一种多馈线组合式供变电构造制造技术

本发明专利技术公开了一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成，其中，牵引变压器两台及以上，均为单相接线，有源补偿装置由匹配变压器和交直交变流器构成，其匹配变压器为三相YNd接线，交直交变流器为单相结构，各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UAB、UBC、UCA，匹配变压器的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、UC。本发明专利技术具有良好的组合性，容易按照实际需求增减供电设备，实现合成负序相量在360°范围内的跟踪补偿。本发明专利技术可以实现价格昂贵的有源补偿装置容量需求的最小化，从而大大减少其在供电设备中所占比重，有效减少一次性投资，且可以方便地用于负荷转换为再生反馈情形，进一步增强系统的节能效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多馈线组合式供变电构造
本专利技术涉及城市轨道交通供电领域，尤其涉及一种多馈线组合式供变电构造。
技术介绍
干线电气化铁路普遍采用由公用电网供电的单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电网中尽可能取得平衡，往往对铁路沿线的各个牵引变电所采用轮换相序接入电网的供电方案，而单个牵弓I变电所往往采用电网三相中的两相供电。申请者提出的《一种电气化铁路同轴电缆供电系统，申请号:201410271250.9》，可以大大延长牵引变电所之间的供电距离，进而减少因牵引变电所数量增加而增加的影响列车顺畅运行的分相数量，同时，可以方便地将单相工频交流制引入以地铁、轻轨为代表的城市轨道交通的供电。与干线电气化铁路不同，城市轨道交通的每条线路较短并且相互独立、互不交叉，采用单相工频交流制同轴电缆供电系统可以消除现有单相直流制引起的杂散电流及其对地下建筑物和金属管道的不良影响，还能保持无分相的优势。当然，与电气化铁路一样，城市轨道交通也有使单相的牵引负荷在三相电网中尽可能保持平衡的问题，就是尽可能把各条线路轮换相序接入电网。 针对电气化铁路的单个牵引变电所和多条线路在同一地点集中轮换相序接入电网的城市轨道交通变电所，本申请提出一种新的构造方案，用最小容量和最小成本的有源补偿技术，使随机波动的牵引负荷产生的剩余负序就地平衡并满足国标要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种多馈线组合式供变电构造，提出电气化铁路的单个牵引变电所和多条线路在同一地点集中轮换相序接入电网的城市轨道交通变电所的构造方案，用最小容量和最小成本的有源补偿技术，使随机波动的牵引负荷产生的剩余负序(电压不平衡)就地平衡并满足国标要求。 本专利技术的目的是由以下技术方案来实现的: 一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成；其中，牵引变压器至少具有二台，均为单相接线，有源补偿装置由匹配变压器MT和交直交变流器ADA构成，其匹配变压器MT为三相YNd接线，交直交变流器ADA为单相结构；各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UmUp Uca，其中连接于线电压Uab上的牵引变压器记为牵引变压器一 TTAB，连接于线电压Ubc上的牵引变压器记为牵引变压器二TTbc,连接于线电压Uca上的牵引变压器记为牵引变压器三TTca ;匹配变压器MT的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、U。，匹配变压器MT的三个次边绕组分别连接三组交直交变流器的输入端口，其中连接于相电压Ua的一组交直交变流器记为交直交变流器一 ADAa,连接于相电压Ub的一组交直交变流器记为交直交变流器二 ADAb,连接于相电压Uc的一组交直交变流器记为交直交变流器三ADA。；牵引变压器一 TTab次边绕组与交直交变流器三ADA。的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线R输出馈线一 Fab;牵引变压器二 TTbc次边绕组与交直交变流器一 ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二 Fb。；牵引变压器三TTca次边绕组与交直交变流器二 ADAb的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线T输出馈线三Fca ;馈线Fab、馈线Fb。、馈线Fca的电压分别对应原边三个线电压UAB、UBC、UCA，其大小相同、相位互差120°。 记馈线一 Fab的负荷功率为Sab、馈线二 Fbe的负荷功率为Sb。、馈线三Fea的负荷功率为Sm,记负荷功率{Sab, Sbc, ScJ中最小负荷功率Smin = min {Sab, Sbc, ScJ，负荷功率{sab, Sbc, ScJ中最大负荷功率Smax = max {Sab, Sbc, ScJ，认为负荷功率因数为1，对应特定标准和馈线负荷组合工况，分三种情形: 甲、若最大负荷功率Smax=馈线一 Fab的负荷功率Sab，则有源补偿装置中的交直交变流器三ADA。的计算容量取馈线一 Fab的负荷功率Sab与最小负荷功率Smin之差Sab-Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半； 乙、若最大负荷功率Smax =馈线二 Fbe的负荷功率Sbc,则有源补偿装置中的交直交变流器一 ADAa的计算容量取馈线二 Fb。的负荷功率Sbc与最小负荷功率Smin之差Sb「Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半； 丙、若最大负荷功率Smax =馈线三Fea的负荷功率Sea，则有源补偿装置中的交直交变流器二 ADAb的计算容量取馈线三Fm的负荷功率Sm与最小负荷功率Smin之差Sea-Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半。 本专利技术的工作原理分以下两方面说明: A、当负荷的功率因数相同时，在正序电压下相位相差90°的负荷产生的负序相量的相位则相差180°，这就形成了最直接的、最小容量的负序补偿理论基础。在正序电压下线电压Uai^UbPUca分别与相电压UC、UA、UB相位相差90° ,于是有,连接于线电压Uab上的牵引变压器一 TTab与匹配变压器MT连接于相电压Uc的一对绕组及其交直交变流器三ADAc相匹配，连接于线电压Ubc上的牵引变压器二 TTbc与匹配变压器MT连接于相电压Ua的一对绕组及其交直交变流器一 ADAa相匹配，连接于线电压Uca上的牵引变压器三TTca与匹配变压器MT连接于相电压Ub的一对绕组及其交直交变流器二 ADAb相匹配。 B、当负荷的功率因数相同时，相位相差120°的三相负荷产生的合成负序是由三相中两个较大的负荷(其大小分别为Smaxl和Smax2)减去三相中最小的负荷(其大小为Smin)后剩余的相量(其大小分别为Smaxl-Smin和Smax2-Smin)叠加而成的，或者说，可认为三相负荷的大小经配项分别记为Smin+(Smaxl-Smin)、Smin+(Smax2-Smin)和Smin，其中三相Smin是对称的，其负序抵消，合成负序由两相负荷所余大小Smaxl-Smin和Smax2-Smin在负序电压下按120°叠加得到，这样可以进一步减小对有源补偿装置容量的需求。由此并结合工作原理A可以确定有源补偿装置中的各交直交变流器的容量，分三种情形: 甲、若最大负荷功率Smax=馈线一 Fab的负荷功率Sab，则有源补偿装置中的交直交变流器三ADA。的计算容量取馈线一 Fab的负荷功率Sab与最小负荷功率Smin之差Sab-Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半； 乙、若最大负荷功率Smax =馈线二 Fbe的负荷功率Sb。，则有源补偿装置中的交直交变流器一 ADAa的计算容量取馈线二 Fb。的负荷功率Sbc与最小负荷功率Smin之差Sb「Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半； 丙、若最大负荷功率Smax =馈线三Fea的负荷功率Sea，则有源补偿装置中的交直交变流器二 ADAb的计算容量取馈线三Fm的负荷功率Sm与最小负荷功率Smin之差Sea-Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半。 同样，各交直交变流器按以下规则运行，亦分三种情形: 甲、若最小负荷功率Smin=馈线一 Fab的负荷功率Sab，则有源补偿装置中的交直交变流器三ADA。不工作，而交直交变流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成；其特征在于：牵引变压器至少具有二台，均为单相接线；有源补偿装置由匹配变压器MT和交直交变流器ADA构成，其匹配变压器MT为三相YNd接线，交直交变流器ADA为单相结构；各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UAB、UBC、UCA，其中连接于线电压UAB上的牵引变压器记为牵引变压器一TTAB,连接于线电压UBC上的牵引变压器记为牵引变压器二TTBC,连接于线电压UCA上的牵引变压器记为牵引变压器三TTCA；匹配变压器MT的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、UC，匹配变压器MT的三个次边绕组分别连接三组交直交变流器的输入端口，其中连接于相电压UA的一组交直交变流器记为交直交变流器一ADAa，连接于相电压UB的一组交直交变流器记为交直交变流器二ADAb，连接于相电压UC的一组交直交变流器记为交直交变流器三ADAc；牵引变压器一TTAB次边绕组与交直交变流器三ADAc的输出端口相并联,一端接地,一端经牵引母线R输出馈线一Fab；牵引变压器二TTBC次边绕组与交直交变流器一ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二Fbc；牵引变压器三TTCA次边绕组与交直交变流器二ADAb的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线T输出馈线三Fca；馈线一Fab、馈线二Fbc、馈线三Fca的电压分别对应原边三个线电压UAB、UBC、UCA，其大小相同、相位互差120°。...

