基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，包括：Scott接线牵引变压器以及平衡供电装置；其中，Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与平衡供电装置相连；平衡供电装置，控制平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡；能够实现三相平衡供电，消除负序和电压波动对公共连接点处其它供电线路下游电能质量敏感负荷的影响。

Balanced power supply system and method for traction transformer based on Scott connection

The invention discloses a balanced power supply system based on Scott wiring traction transformer, including Scott wiring traction transformer and balanced power supply device, in which the original side high voltage winding of Scott wiring traction transformer is connected with three-phase power supply, and the power supply output terminal of the secondary side first output winding of Scott wiring traction transformer is connected with electric machine. The power supply input end of the vehicle is connected, the power supply output end of the secondary second output winding in the secondary second output winding and the power supply output end of the secondary third output winding in the secondary third output winding are connected with the balanced power supply device; the balanced power supply device controls the active switching of the two converters in the balanced power supply device and the balanced power supply device. Reactive power output achieves three-phase current balance and three-phase balanced power supply, eliminating the negative sequence and voltage fluctuation on the downstream power quality sensitive load of other power supply lines at the public connection point.

【技术实现步骤摘要】
基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统及方法
本专利技术涉及牵引供电
，特别涉及一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统及方法。
技术介绍
牵引供电负荷是一种单相、不对称、频繁波动和非线性负荷，由于电力机车工况的复杂性，其牵引负荷波动频繁、冲击性大，对牵引供电系统和公共电网产生电压波动、负序等一系列不利影响，严重影响牵引网及三相公共电网的供电质量，降低铁路运营的安全性和经济性。牵引变电所的接入采用分段相序轮换供电，可以在一定程度上相互抵消，抑制单相大功率电力机车对整个电网系统造成的不良影响，但单个变电所的公共连接点处依旧存在三相不平衡度超标、电压波动超标等问题，影响其它供电线路下游电能质量敏感负荷的正常运行。目前，还没有一个系统构成简洁、控制方法简单有效的系统可以实现线路牵引供电系统高压进线侧三相实时平衡供电，消除负序、电压波动对共公共连接点处其它线路负荷的不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，能够实现三相平衡供电，消除负序和电压波动对公共连接点处其它供电线路下游电能质量敏感负荷的影响。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，包括：Scott接线牵引变压器以及平衡供电装置；其中，所述Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；所述Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与所述平衡供电装置相连；所述平衡供电装置，用于控制所述平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡。可选的，所述平衡供电装置包括：第一变流器、直流电容和第二变流器；所述第一变流器的输出端与所述直流电容并联后与所述第二变流器的输入端相连。可选的，所述原边高压绕组中的原边第二高压绕组的第一端连接在原边第一高压绕组的中间位置；所述原边第一高压绕组与所述次边第一输出绕组和所述次边第二组输出绕组共用铁芯；所述原边第二高压绕组与所述次边第三组输入绕组共用铁芯；所述次边第一输出绕组的容量大于所述次边第二组输出绕组的容量以及大于所述次边第三组输出绕组的容量。可选的，所述次边第二组输出绕组具有输出电压的多档位电压等级调节功能，和/或，所述次边第三组输出绕组具有输出电压的多档位电压等级调节功能。可选的，所述次边第二组输出绕组和所述次边第三组输出绕组的供电输出端输出所述平衡供电装置中变流器适用电压。可选的，所述次边第二输出绕组为次边第二高阻抗输出绕组，和/或，所述次边第三输出绕组为次边第三高阻抗输出绕组。可选的，所述次边第二组输出绕组具有一组次边第二输出绕组，所述次边第三组输出绕组具有一组次边第三输出绕组。可选的，本方案还包括：与三相电源相连的电压互感器，用于检测三相电源的三相母线电压；设置于所述次边第一输出绕组的第一端的第一电流互感器，用于检测牵引供电线路的电流值。可选的，本方案还包括：设置于所述原边高压绕组与所述三相电源相连的三条线路上的三个电流互感器，用于检测三相电源的供电线路电流；设置于所述次边第二输出绕组的第一端的第二电流互感器，用于检测所述第一变流器的电流值；设置与所述次边第三输出绕组的第二端的第三电流互感器，用于检测所述第二变流器的电流值。可选的，本方案还包括：设置于所述原边高压绕组上的三极断路器。本专利技术所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，包括：Scott接线牵引变压器以及平衡供电装置；其中，Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与平衡供电装置相连；平衡供电装置，用于控制平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡；可见，该系统利用平衡供电装置实现三相电源侧三相平衡供电，消除负序和电压波动对公共连接点处其它供电线路下游电能质量敏感负荷的影响，保证供电系统安全、可靠运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统的构成示意图；图2为本专利技术实施例所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统的主电路示意图；图3为本专利技术实施例所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统的原理示意图；图4为本专利技术实施例所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统的控制及保护逻辑参数获取示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，能够实现三相平衡供电，消除负序和电压波动对公共连接点处其它供电线路下游电能质量敏感负荷的影响。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例中的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统可用于电气化铁路电力系统，电力机车试验线系统；其中，针对于电气化铁路电力系统由于本实施例中不仅加入了平衡供电装置还仅仅设置一个次边第一输出绕组实现对电力机车的供电，因此该系统可以满足牵引供电系统供电的需求，同时可以实现高压进线侧三相负序治理，还可以取消变电所出口处的分相区，实现同相供电。针对于电力机车试验线系统通过引入的平衡供电装置，系统能够满足电力机车静调/动调试验需求，实现高压110kV侧(以及东北地区66kV)三相实时平衡供电，消除负序和电压波动对共公共连接点处其它供电线路下游敏感负荷的影响，保证供电安全、可靠。同时，本装置工作原理简单有效，一次系统构成简洁，功能和结构分区清晰，检修和维护方便。具体请参考图1，图1为本专利技术实施例所提供的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统的构成示意图；该系统可以包括：Scott接线牵引变压器(图1中所示的变压器T1)以及平衡供电装置(图1中所示的平衡供电装置BPSD)；其中，Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与平衡供电装置相连；平衡供电装置，控制平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡。其中，本实施例并不限定次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的个数，也不限定次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的个数。例如Scott接线牵引变压器的次边两个用于连接变流器的绕组可以为更多数量并联，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，其特征在于，包括：Scott接线牵引变压器以及平衡供电装置；其中，所述Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；所述Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与所述平衡供电装置相连；所述平衡供电装置，用于控制所述平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡。

