一种基于组合式变换器的贯通供电系统的制作方法

1.本实用新型属于高速铁路牵引供电领域，尤其涉及一种基于组合式变换器的贯通供电系统。


背景技术：

2.我国高速电气化铁路采用单相工频交流供电制式，相对于三相电力系统来说是一种不对称供电模式，将会产生以负序为主的电能质量问题和难以避免的过电分相问题(电分相是三相系统不同相电压之间的绝缘无电区，列车经过时要经过断电、通过、合闸等一系列操作)。
3.随着高速动车组速度和功率的提升，负序问题将会变得更加突出。特别是电力系统相对薄弱的地区，比如正在修建的川藏铁路，三相电力系统容量较低，供电能力较弱，难以满足供电负序国家指标要求。另外，高原铁路存在长大坡道线路，列车需要频繁加速和制动，电分相环节对列车的可靠运行也带来严重挑战。
4.改善负序的传统方法有轮流换相式供电、平衡牵引变压器供电等，虽然能够在一定程度上改善负序问题，但效果不理想，并且存在电分相环节。近年来兴起的同相供电技术，将大功率的电力电子变流器引入到牵引变电所来补偿负序，并能取消所内电分相。国内开展了同相供电技术的相关工程实践，取得了较好的经济和社会效益，但主要侧重于单个牵引变电所负序改善，线路分区所处依然保留有的电分相环节，未能实现线路的全线贯通。贯通供电技术是一种新型的供电方式，将所有牵引变电所负荷取自三相系统相同的线电压，线路上不再设置电分相环节，实现列车全线无断电运行，安全性得到大大提高。但该方式的技术难点在于，负序功率的集中补偿方式和补偿容量问题。传统的贯通同相供电技术方案采用在中心牵引变电所安装大容量无功补偿装置svg来实现对称补偿消除负序，但该方法svg容量较大。


技术实现要素：

5.针对现有同相供电技术和贯通供电技术的不足，本实用新型提供一种基于组合式变换器的贯通供电系统。
6.本实用新型的一种基于组合式变换器的贯通供电系统，所有的牵引所采用单相牵引变压器tt，电压均取自三相系统bc相线；在中心变电所安装三相变压器t1、单相变压器t2和pfc构成组合式变换器，三相变压器t1从三相系统a相线取电，输出连接pfc，pfc馈出电能经过单相变压器t2返回三相系统bc相线，在三相系统内部平衡，实现三相系统的有功平衡，从而消除负序，最大限度地降低pfc的容量。
7.本实用新型的有益技术效果为：
8.1、本实用新型系统不仅能够实现全线贯通供电功能，还能减少单相牵引负荷引起的负序问题，从三相侧来看单相牵引负荷等效为三相对称负荷。
9.2、本实用新型在牵引负荷发生再生制动时，有助于再生功率在负荷之间流动，充
分利用再生制动能量。
附图说明
10.图1为传统基于三相无功补偿的贯通供电系统方案。
11.图2为本实用新型基于组合式变换器的贯通供电系统示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细说明。
13.图1为传统基于三相无功补偿装置svg的贯通同相供电系统结构，该方案在中心变电所实现无功对称补偿技术，三相无功补偿装置容量较大，最小容量为负载容量的1.15倍。
14.本实用新型的基于组合式变换器的贯通供电系统如图2所示，所有的牵引所采用单相牵引变压器tt，电压均取自三相系统bc相线，构成相同的电压相位贯通供电。在中心变电所安装三相变压器t1、单相变压器t2和pfc构成组合式变换器(平衡牵引变压器)，三相变压器t1从三相系统a相线取电，输出连接pfc，pfc馈出经过单相变压器t2返回三相系统bc相线。pfc从系统a相取电传递给牵引母线bc相，分担牵引变压器一半的有功功率，从而实现功率平衡，消除负序。pfc在实现三相系统之间有功功率的平衡和无功功率的补偿的同时，并实现装置容量的最小化，最小容量等于负载容量。单相变压器t2的作用为使得pfc与单相牵引变压器tt相互电气解耦，pfc不再受单相牵引变压器tt容量限制。此时pfc补偿的功率是全线负荷功率引起的负序，而不是单个变电所的负序。
15.可以看出，本实用新型解决了贯通供电系统实现时负序的影响，并能够实现变流器容量的最小化，整体提高贯通供电系统综合供电质量水平和综合效益。


技术特征：
1.一种基于组合式变换器的贯通供电系统，其特征在于，所有的牵引所采用单相牵引变压器tt，电压均取自三相系统bc相线；在中心变电所安装三相变压器t1、单相变压器t2和pfc构成组合式变换器，三相变压器t1从三相系统a相线取电，输出连接pfc，pfc馈出经过单相变压器t2返回三相系统bc相线。

技术总结
本实用新型公开了一种基于组合式变换器的贯通供电系统，具体为：所有的牵引所采用单相牵引变压器TT，电压均取自三相系统BC相线；在中心变电所安装三相变压器T1、单相变压器T2和PFC构成组合式变换器，三相变压器T1从三相系统A相线取电，输出连接PFC，PFC馈出电能经过单相变压器T2返回三相系统BC相线。本实用新型解决了贯通供电系统实现时负序的影响，并能够实现变流器容量的最小化，整体提高贯通供电系统综合供电质量水平和综合效益。统综合供电质量水平和综合效益。统综合供电质量水平和综合效益。


技术研发人员：夏焰坤
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2021.01.27
技术公布日：2021/11/17