專利名稱：基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)技術領域，更具體地說，涉及一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)。
背景技術：
目前世界上電氣化鐵路絕大部分采用交流供電系統(tǒng)，通過牽引變壓器完成原邊三相高壓交流到次邊兩相低壓的轉化，由于次邊的非三相對稱，導致牽引變壓器原邊電流三相不對稱，因此在牽引變壓器的原邊容易產(chǎn)生負序電流，損壞牽引變壓器，且通常牽引變壓器次邊的兩相鄰供電臂的電壓幅值和相位各不相同，容易導致電分相或產(chǎn)生無電區(qū)，進而影響列車的速度，使旅客的舒適度受到影響，且由于存在電分相還容易導致因過電壓產(chǎn)生的燒網(wǎng)危險。傳統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)中，各供電臂的功率因數(shù)由該供電臂的負載或者說運行于該供電臂的機車決定，功率因數(shù)較高的交流機車使得該供電臂的功率因數(shù)較高，而功率因數(shù)較低的直流機車使得該供電臂的功率因數(shù)很低，為防止功率因數(shù)過低而導致罰款，傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)通常在變電所的各饋線處安裝固定電容、靜止無功補償器SVC或靜止無功發(fā)生器 SVG裝置來實現(xiàn)無功補償，增加了系統(tǒng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，以實現(xiàn)牽引變壓器原邊的三相平衡，牽引變壓器次邊的同相供電，牽引網(wǎng)饋線的動態(tài)無功補償，以及牽引供電系統(tǒng)低次諧波的治理。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，包括原邊與公共電網(wǎng)相連的牽引變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第一供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第一隔離變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第二供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第二隔離變壓器；分別與所述第一隔離變壓器和第二隔離變壓器次邊相連的變流器。優(yōu)選地，所述牽引供電系統(tǒng)還包括并聯(lián)在所述第一隔離變壓器原邊的第一高通濾波器；和并聯(lián)在所述第二隔離變壓器原邊的第二高通濾波器。優(yōu)選地，所述變流器為同時具備基波有功、基波無功和低次諧波補償控制功能的同相供電變流器。從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明的有益效果是由于在系統(tǒng)中采用了同相供電變流器和隔離變壓器，則可將牽引變壓器次邊兩供電臂上的電壓轉化為幅值和相位完全一致的電壓，進而實現(xiàn)了牽引變壓器的同相輸出；此外由于經(jīng)過同相供電變流器轉移的能量可以根據(jù)負載和控制算法進行隨意調節(jié)，進而可通過同相供電變流器調節(jié)牽引變壓器次邊兩供電臂上的電流，使其兩供電臂上的電流完全一致，進而消除了牽引變壓器原邊的負序電流，實現(xiàn)了牽引變壓器原邊的三相平衡；且通過同相供電變流器和隔離變壓器還可實現(xiàn)對牽引網(wǎng)饋線的動態(tài)無功補償；通過同相供電變流器可實現(xiàn)牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)的低次諧波治理。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例公開的一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例公開的一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開了一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，以實現(xiàn)牽引變壓器原邊的三相平衡，牽引變壓器次邊的同相供電，牽引網(wǎng)饋線的動態(tài)無功補償，以及牽引供電系統(tǒng)低次諧波的治理。如圖I所示，一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，包括原邊與公共電網(wǎng)相連的牽引變壓器；原邊分別與牽引變壓器第一供電臂3和牽引供電系統(tǒng)的回流線101連接的第一隔離變壓器I;原邊分別與牽引變壓器第二供電臂4和牽引供電系統(tǒng)的回流線101連接的第二隔離變壓器2 ；分別與第一隔離變壓器I和第二隔離變壓器2次邊相連的變流器。優(yōu)選地，所述變流器為同時具備基波有功、基波無功和低次諧波補償控制功能的同相供電變流器。由于在系統(tǒng)中采用了同相供電變流器和隔離變壓器，實現(xiàn)了牽引變壓器原邊的三相平衡，牽引變壓器的同相供電，和牽引網(wǎng)饋線的無功動態(tài)補償，以及牽引網(wǎng)的低次諧波濾波。