一种牵引变电所群的负序集中补偿控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种牵引变电所群的负序集中补偿控制系统及其控制方法，涉及交流电气化铁路供电技术领域。牵引变电所群包含n个牵引变电所，其原边由同一个变电站的分段母线供电，牵引变电所群中1个牵引变电所设定为负序补偿变电所，其余n‑1个牵引变电所为单相变电所，牵引变电所群内各牵引母线及牵引馈线电压相别相同，其牵引网实施贯通式同相供电；负序补偿变电所进行负序集中补偿，同相补偿装置的控制器的输入端连接负序补偿变电所的电流互感器、电压互感器，并通过光纤网络连接各单相变电所的电流互感器、电压互感器，其输出端连接同相补偿装置的控制端，进行同步数据传输和实时控制，使总的负序达标。主要用于电气化铁路贯通供电系统。

A negative sequence centralized compensation control system for traction substation and its control method

The invention provides a negative sequence centralized compensation control system for traction substations and a control method thereof, and relates to the technical field of AC electrified railway power supply. The traction substation group consists of N traction substations whose original side is supplied by the sectional bus of the same substation, one traction substation in the traction substation group is set as a negative sequence compensation substation, and the other n_1 traction substation is a single-phase substation. The voltage of each traction bus and the traction feeder in the traction substation group is the same. The traction network implements through-type in-phase power supply; the negative sequence compensation substation carries on the negative sequence centralized compensation; the input end of the controller of the in-phase compensation device connects the current transformer and voltage transformer of the negative sequence compensation substation, and connects the current transformer and voltage transformer of each single phase transformer through the optical fiber network, and the output end of the transformer is connected. The control terminal of the phase compensation device performs synchronous data transmission and real-time control to make the total negative sequence reach the standard. It is mainly used for electrified railway through power supply system.

【技术实现步骤摘要】
一种牵引变电所群的负序集中补偿控制系统及其控制方法
本专利技术涉及交流电气化铁路供电
，尤其涉及牵引变电所群的负序集中补偿技术。
技术介绍