【技术特征摘要】
1.一种基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，其特征在于，包括：Scott接线牵引变压器以及平衡供电装置；其中，所述Scott接线牵引变压器的原边高压绕组与三相电源相连；所述Scott接线牵引变压器的次边第一输出绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连，次边第二组输出绕组中的次边第二输出绕组的供电输出端和次边第三组输出绕组中的次边第三输出绕组的供电输出端与所述平衡供电装置相连；所述平衡供电装置，用于控制所述平衡供电装置中的两个变流器的有功通融及无功输出实现三相电流平衡。2.根据权利要求1所述的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，其特征在于，所述平衡供电装置包括：第一变流器、直流电容和第二变流器；所述第一变流器的输出端与所述直流电容并联后与所述第二变流器的输入端相连。3.根据权利要求1或2所述的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，其特征在于，所述原边高压绕组中的原边第二高压绕组的第一端连接在原边第一高压绕组的中间位置；所述原边第一高压绕组与所述次边第一输出绕组和所述次边第二组输出绕组共用铁芯；所述原边第二高压绕组与所述次边第三组输入绕组共用铁芯；所述次边第一输出绕组的容量大于所述次边第二组输出绕组的容量以及大于所述次边第三组输出绕组的容量。4.根据权利要求3所述的基于Scott接线牵引变压器的平衡供电系统，其特征在于，所述次边第二组输出绕组具有输出电压的多档位电压等级调节功能，和/或，所述次边第三组输出绕组具有输出电压的多档...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕顺凯，周方圆，何多昌，胡家喜，张志学，胡前，吴明水，肖宇翔，何健明，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43