàn)覆冰時融冰，不融冰時進行牽引變電所電能質(zhì)量治理，以節(jié)省投資，提高設(shè)備利用率。


圖I為本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置與牽引網(wǎng)連接圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明采用基于H橋直流側(cè)串聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)，既可以滿足大容量直流融冰需求，也可以滿足電氣化鐵路的電能質(zhì)量治理，以實現(xiàn)覆冰時融冰，不融冰時進行牽引變電所電能質(zhì)量治理，以節(jié)省投資，提高設(shè)備利用率。參見圖1，示出本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的拓撲結(jié)構(gòu)，從整體看，該裝置可分為左、右兩個相同的變流設(shè)備，每變流設(shè)備都包括的一臺多重化繞組變壓器Us和N個相同結(jié)構(gòu)的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和N個次邊繞組組成，每個次邊繞組對應(yīng)一個H橋模塊；H橋模塊包括H橋逆變器和直流側(cè)電容。 H橋逆變器由 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極型晶體管)或IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor集成門極換流晶閘管)組成。每個H橋模塊通過變壓器次邊繞組耦合至高壓回路，多個獨立的H橋模塊直流側(cè)通過串聯(lián)方式形成一個高壓可控的直流輸出，構(gòu)成高壓換流電路拓撲。功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的左、右兩變流設(shè)備背靠背連接，通過變壓器分別接入牽引變電所的兩個供電臂。圖I中電阻Rl和電抗LI，電阻R2和電抗L2串聯(lián)代表第一供電臂牽引網(wǎng)、第二供電臂牽引網(wǎng)線路的阻抗。電阻Rl和電抗LI支路兩端分別設(shè)有開關(guān)I和開關(guān)
2;電阻R2和電抗L2支路兩端分別設(shè)有開關(guān)5和開關(guān)6 ;開關(guān)I與開關(guān)5之間設(shè)有開關(guān)3，開關(guān)2和開關(guān)6之間設(shè)有開關(guān)4。工作時，多繞組變壓器Us的原邊連接單相高壓交流電，多繞組變壓器Us將單相高壓(例如27.5kV、55kV)降壓到合適的電壓等級(例如970V)，通過各個次邊繞組和連接電抗接入各H橋模塊，各H橋模塊輸出直流電壓。各H橋模塊的直流側(cè)串聯(lián)，使功率調(diào)節(jié)-防冰裝置輸出可控的直流高電壓。功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左、右兩變流設(shè)備一端是高壓單相輸入，一端是高壓直流輸出，實現(xiàn)大容量交流和直流的轉(zhuǎn)換。該功率調(diào)節(jié)-防冰裝置可通過增加H橋模塊數(shù)量可提高輸出直流電壓等級，無IGBT器件串聯(lián)均勻問題；通過控制各H橋模塊，可控制輸出直流電壓。該功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的左、右兩邊分別連接一相高壓交流電，通過功率融通可以治理實現(xiàn)兩個供電臂的功率平衡，結(jié)合兩變流設(shè)備可以同時治理諧波各自所在臂的諧波和無功功率。因此，可以治理三相高壓側(cè)的諧波、無功功率高、負序電流大等問題。
本發(fā)明合理設(shè)計次邊繞組UCl-UCN的電壓，根據(jù)實際的容量需求設(shè)計次邊繞組的個數(shù)和H橋模塊的個數(shù)，獲得所需的直流電壓；各H橋模塊結(jié)構(gòu)完全一致，方便模塊化生產(chǎn)和冗余設(shè)計。本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置可工作在兩種模式I)功率調(diào)節(jié)模式。將功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的左、右兩變流設(shè)備分別與牽引變電所左、右兩個輸出臂連接，開關(guān)3和開關(guān)4合上，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左變流設(shè)備和右變流設(shè)備連通；開關(guān)I和開關(guān)2斷開，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左變流設(shè)備不輸出直流電壓；開關(guān)5和開關(guān)6斷開，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置右變流設(shè)備不輸出直流電壓。 