專利名稱：一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣化鐵道供電系統。
背景技術：
電氣化鐵道供電系統為保證公用電力系統的平衡，減少負序和無功，牽引變電所的牽引變壓器必須采取三相進線、輪流換相輸出，相應的牽引變壓器多采用三相-二相結構。當牽引變電所中采用三相-二相平衡牽引變壓器時，變壓器的兩輸出相a相和|3相，分別向上行和下行的供電臂供電，有利于實現供電的平衡，減少負序的影響。變電所內由a相到13相的轉換由電分相環節實現。同時，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所內也設置有分相環節，總之，在鐵路沿線每隔約30km設有一個分相環節，因此機車在運行時要不斷地過分相。 通常機車過分相的過程是當機車運行到分相環節處，機車受電弓需要先與a相供電臂斷開，進入到中性段，然后再由中性段進入到P相。
過分相過程的存在給鐵路運輸帶來了一系列的問題 —、大多數的過分相操作，均有一個斷電過程，在中性段機車是依靠慣性運行，從而使列車在短時間內失去動力，速度降低，在長大坡道和出站地段，影響更大；尤其對于高速、重載運輸機車，甚至可能造成列車非正常停車。 二、在高速運行條件下，自動過電分相裝置雖然不需要人工的干預，但因工作電壓高、轉換動作頻繁，使其準確性和可靠性不高，也嚴重影響機車的安全運行。
總之，現有電氣化鐵路供電系統中的過分相環節的存在，直接影響了電氣化鐵路的安全高速運行；更是高速重載運輸發展的瓶頸所在，是一個急待解決的問題。
發明內容
本發明的目的就是提供一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，該系統能實現同一供電網內的鐵路全線連通，無分相貫通供電，簡化了工程設計，節省了投資和維護費用；保證了列車的高速、穩定、安全運行，尤其適用于高速、重載鐵路使用。 本發明解決其技術問題，所采用的技術方案為，一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是 牽引變電所內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的三相對應相連，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車供電；且各牽引變電所均用同一相為機車供電； 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。 本發明的工作原理是 —、本發明在三相-兩相平衡變壓器的低壓側兩輸出相之間連接潮流控制器，并
3由任意一輸出相為機車供電。通過潮流控制器(PFC)的作用，實現單相供電的同時取消了牽引變電所左、右供電臂之間的分相環節。此外，潮流控制器的引入進一步減小了牽引供電系統產生的負序和無功功率，改善了電網電能質量。 二、本發明對鐵路沿線的各牽引變電所由同一公用電網供電，并且所有牽引變電所的三相-二相平衡變壓器、潮流控制器的結構和連接方式均相同，并由同一輸出相為機車供電，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所內的分相環節取消，將二者直接連通；同時取消電分相，也不會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內，徹底無分相，全線貫通供電。
與現有技術相比，本發明的有益效果是 同一供電網內的電氣化鐵路全線無分相貫通，簡化了工程設計，節省了投資和運行、維護費用。常規牽引供電方式中，由于相鄰牽引變電所是由中間分相環節分開的，一個牽引變電所只能給其供電區間(大約30km)內的電力機車供電，由于列車運行的不均衡性，同一時段各供電區間上運行的列車數量有多有少，導致牽引所內包括牽引變壓器在內的主設備容量必須留有較大的余量，從而使牽引變壓器等主設備的成本增加；特別是在高速重載運輸條件下，更增加了牽引變壓器等主設備的制作難度。而貫通供電方式下，線路上的所有機車由沿線所有牽引變電所供電，因此變電所內包括牽引變壓器在內的主設備容量可以選擇較小，降低了制作難度和設備成本，同時也節省了投資和運行費用，特別是固定容量電
費支出。 在貫通供電方式下，列車不再頻繁地過分相，從而不會不斷地由于過分相而減速，尤其是列車重載運輸時，也不會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、平穩運行。同時，由于取消了所有的分相環節，避免了分相環節由于頻繁開斷易出故障的缺陷，列車運行更安全。 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。 下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的描述。
圖1是本發明實施例1的結構示意圖。
圖2是本發明實施例2的結構示意圖。
圖3是本發明實施例3的結構示意圖。
圖4是本發明實施例的潮流控制器結構示意圖。
具體實施方式
實施例1 圖1示出，一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是牽引變電所S內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P的三相A' 、B' 、C'對應相連，潮流控制器PFC連接在三相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相a， 13之間，兩輸出相a， |3中的一相的為機車供電；且各牽引變電所S均用同一相(圖l中為a相)為機車供電。
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圖4示出，本例的潮流控制器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。
實施例2 圖2示出，一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是牽引變電所S內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P的三相A' 、B' 、C'對應相連，潮流控制器PFC連接在三相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相a， 13之間，兩輸出相a， |3中的一相的為機車供電；且各牽弓I變電所S均用同一相為機車供電。 圖4示出，本例的潮流控制器PFC由單相隔離變壓器一T1、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。
實施例3 圖3示出，一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是牽引變電所S內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P的三相A' 、B' 、C'對應相連，潮流控制器PFC連接在三相-兩相平衡變壓器T的兩輸出相a， 13之間，兩輸出相a， |3中的一相的為機車供電；且各牽弓I變電所S均用同一相為機車供電。 圖4示出，本例的潮流控制器PFC由單相隔離變壓器一T1、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。
權利要求
一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是牽引變電所內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(P)的三相(A′、B′、C′)對應相連，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)中的一相的為機車(L)供電；且各牽引變電所均用同一相為機車(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(C)、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. 如權利要求1所述的一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，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。
全文摘要
一種電氣化鐵道無分相貫通供電系統，其組成是牽引變電所內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的三相對應相連，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車供電；且各牽引變電所均用同一相為機車供電；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。該系統能實現同一供電網內的鐵路全線連通，無分相貫通供電，簡化了工程設計，節省了投資和維護費用；保證了列車的高速、穩定、安全運行，尤其適用于高速、重載鐵路使用。
文檔編號B60M3/00GK101746282SQ20101012263
公開日2010年6月23日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者劉煒, 周福林, 張麗, 張麗艷, 易東, 李群湛, 解紹鋒, 郭鍇, 陳民武 申請人:西南交通大學