一种电力机车试验线平衡供电系统技术方案

本发明专利技术公开了电力机车试验线平衡供电系统，包括：机车牵引供电子系统包括牵引变压器，其原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器和平衡供电装置，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组输出绕组中的次边第一输出绕组的供电输出端和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。

A balanced power supply system for electric locomotive test line

The invention discloses a balanced power supply system for electric locomotive test line, which includes: the locomotive traction power supply subsystem includes traction transformer, whose primary winding is connected with three-phase power supply, and the output terminal of secondary winding is connected with the power supply input terminal of electric locomotive; the power balance subsystem includes Scott connection traction transformer and balanced power supply. The primary high-voltage winding of Scott connection traction transformer is connected with three-phase power supply; the secondary first output winding of Scott connection traction transformer is connected with the secondary second output winding and the secondary second output winding is connected with the balanced power supply device. The three-phase current balance can be achieved by controlling the active and reactive power output of the two converters in the balanced power supply device, and the three-phase balanced power supply can be realized to eliminate the influence of negative sequence and voltage fluctuation on the power quality sensitive load downstream of other power supply lines at the public connection point.

【技术实现步骤摘要】
一种电力机车试验线平衡供电系统
本专利技术涉及牵引供电
，特别涉及一种电力机车试验线平衡供电系统。
技术介绍
公共电网属于三相供电系统，电力机车属于大功率单相负荷，会导致公共电网三相严重不平衡。电气化铁路采用220kV或者110kV供电，电压等级高，供电容量大，同时采用分段相序轮换供电，可以有效抑制单相大功率电力机车造成的不良影响。电力机车试验线通常采用采用普遍存在的交流三相10kV电源供电，通过变压器输出单相25kV电压给电力机车供电具体请参考图1，由于10kV系统容量相对较小，供给SS型、HXD型电力机车、CRH型高速动车组等大功率单相不平衡负载时，造成的负序会影响同线供电敏感负荷的正常用电，而且容易出现不平衡负荷或者单相过载引起的上级变压器跳闸故障，影响供电系统安全、可靠运行。为了保证电力机车出厂动调试验正常运行，往往只是采取同线负载临时限电，增大上级变压器容量的措施。目前，还没有一个简单、有效的供电系统可以实现满足电力机车动调试验牵引供电的同时，显著减小10kV进线侧母线电流，实现三相平衡供电。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电力机车试验线平衡供电系统，该系统能够实现10kV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。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电力机车试验线平衡供电系统，包括：机车牵引供电子系统，功率平衡子系统；其中，所述机车牵引供电子系统包括牵引变压器，其中，所述牵引变压器的原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；所述功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器和平衡供电装置，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组输出绕组中的次边第一输出绕组的供电输出端和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，所述次边第一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，所述次边第二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，所述次边第一组输出绕组和所述次边第二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，所述次边第一组输出绕组的容量大于或者等于所述次边第二组输出绕组的容量。可选的，所述次边第一组输出绕组具有一组次边第一输出绕组，所述次边第二组输出绕组具有一组次边第二输出绕组。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；设置于所述牵引变压器的次边绕组的第一端的机车电流互感器，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，以及设置于所述牵引变压器的原边绕组上的电流互感器，用于检测供电线路电流；设置于所述次边第一输出绕组的第一端的第一电流传感器，用于检测所述第一变流器的电流值；设置与所述次边第二输出绕组的第二端的第二电流传感器，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，以及设置于所述牵引变压器的原边绕组上的二极断路器。可选的，所述次边第一输出绕组为次边第一高阻抗输出绕组，和/或，所述次边第二输出绕组为次边第二高阻抗输出绕组。本专利技术所提供的电力机车试验线平衡供电系统，包括：机车牵引供电子系统，功率平衡子系统；其中，机车牵引供电子系统包括牵引变压器，其中，牵引变压器的原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器和平衡供电装置，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组输出绕组中的次边第一输出绕组的供电输出端和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10kV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为现有技术所提供的电力机车试验线供电系统及与其共PCC点处三相负荷供电回路关系图；图2为本专利技术实施例所提供的电力机车试验线平衡供电系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的电力机车试验线平衡供电系统的主电路示意图；图4为本专利技术实施例所提供的电力机车试验线平衡供电系统的原理示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种电力机车试验线平衡供电系统，该系统能够实现10kV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。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。请参考图2，图2为本专利技术实施例所提供的电力机车试验线平衡供电系统的结构示意图；该系统可以包括：机车牵引供电子系统，功率平衡子系统；其中，机车牵引供电子系统包括牵引变压器(如图2中T1所示)，其中，牵引变压器的原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；具体的，机车牵引供电子系统的功能是将10kV单相线电压转换为电力机车额定牵引供电电压25kV，满足电力机车动调电能需求。即这里的牵引变压器为单相升压变压器。本实施例并不限定具体的电力机车额定牵引供电电压的数值，具体可以是25kV，其也可以根据实际电力机车的供电要求进行适应性修改。其中，由于图2是一种具体的实现方式，图2中T1的原边绕组的第一端(左边的一端)与三相电源ABC的A相相连，原边绕组的第二端(右边的一端)与三相电源ABC的C相相连，此时对应的次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；其中，次边绕组的第一端(左边的一端)与原边绕组的第一端(左边的一端)为同名端(在图2中均以黑色圆点表示)，次边绕组的第二端(右边的一端)与原边绕组的第二端(右边的一端)为同名端(在图2中均以黑色菱形表示)。功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器(如图2中T2所示)和平衡供电装置(图2中与T2次边第一组输出绕组和次边第二组输出绕组相连的部分，即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接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力机车试验线平衡供电系统，其特征在于，包括：机车牵引供电子系统，功率平衡子系统；其中，所述机车牵引供电子系统包括牵引变压器，其中，所述牵引变压器的原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；所述功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器和平衡供电装置，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组输出绕组中的次边第一输出绕组的供电输出端和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】
1.一种电力机车试验线平衡供电系统，其特征在于，包括：机车牵引供电子系统，功率平衡子系统；其中，所述机车牵引供电子系统包括牵引变压器，其中，所述牵引变压器的原边绕组与三相电源相连，次边绕组的供电输出端与电力机车的供电输入端相连；所述功率平衡子系统包括Scott接线牵引变压器和平衡供电装置，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组输出绕组中的次边第一输出绕组的供电输出端和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所述的电力机车试验线平衡供电系统，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2所述的电力机车试验线平衡供电系统，其特征在于，所述次边第一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，所述次边第二组输出绕组具有输出电压的多档位电压等级调节功能。4.根据权利要求3所述的电力机车试验线平衡供电系统，其特征在于，所述次边第一组输出绕组和所述次边第二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。5.根据权利要求4所述的电力机车试验线平...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家喜，吕顺凯，周方圆，曹洋，张志学，邱文俊，胡前，肖宇翔，何健明，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43