如牽引變電所左輸出臂的線路上有機車通過，而右輸出臂的線路上無負載或者負載輕，則左輸出臂有功率輸出，導(dǎo)致左、右兩輸出臂電流不平衡，這時，控制功率調(diào)節(jié)-防冰裝置右變流設(shè)備整流，變電所將右輸出臂的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓，傳送到左變流設(shè)備；功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左變流設(shè)備再將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟?，補充變電所左輸出臂的功率，使變電所左、右兩個輸出臂功率平衡。同理，如牽引變電所右輸出臂的線路上有機車通過，而左輸出臂的線路上無負載或者負載輕，該功率調(diào)節(jié)-防冰裝置用變電所左輸出臂的功率補充右輸出臂所需的部分功率，使變電所左、右兩個輸出臂功率平衡。這樣，本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置相對于使變電所左、右兩個輸出臂同時為機車提供有功功率，可以提高對變電所內(nèi)主變電容器的利用率，從而減少對單臂的容量需求。同時，更大優(yōu)勢是，當其中一邊有機車取電，另外一邊的機車正屬于再生制動，就可以實現(xiàn)再生制動的能量傳給取電的機車，減少從電網(wǎng)的取電，節(jié)約電費。同理，本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左、右兩變流設(shè)備，都可以根據(jù)各自所在牽引網(wǎng)供電臂的無功功率和諧波的情況，進行無功功率和諧波補償，因為功率調(diào)節(jié)在進行無功功率和諧波補償時，不需要兩個供電臂交換，因此兩邊分別進行無功補償時，相當于單相STATC0M 裝置。本發(fā)明次邊繞組多重化的設(shè)計，通過載波移相控制，即180電弧度/N進行調(diào)制，則提高整個系統(tǒng)的開關(guān)頻率，使有功功率和無功功率輸出時含有的諧波量少，同時因提高等效的開關(guān)頻率而有利于諧波的輸出。2)直流融冰模式直流融冰模式根據(jù)線路融冰所需電流的大小，可分為單直流電流輸出模式和雙直流電流輸出模式。當線路較長或者線路電阻值較大時，需要提高直流供電電壓以輸出所需的融冰電流，而功率調(diào)節(jié)-防冰裝置裝置的左變流設(shè)備或右變流設(shè)備受自身器件容量的限制不能提供所需的融冰電流時，采用雙直流電流輸出模式，可功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左、右兩變流設(shè)備并聯(lián)輸出，提高到使設(shè)備處于整流模式下的雙倍容量；當功率調(diào)節(jié)-防冰裝置的左變流設(shè)備或右變流設(shè)備能提供所需的融冰電流時，則采用單直流電流輸出模式。(A)單直流電流輸出模式將開關(guān)3和開關(guān)4斷開；將開關(guān)I和開關(guān)2合上，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左變流設(shè)備單獨工作；將開關(guān)5和開關(guān)6合上，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置右變流設(shè)備單獨工作。這樣形成了兩套直流融冰裝置，可同時分別進行融冰。(B)雙直流電流輸出模式將開關(guān)3和開關(guān)4合上，同時，將開關(guān)I和開關(guān)2合上，將開關(guān)5和開關(guān)6斷開；或者將開關(guān)I和開關(guān)2斷開，將開關(guān)5和開關(guān)6合上，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置左右兩變流設(shè)備同時為給某條線路進行輸電。這樣提供的功率最大，而且牽引變壓器各臂輸出的電流平衡，在融冰時也不會向電網(wǎng)注入負序電流。參見圖2，示出本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置與變電所連接關(guān)系。為更好地體現(xiàn)跨區(qū)融冰，在相鄰變電所安裝各裝一套功率調(diào)節(jié)-防冰裝置，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的開關(guān)A、
B、C、D、E、F分別對應(yīng)于圖I中的開關(guān)1、2、3、4、5、6;功率調(diào)節(jié)-防冰裝置22的開關(guān)a、b、c、d、e、f分別對應(yīng)于圖I中的開關(guān)1、2、3、4、5、6。
在融冰模式下，牽引網(wǎng)的交流供電開關(guān)(隔離刀或斷路器)SI、S2、S3、S4和S9、S10、S1US12都處于斷開狀態(tài)。在單直流電流輸出模式下，可同時實現(xiàn)對牽引變電所兩個牽引網(wǎng)供電臂融冰，具體操作步驟如下。功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的開關(guān)C、開關(guān)D分開，開關(guān)E、開關(guān)F分別連接至牽引網(wǎng)L、R點上，分區(qū)亭的開關(guān)S6合上，開關(guān)S7、開關(guān)S5分開。