一种含储能装置的牵引变电所主接线制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种含储能装置的牵引变电所主接线，包括牵引变压器、变压器、变流器、储能装置，以及27.5kV母线一和27.5kV母线二；牵引变压器原边接入三相电力系统，次边通过隔离开关一、断路器一、电流互感器一与27.5kV母线一相连，通过隔离开关二、断路器二、电流互感器二与27.5kV母线二相连；27.5kV母线一通过电流互感器三、断路器三、隔离开关三、变压器、变流器和电流互感器四与储能装置相连；储能装置与电压互感器二相连；27.5kV母线一与电压互感器相连。本实用新型专利技术能达到稳定27.5kV母线T1电压和实现能量回收利用的双重目的，提高了系统能量利用效率，实施方便、容易，既适用于旧牵引变电所的改造也适用于新牵引变电所的建设。

Main wiring of traction substation with energy storage device

The utility model relates to a main connection of traction substation containing energy storage device, including traction transformer, transformer, converter, energy storage device, 27.5kV bus one and 27.5kV bus two; the original side of the traction transformer is connected to the three-phase power system, the secondary side passes the isolation switch one, the circuit breaker one, the current transformer one and the 27.5kV The bus bar is connected by the isolation switch two, the circuit breaker two, the current transformer two and the 27.5kV bus two; the 27.5kV bus is connected by the current transformer three, the circuit breaker three, the isolation switch three, the transformer, the converter, and the current transformer four; the energy storage device is connected with the voltage transformer two; the 27.5kV bus is connected with the voltage transformer two; The first is connected with the voltage transformer. The utility model can achieve the dual purpose of stabilizing the T1 voltage of the 27.5kV bus and realizing the energy recovery and utilization. It improves the energy utilization efficiency of the system. It is convenient and easy to implement. It is also suitable for the construction of the new traction substation, which is suitable for the old traction substation.