电气化铁道普遍采用由公用电力系统供电的单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电力系统中尽可能平衡分配，电气化铁道往往采用轮换相序、分相分区供电的方案。分相分区处的相邻供电区之间用分相绝缘器隔离，形成电分相，简称分相。电分相环节是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，列车过分相成为了高速铁路乃至整个电气化铁路牵引供电的瓶颈。理论和实践表明在牵引变电所采用单相牵引变压器或组合式同相供电技术可以取消其出口处的电分相，在分区所采用双边连通技术可以取消该处的电分相，从而消除供电瓶颈，提高铁路供电能力和运输能力。其中，牵引变电所采用单相牵引变压器或组合式同相供电技术取消其出口处的电分相的技术已经得到成功应用，效果甚好，而分区所的双边连通类似于电网的合环运行，其应用受到电网条件的制约，比如电网输电线与牵引网形成并联关系且电压等级较为接近，会出现牵引网中的穿越功率(均衡电流)较大的问题，加之缺乏相关标准，影响双边供电(合环)的实施，但有一种供电结构不产生穿越功率，这就是辐射式结构供电方式，即电网的同一变电站的分段母线分别给多个牵引变电所进行供电，换言之，在网络图论上形成树形供电：该变电站是树根，各个牵引变电所是叶。此时，在牵引变电所采用单相牵引变压器或组合式同相供电技术取消其出口处的电分相，在分区所采用双边连通技术而取消该处的电分相，就不会在牵引网中造成穿越功率，从而创造电网与铁路双赢的局面。在此，我们称电网同一变电站以辐射式结构给多个牵引变电所供电的这些牵引变电所为牵引变电所群。进行贯通式同相供电的、最优化的牵引变电所群这样构成：牵引变电所群中最多1个牵引变电所为负序补偿变电所，其余为单相变电所，牵引变电所群内所有单相牵引母线的电压相别相同。本专利技术解决牵引变电所群的负序集中补偿的技术问题，满足国家标准，且使补偿容量为最小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种牵引变电所群的负序集中补偿控制系统，它能有效地解决牵引变电所群中分散的各个牵引变电所产生的负序进行集中补偿的设备问题。本专利技术的另一个目的是提供一种牵引变电所群的负序集中补偿控制方法，它能有效地解决该牵引变电所群中分散的各个牵引变电所产生的负序集中进行实时补偿的技术问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种牵引变电所群的负序集中补偿测控系统，牵引变电所群包含n个牵引变电所，其原边由同一个变电站的分段母线供电，分段母线负序允许容量为Sd,牵引变电所群中的一个牵引变电所为负序补偿变电所CPS，采用不等容Scott接线主变压器，该主变压器的次边牵引绕组一端接地，另一端引至牵引母线TB1，次边的补偿绕组连接同相补偿装置ADA原边，同相补偿装置ADA的次边一端接地，另一端亦引至牵引母线TB1，其余n-1个牵引变电所为单相变电所SPS，采用单相接线主变压器，该主变压器的次边绕组一端接地，另一端引至牵引母线TBi；牵引变电所群内各牵引母线TBi电压相别相同，且均引出牵引馈线Fi，i＝2,3,...，n,n≥2；负序集中补偿测控系统由各牵引馈线Fi的电流互感器CTi、电压互感器PTi、光纤网络FO和同相补偿装置ADA的控制器PS共同构成；同相补偿装置ADA的控制器PS的输入端连接负序补偿变电所的电流互感器CT1、电压互感器PT1，并通过光纤网络FO连接各单相变电所的电流互感器CTi、电压互感器PTi，控制器PS的输出端连接同相补偿装置ADA的控制端；i＝2,3,...，n,n≥2。本专利技术的另一个目的是通过以下技术方案来实现的，牵引变电所群的负序集中补偿控制方法是:设变电站分段母线负序允许容量为Sd，经电流互感器CTi、电压互感器PTi同步测量的各牵引馈线Fi瞬时功率为si(t)，i＝1,2,…,n,n≥2，计各牵引馈线Fi时刻t的瞬时功率si(t)的总和为s(t)，则控制器PS控制同相补偿装置ADA时刻t输出的瞬时功率sC(t)应为：sC(t)＝[s(t)-Sd]/2当sC(t)＜0时，令sC(t)＝0，代表同相补偿装置ADA停运。本专利技术的工作原理是：交直交列车的功率因数很高，接近1，且各个牵引变电所的功率因数相同，以给牵引变电所群供电的变电站分段母线为PCC(负序考核点)，牵引变电所群内所有单相牵引母线的电压相别相同，工程上每个牵引母线在PCC处产生的总的负序电流可以用标量代数和计算，总的负序可以在一个牵引变电所进行集中补偿，各个变电所的负序功率与同相补偿装置的负序功率合成之后满足国标要求；牵引变电所群中1个牵引变电所为负序补偿变电所，采用不等容Scott接线主变，主变次边牵引绕组与次边补偿绕组电压相差90°，同相补偿装置的负序补偿效果达到最佳；利用光纤网络传输容量大、速度快的优势和数据同步技术获得异地各个牵引变电所的同步数据，进行实时控制，使负序达到国标要求。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、可以在更大范围内实施贯通式同相供电，最大范围取消电分相，不产生穿越功率。