這樣，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的右半變流設(shè)備與牽引供電牽引網(wǎng)23形成直流回路；功率調(diào)節(jié)-防冰裝置22的開關(guān)C、開關(guān)d分開，開關(guān)a、開關(guān)b分別連接至牽引網(wǎng)I、r點上，分區(qū)亭的開關(guān)S8合上，開關(guān)S7、開關(guān)S5分開。這樣，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置22的左半變流設(shè)備與牽引供電牽引網(wǎng)24形成直流回路。在單直流電流輸出模式下實現(xiàn)跨區(qū)融冰，具體操作步驟如下以功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的右半變流設(shè)備為例，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的開關(guān)
C、開關(guān)D分開，開關(guān)E、開關(guān)F分別連接至牽引網(wǎng)L、R點上，分區(qū)亭的開關(guān)S6、S8分開、開關(guān)S5、S7合上，開關(guān)S9、開關(guān)S10、開關(guān)S11、開關(guān)S12分開，并人工對Sll、S12短接。這樣功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21右半變流設(shè)備牽引網(wǎng)23、24形成直流回路，可對牽引網(wǎng)23、24進行融冰。在雙直流電流輸出模式下實現(xiàn)融冰，具體操作步驟如下功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的開關(guān)A、開關(guān)B分開，開關(guān)C、開關(guān)D合上，開關(guān)E、F分別連接至牽引網(wǎng)L、R點上，分區(qū)亭的開關(guān)S6合上，開關(guān)S5、S7分開。這樣，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21與牽引網(wǎng)23形成直流回路；功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的左、右兩變流設(shè)備可同時對牽引網(wǎng)23進行融冰。在雙直流電流輸出模式下實現(xiàn)跨區(qū)融冰，具體操作步驟如下功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21的開關(guān)A、開關(guān)B分開，開關(guān)C、開關(guān)D合上，開關(guān)E、開關(guān)F分別連接至牽引網(wǎng)L、R點上，分區(qū)亭的開關(guān)S6、S8分開、開關(guān)S5、S7合上，開關(guān)S9、開關(guān)S10、開關(guān)S11、開關(guān)S12分開，并人工對S11、S12短接。這樣，功率調(diào)節(jié)-防冰裝置21與牽引網(wǎng)23、24形成直流回路，可對牽引網(wǎng)23、24進行融冰。本發(fā)明功率調(diào)節(jié)-防冰裝置在需融冰時融冰，且融冰效率高；不融冰時治理牽引變電所電能質(zhì)量，能全面改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，充分提高設(shè)備的利用率。本發(fā)明在融冰時，輸出的直流可從零到最大，輸出范圍廣、可控制性高；還可根據(jù)線路長短、數(shù)量，得出融冰線路的電阻，選擇單倍直流融冰或者雙倍直流融冰，單倍直流融冰時可同時對牽引網(wǎng)的兩臂同時進行，功率效率高；雙倍直流融冰時的輸出電流是單倍直流融冰時的兩倍，可適應(yīng)長供電融冰，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)單倍直流跨區(qū)融冰或雙倍直流融冰跨區(qū)融冰。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán) 利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，其特征在于，該裝置包括左、右兩個結(jié)構(gòu)相同的變流設(shè)備，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)通過開關(guān)連接；每變流設(shè)備各包括的一臺多重化繞組變壓器和多個結(jié)構(gòu)相同的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和多個次邊繞組組成，原邊繞組連接牽弓I網(wǎng)變電所供電臂的單項交流電，每個次邊繞組連接一個H橋模塊，各H橋模塊直流側(cè)串聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)輸出端分別設(shè)有開關(guān)。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，次邊繞組通過電感連接H模塊。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，H橋模塊包括H橋逆變器，與該H橋逆變器直流側(cè)并聯(lián)的電容。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，H橋逆變器由IGBT或IGCT組成。