【技术特征摘要】
1.一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成；其特征在于:牵引变压器至少具有二台，均为单相接线；有源补偿装置由匹配变压器MT和交直交变流器ADA构成，其匹配变压器MT为三相YNd接线，交直交变流器ADA为单相结构；各个牵弓I变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UmUp Uca，其中连接于线电压Uab上的牵引变压器记为牵引变压器一TTAB，连接于线电压Ubc上的牵引变压器记为牵引变压器二TTbc,连接于线电压Uca上的牵引变压器记为牵引变压器三TTca ;匹配变压器MT的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、U。，匹配变压器MT的三个次边绕组分别连接三组交直交变流器的输入端口，其中连接于相电压Ua的一组交直交变流器记为交直交变流器一 ADAa,连接于相电压Ub的一组交直交变流器记为交直交变流器二 ADAb,连接于相电压Uc的一组交直交变流器记为交直交变流器三ADA。；牵引变压器一 TTab次边绕组与交直交变流器三ADA。的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线R输出馈线一 Fab;牵引变压器二 TTbc次边绕组与交直交变流器一 ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二 Fb。；牵引变压器三TTca次边绕组与交直交变流器二 ADAb的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线T输出馈线三Fea ;馈线一 Fab、馈线二 Fb。、馈线三Fea的电压分别对应原边三个线电压UAB、UBC、Uca，其大小相同、相位互差120°。2.根据权利要求1所述的一种多馈线组合式供变电构造，其特征在于:...

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