本實施例的工作過程為首先，牽引變壓器的第二供電臂4上的交流電壓，通過第二隔離變壓器2進行電氣隔離與降壓，然后通過同相供電變流器將經(jīng)過第二隔離變壓器2 電氣隔離與降壓后的交流電壓變換為直流電壓，然后同相供電變流器再將該直流電壓，逆變?yōu)榕c第一隔離變壓器I相連的牽引變壓器的第一供電臂3上的交流電壓，從而實現(xiàn)了牽引變壓器的第一供電臂3和第二供電臂4上的電壓幅值和相位完全一致，進而實現(xiàn)了牽引變壓器的同相輸出；此外由于經(jīng)過同相供電變流器轉移的能量可以根據(jù)負載和控制算法進行隨意調節(jié)，則同相供電變流器可將牽引變壓器次邊的第一供電臂3和第二供電臂4上的電流調節(jié)為完全一致，由于牽引變壓器次邊的電流完全一致，則牽引變壓器原邊的三相電流也將處于完全平衡狀態(tài)，進而實現(xiàn)了牽引變壓器原邊的三相平衡；其次，通過同相供電變流器控制隔離變壓器原邊的電壓與電流之間的相位差，可以實現(xiàn)牽引網(wǎng)的動態(tài)無功補償， 同時通過同相供電變流器可對牽弓I網(wǎng)中的低次諧波進行濾除。由于在實際運用中，當高次諧波相對較多的交流機車運行時，可能出現(xiàn)由于高次諧波而損害有關設備的風險，因此本發(fā)明另一實施例還公開了一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，如圖2所示,包括原邊與公共電網(wǎng)相連的牽引變壓器；原邊分別與牽引變壓器第一供電臂3和牽引供電系統(tǒng)的回流線201連接的第一隔離變壓器I ;原邊分別與牽引變壓器第二供電臂4和牽引供電系統(tǒng)的回流線201連接的第二隔離變壓器2 ；分別與第一隔離變壓器I和第二隔離變壓器2次邊相連的變流器；并聯(lián)在第一隔離變壓器I原邊的第一高通濾波器5 ;和并聯(lián)在第二隔離變壓器2原邊的第二高通濾波器6。優(yōu)選地，所述變流器為同時具備基波有功、基波無功和低次諧波補償控制功能的同相供電變流器。由于增加了第一高通濾波器5和第二高通濾波器6，可對牽引網(wǎng)中的高次諧波進行濾除，避免了由于高次諧波而損害有關設備的風險。在整個牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)中，諧波的全頻帶分為兩個部分，頻帶在2-11次的諧波為低次諧波，11次以上的為高次諧波，低次諧波通過同相供電變流器進行濾除，高次諧波通過高通濾波器進行濾除，從而實現(xiàn)了牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)全頻帶諧波的綜合治理。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，包括原邊與公共電網(wǎng)相連的牽引變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第一供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第一隔離變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第二供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第二隔離變壓器；分別與所述第一隔離變壓器和第二隔離變壓器次邊相連的變流器。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括并聯(lián)在所述第一隔離變壓器原邊的第一高通濾波器；和并聯(lián)在所述第二隔離變壓器原邊的第二高通濾波器。
3.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述變流器為同時具備基波有功、基波無功和低次諧波補償控制功能的同相供電變流器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于同相供電的牽引供電系統(tǒng)，包括原邊與公共電網(wǎng)相連的牽引變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第一供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第一隔離變壓器；原邊分別與所述牽引變壓器第二供電臂和所述牽引供電系統(tǒng)的回流線連接的第二隔離變壓器；分別與所述第一隔離變壓器和第二隔離變壓器次邊相連的變流器。本發(fā)明能實現(xiàn)牽引變壓器原邊的三相平衡，牽引變壓器次邊的同相供電，牽引網(wǎng)饋線的動態(tài)無功補償，以及牽引供電系統(tǒng)低次諧波的治理；進而實現(xiàn)了對牽引變壓器電能質量的綜合治理。
文檔編號B60M1/12GK102582468SQ201210057280
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權日2012年3月6日
發(fā)明者張志學 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司