6.一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰方法，其特征在于，在牽引上的變電所處設(shè)置功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，該裝置包括左、右兩個結(jié)構(gòu)相同的變流設(shè)備，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)通過開關(guān)連接；每變流設(shè)備各包括的一臺多重化繞組變壓器和多個結(jié)構(gòu)相同的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和多個次邊繞組組成，原邊繞組連接牽引網(wǎng)變電所供電臂的單項交流電，每個次邊繞組連接一個H橋模塊，各H橋模塊直流側(cè)串聯(lián)連接；該方法包括 需要功率調(diào)節(jié)時，通過連接左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)的其他輸出端； 當變電所第一供電臂的有功功率較大時，與變電所第二供電臂連接的變流設(shè)備將第二供電臂的交流電通過可控整流轉(zhuǎn)換為直流電，再通過與第一供電臂連接的變流設(shè)備通過逆變，輸出功率給第一供電臂的負載供電，其中所轉(zhuǎn)移的有功功率大小可控； 與第一供電臂連接的變流設(shè)備將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，為第一供電臂補充電能，使得第一供電臂和第二供電臂有功功率達到平衡。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括 需要單直流電流本地融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置的一變流設(shè)備與本地接觸網(wǎng)連通； 控制該變流設(shè)備輸出直流電流對本地接觸網(wǎng)融冰。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括 需要單直流電流跨區(qū)融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置的一變流設(shè)備與本區(qū)和鄰近的另一區(qū)的接觸網(wǎng)連通； 控制該變流設(shè)備輸出直流電流可同時對本區(qū)和鄰近的另一區(qū)接觸網(wǎng)融冰。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括 需要雙直流電流本地融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備中一變流設(shè)備的直流輸出端； 另一變流設(shè)備的直流輸出端與本地接觸網(wǎng)連通； 控制功率調(diào)節(jié)-融冰裝置輸出直流電流對本地接觸網(wǎng)融冰。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括 需要雙直流電流跨區(qū)融冰時，將功率調(diào)節(jié)-融冰裝置左、右兩變流設(shè)備連通，關(guān)閉左、右兩變流設(shè)備中一變流設(shè)備的直流輸出端；另一變流設(shè)備的直流輸出端與與本區(qū)和鄰近另一區(qū)接觸網(wǎng)連通； 控制功率調(diào)節(jié)-融冰裝置輸出直流電流同時對本區(qū)和鄰近另一區(qū)接觸網(wǎng)融冰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰裝置，該裝置包括左、右兩個結(jié)構(gòu)相同的變流設(shè)備，左、右兩變流設(shè)備的直流側(cè)通過開關(guān)連接；每變流設(shè)備各包括的一臺多重化繞組變壓器和多個結(jié)構(gòu)相同的H橋模塊，變壓器由原邊繞組和多個次邊繞組組成，原邊繞組連接牽引網(wǎng)變電所供電臂的單相交流電，每個次邊繞組連接一個H橋模塊，各H橋模塊直流側(cè)串聯(lián)連接。本發(fā)明還涉及一種用于鐵路牽引網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)-融冰方法。本發(fā)明采用基于H橋直流側(cè)串聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)，既可以滿足大容量直流融冰需求，也可以滿足電氣化鐵路的電能質(zhì)量治理，以實現(xiàn)覆冰時融冰，不融冰時進行牽引變電所電能質(zhì)量治理，以節(jié)省投資，提高設(shè)備利用率。
文檔編號B60M1/12GK102642481SQ20111004102
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者劉中, 劉華東, 劉寶忠, 劉永麗, 呂順凱, 唐建宇, 張定華, 李保國, 李擁平, 楊磊, 王衛(wèi)安, 王桂華, 胡曉東, 譚勝武, 邱岳烽, 鐘浩, 黃燕艷 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司