【技术实现步骤摘要】
一种含储能装置的牵引变电所主接线
本技术涉及铁路电气化
，具体涉及一种含储能装置的牵引变电所主接线。
技术介绍
目前，我国铁路运行列车以交-直-交列车为主，列车制动时多采用再生制动方式，列车进行再生制动时将牵引电机由电动机状态转变为发电机状态，将列车运行的动能转化为电能，由再生制动转化而来的电能可由受电弓反馈回接触网供给其他相邻列车使用。我国铁路普遍采用单相工频交流制式，沿线接触网被分割成若干供电区间，同一区间内同时存在牵引工况和制动工况列车的概率较低，造成列车再生制动时产生的电能被相邻处于牵引工况的列车利用的概率降低，导致列车再生制动能量利用率偏低，多余由再生制动产生的能量得不到有效利用，造成能量浪费。传统牵引变电所无储能装置，多余由再生制动产生的电能不能被立即储存，只能由相邻处于牵引工况的列车进行消耗，未被消耗的再生制动能量将沿牵引变电所流入电力系统，对电力系统用户造成不良影响。此外，高速、重载铁路都需要大容量供电，尤其是在列车发车频率较高时，对电能的需求将更加巨大，列车再生制动产生的能量将更多，大量再生制动能量不能被高效利用将导致铁路部门需要支付高昂的电费成本，加重了铁路部门的经济负担。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种含储能装置的牵引变电所主接线,该种主接线可将由列车再生制动产生的电能进行储存，当列车需要能量供给时再将储存起来的能量释放供列车使用，能够提高再生制动能量利用率，降低列车向牵引供电系统的取能，达到节能的目的。本技术所采用的技术方案为：一种含储能装置的牵引变电所主接线，其特征在于：包括牵引变压器TT1、变压器TT2、变流器UC、储能装置ES，以及27.5kV母线一T1和27.5kV母线二T2；牵引变压器TT1原边接入三相电力系统，次边通过隔离开关一GK1、断路器一DL1、电流互感器一LH1与27.5kV母线一T1相连，通过隔离开关二GK2、断路器二DL2、电流互感器二LH2与27.5kV母线二T2相连；27.5kV母线一T1通过电流互感器三LH3、断路器三DL3、隔离开关三GK3、变压器TT2、变流器UC和电流互感器四LH4与储能装置ES相连；储能装置ES与电压互感器二YH2相连；27.5kV母线一T1与电压互感器YH1相连。变流器UC采用两电平H桥变流器，由8个功率模块构成，各功率模块均由大功率晶体管和二极管并联构成；各功率模块两两通过发射极与集电极串联构成四组功率模块组，四组功率模块组的未串联的集电极并联，未串联的发射极也并联；四组功率模块组未串联的集电极与未串联的发射极之间并联直流电容C；变流器UC左右两端口均分别与电抗器L串联。本技术具有以下优点：一、本技术通过将储能装置经电流互感器四、变流器、变压器、隔离开关三、断路器三和电流互感器三与27.5kV母线T1相连，能够将27.5kV母线T1上多余再生制动能量经变压器和变流器后由储能装置储存起来，并在27.5kV母线T1电压较低时能够将储存起来的能量经变流器和变压器进行释放，达到了稳定27.5kV母线T1电压和实现能量回收利用的双重目的，提高了牵引供电系统的安全性与经济性。二、本技术只需要增加断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、变压器、变流器和储能装置即可，实施方便、容易，既适用于旧牵引变电所的改造也适用于新牵引变电所的建设。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图。图2是本技术实施例的变流器结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。本技术涉及的一种含储能装置的牵引变电所主接线，包括牵引变压器TT1、变压器TT2、变流器UC、储能装置ES，以及27.5kV母线一T1和27.5kV母线二T2。牵引变压器TT1原边接入三相电力系统，次边通过隔离开关一GK1、断路器一DL1、电流互感器一LH1与27.5kV母线一T1相连，通过隔离开关二GK2、断路器二DL2、电流互感器二LH2与27.5kV母线二T2相连。27.5kV母线一T1通过电流互感器三LH3、断路器三DL3、隔离开关三GK3、变压器TT2、变流器UC和电流互感器四LH4与储能装置ES相连；储能装置ES与电压互感器二YH2相连；27.5kV母线一T1与电压互感器YH1相连。变流器UC采用两电平H桥变流器，由8个功率模块构成，各功率模块均由大功率晶体管（如：绝缘栅双极型晶体管IGBT）和二极管并联构成；各功率模块两两通过发射极与集电极串联构成四组功率模块组，四组功率模块组的未串联的集电极并联，未串联的发射极也并联；四组功率模块组未串联的集电极与未串联的发射极之间并联直流电容C；变流器UC左右两端口均分别与电抗器L串联。该主接线利用电流互感器一检测牵引变压器次边电流方向，利用电压互感器一检测接触线母线电压幅值，当电流互感器一检测的电流流向牵引变压器或电压互感器一检测到的电压幅值大于某一阈值（如：29kV）时，储能装置进行充电；当电流互感器一检测的电流流出牵引变电所且电压互感器一检测到的电压幅值小于某一阈值（如：22.5kV）时，储能装置进行放电。电流互感器四和电压互感器二用于检测储能装置的电流与电压是否超过稳定工作值。本技术的工作过程和原理是：当电流互感器一LH1检测到牵引变压器TT1次边电流流向牵引变压器TT1或电压互感器一YH1检测到27.5kV母线T1电压高于某一阈值（如：29kV）时，隔离开关三GK3和断路器三DL3均合闸，27.5kV母线T1上多余由再生制动产生的电能将沿电流互感器三LH3、断路器三DL3、隔离开关三GK3、变压器TT2、变流器UC和电流互感器四LH4对储能装置ES进行充电。变压器TT2对由再生制动产生的电能进行降压处理，变流器UC将再生制动产生的交流电能整流为直流电能以便储能装置ES进行储存，储能装置ES为含储能原件的能量储存系统（如：超级电容、电池等）。当电流互感器一LH1检测到牵引变压器TT1次边电流流出牵引变压器TT1且电压互感器一YH1检测到27.5kV母线T1电压低于某一阈值（如：22.5kV）时,隔离开关三GK3和断路器三DL3均合闸，储能装置ES将其储存起来的能量进行释放，该能量经变流器UC转变为交流电能并经变压器TT2升压为27.5kV母线T1额定电压为27.5kV母线T1供电。电压互感器二YH2和电流互感器四LH4用于实时检测储能装置ES工作电压与电流，以判断储能装置ES工作电压或电流是否超过稳定工作值，当电压互感器二YH2检测的电压幅值或电流互感器四LH4检测的电流幅值超过储能装置ES稳定工作时的电压值或电流值时，断路器三DL3和隔离开关三GK3均分闸，储能装置ES所在支路与27.5kV母线T1隔离断开；电流互感器三LH3用于检测储能装置ES所在支路电流值，当该电流值超出储能装置ES所在支路的最大承受电流时，断路器三DL3和隔离开关三GK3均分闸，储能装置ES所在支路与27.5kV母线T1隔离断开。本技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本技术说明书而对本技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含储能装置的牵引变电所主接线，其特征在于：包括牵引变压器（TT1）、变压器（TT2）、变流器（UC）、储能装置（ES），以及27.5kV母线一（T1）和27.5kV母线二（T2）；牵引变压器（TT1）原边接入三相电力系统，次边通过隔离开关一（GK1）、断路器一（DL1）、电流互感器一（LH1）与27.5kV母线一（T1）相连，通过隔离开关二（GK2）、断路器二（DL2）、电流互感器二（LH2）与27.5kV母线二（T2）相连；27.5kV母线一（T1）通过电流互感器三（LH3）、断路器三（DL3）、隔离开关三（GK3）、变压器（TT2）、变流器（UC）和电流互感器四（LH4）与储能装置（ES）相连；储能装置（ES）与电压互感器二（YH2）相连；27.5kV母线一（T1）与电压互感器（YH1）相连。

【技术特征摘要】
1.一种含储能装置的牵引变电所主接线，其特征在于：包括牵引变压器（TT1）、变压器（TT2）、变流器（UC）、储能装置（ES），以及27.5kV母线一（T1）和27.5kV母线二（T2）；牵引变压器（TT1）原边接入三相电力系统，次边通过隔离开关一（GK1）、断路器一（DL1）、电流互感器一（LH1）与27.5kV母线一（T1）相连，通过隔离开关二（GK2）、断路器二（DL2）、电流互感器二（LH2）与27.5kV母线二（T2）相连；27.5kV母线一（T1）通过电流互感器三（LH3）、断路器三（DL3）、隔离开关三（GK3）、变压器（TT2）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛望群，刘巍，陈民武，宫衍圣，黄文勋，王继来，魏光，刘洋，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61