二、在牵引变电所群的多个牵引变电所中设定一个负序补偿变电所进行负序集中补偿，可使牵引变电所群的整体结构最简化，同相补偿装置最优化，投资最小化，系统性价比最大化。三、实现异地与当地数据同步，集中进行实时负序控制，达到国标规定值。四、结构简单，性能优越、技术先进、方法可靠，易于实施。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术调控器结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。实施例图1示出，本专利技术实施例的牵引变电所群的负序集中补偿控制系统结构示意图：一种牵引变电所群的负序集中补偿测控系统，牵引变电所群包含n个牵引变电所，其原边由同一个变电站的分段母线供电，分段母线负序允许容量为Sd，牵引变电所群中的第一个牵引变电所为负序补偿变电所CPS，采用不等容Scott接线主变压器，该主变压器的次边牵引绕组一端接地，另一端引至牵引母线TB1，次边的补偿绕组连接同相补偿装置ADA原边，同相补偿装置ADA的次边一端接地，另一端亦引至牵引母线TB1，第二个到第n-1个牵引变电所为单相变电所SPS，采用单相接线主变压器，该主变压器的次边绕组一端接地，另一端引至牵引母线TBi；牵引变电所群内各牵引母线TBi电压相别相同，且均引出牵引馈线Fi，i＝2,3,...，n,n≥2；负序集中补偿测控系统由各牵引馈线Fi的电流互感器CTi、电压互感器PTi、光纤网络FO和同相补偿装置ADA的控制器PS共同构成；同相补偿装置ADA的控制器PS的输入端连接负序补偿变电所的电流互感器CT1、电压互感器PT1，并通过光纤网络FO连接各单相变电所的电流互感器CTi、电压互感器PTi，i＝2,3,...，n,n≥2，控制器PS的输出端连接同相补偿装置ADA的控制；。图1中，各牵引馈线Fi向牵引网OCS供电，牵引网OCS向列车L1、L2、L3等供电。图2是本专利技术的调控器PS的结构示意图，控制器PS的输入端连接负序补偿变电所的电流互感器、电压互感器，并通过光纤网络FO连接各单相变电所的电流互感器、电压互感器，控制器PS的输出端连接同相补偿装置ADA的控制端。结合图1、2，已知给牵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引变电所群的负序集中补偿测控系统，该牵引变电所群包含n个牵引变电所，其原边由同一个变电站的分段母线供电，分段母线负序允许容量为Sd，其特征在于：该负序集中补偿测控系统由各牵引馈线Fi的电流互感器CTi、电压互感器PTi、光纤网络FO以及同相补偿装置ADA的控制器PS共同构成；其中，牵引变电所群中的一个牵引变电所设定为负序补偿变电所CPS，采用Scott接线主变压器，该主变压器的次边牵引绕组一端接地，另一端引至牵引母线TB1连接，次边的补偿绕组连接同相补偿装置ADA原边，同相补偿装置ADA的次边一端接地，另一端亦引至牵引母线TB1连接，其余n‑1个牵引变电所为单相变电所SPS，采用单相接线主变压器，该主变压器的次边绕组一端接地，另一端引至牵引母线TBi连接；它们在牵引变电所群内各自连接的牵引母线TBi电压相别相同，且均引出牵引馈线Fi，i＝2，3，..，n，n≥2；同相补偿装置ADA的控制器PS的输入端连接负序补偿变电所CPS的电流互感器CT1、电压互感器PT1，并通过光纤网络FO连接各单相变电所SPS的电流互感器CTi、电压互感器PTi，i＝2,3,...，n,n≥2；控制器PS的输出端连接同相补偿装置ADA的控制端。...

【技术特征摘要】
1.一种牵引变电所群的负序集中补偿测控系统，该牵引变电所群包含n个牵引变电所，其原边由同一个变电站的分段母线供电，分段母线负序允许容量为Sd，其特征在于：该负序集中补偿测控系统由各牵引馈线Fi的电流互感器CTi、电压互感器PTi、光纤网络FO以及同相补偿装置ADA的控制器PS共同构成；其中，牵引变电所群中的一个牵引变电所设定为负序补偿变电所CPS，采用Scott接线主变压器，该主变压器的次边牵引绕组一端接地，另一端引至牵引母线TB1连接，次边的补偿绕组连接同相补偿装置ADA原边，同相补偿装置ADA的次边一端接地，另一端亦引至牵引母线TB1连接，其余n-1个牵引变电所为单相变电所SPS，采用单相接线主变压器，该主变压器的次边绕组一端接地，另一端引至牵引母线TBi连接；它们在牵引变电所群内各自连接的牵引母线TBi电压相别相同，且均引出牵引馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，解绍锋，郭锴，赵艺，黄小红，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51