一种电气化铁路交流变频电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电气化铁路交流变频电源装置，包括：输入隔离变压器和交流变频电源屏，所述输入隔离变压器一端连接供电系统，另一端连接所述交流变频电源屏，所述交流变频电源屏的另一端作为所述电源装置的供电输出端。其中可选的，所述输入隔离变压器的输入和供电系统相连，变压器原边绕组有三个接线端子，分别接α相牵引母线、β相牵引母线和地平面，变压器的次边绕组为星型连接，有四个端子，三相四线制输出；所述交流变频电源屏为三相四线输入，三相四线输出。本发明专利技术能够有效提高供电系统供电的电能质量，可以提供幅值稳定、无谐波和平衡对称的三线四线制正弦波电源，保证用电的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电气化铁路交流变频电源装置
本专利技术涉及电力设备
，更具体地，涉及一种电气化铁路交流变频电源装置。
技术介绍
牵引变电所把区域电力系统送来的电能根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电。在现有技术中，铁路牵引变电所通过所用变压器连接铁路牵引网27.5kV系统获得380V低压电源。铁路牵引网27.5kV供电系统电能质量受机车类型、气候环境、地理位置、经济发展水平等的影响，电能质量较差，导致牵引变电所380V低压电源幅值波动大，电压波形畸变严重，三相电压不平衡不对称等问题，严重危害用电设备的安全。同时，受牵引网27.5kV系统电能质量的影响，所用变压器也经常发生绝缘损坏等故障，降低了供电可靠性。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供一种电气化铁路交流变频电源装置，用以有效提高供电系统供电的电能质量，提供幅值稳定、无谐波和平衡对称的三线四线制正弦波电源，保证用电的安全性和可靠性。本专利技术提供一种电气化铁路交流变频电源装置，包括：输入隔离变压器1和交流变频电源屏2；所述输入隔离变压器1一端连接供电系统3，另一端连接所述交流变频电源屏2，所述交流变频电源屏2的另一端作为所述电源装置的供电输出端。其中，所述输入隔离变压器1的输入端和供电系统3相连，所述输入隔离变压器1的原边绕组中三个接线端子分别连接所述供电系统3的α相牵引母线、β相牵引母线和地平面，所述输入隔离变压器1的次边绕组为星型连接，具有四个输出接线端子，三相四线制输出；所述交流变频电源屏2为三相四线输入，三相四线输出。其中，所述交流变频电源屏2包括旁路开关21、输入开关22、输出开关23和AC/DC/AC功率模块24；当所述旁路开关21闭合，所述输入开关22和所述输出开关23断开，且所述AC/DC/AC功率模块24停机时，所述供电系统3直接通过所述输入隔离变压器1为用电设备供电；当所述旁路开关21断开，所述输入开关22和所述输出开关23闭合，且所述AC/DC/AC功率模块24运行时，所述供电系统3通过所述交流变频电源屏2为用电设备供电。其中，所述交流变频电源屏2的旁路开关21和输出开关23联锁，不同时处于闭合状态。其中，所述AC/DC/AC功率模块24包括输入滤波电路241、整流电路242、直流电容243、输出滤波电容244、逆变电路245和输出滤波电抗器246；所述输入滤波电路241包括1个三相电抗器或3个单相电抗器；所述整流电路242包括3个IGBT桥臂，为三相全桥高频整流电路；所述输出滤波电容244为按星形连接方式组成的电容；所述逆变电路245包括4个IGBT桥臂，为三相四线制逆变电路；所述输出滤波电抗器246包括4个单相电抗器；所述AC/DC/AC功率模块24为三相三线输入，三相四线输出。其中，所述输入隔离变压器1的输入端和供电系统3相连，所述输入隔离变压器1的原边绕组包括一个高压绕组，所述高压绕组的一个端子连接所述供电系统3的α相牵引母线或β相牵引母线，所述高压绕组的另一个端子连接地平面，所述输入隔离变压器1的次边为低压绕组单相输出；所述交流变频电源屏2为单相输入，三相四线输出。其中，所述交流变频电源屏2进一步具体包括：单相输入开关201、AC/DC/AC功率模块202和三相四线输出开关203；所述单相输入开关201的第一端连接所述输入隔离变压器1的输出端，所述单相输入开关201的第二端连接所述AC/DC/AC功率模块202的输入端，所述AC/DC/AC功率模块202的输出端连接所述三相四线输出开关203的第一端，所述三相四线输出开关203的第二端连接用电设备；所述AC/DC/AC功率模块202为单相输入、三相四线输出，所述单相输入开关201和所述三相四线输出开关203闭合，且所述AC/DC/AC功率模块202运行时，可将输入的单相电转换为三相电输出。其中，所述AC/DC/AC功率模块202包括输入滤波电路2021、整流电路2022、直流电容2023、逆变电路2024、输出滤波电抗器2025和输出滤波电容2026；所述输入滤波电路2021包括一个单相电抗器；所述整流电路2022包括2个IGBT桥臂，为单相全桥高频整流电路；所述逆变电路2024包括4个IGBT桥臂20241，为三相四线制逆变器；所述输出滤波电抗器2025包括4个单相电抗器；所示输出滤波电容2026为按星形连接方式组成的电容；所述AC/DC/AC功率模块202为单相输入，三相四线输出。本专利技术提供的一种电气化铁路交流变频电源装置，该装置利用输入隔离变压器的高阻抗特性和交流变频电源屏的直流环节，同时通过交流变频电源的净化作用，为用电设备提供了幅值稳定、波形畸变小和三相平衡对称的正弦波电源，保证了用电安全性和可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置的一种整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置的另一种整体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中一种交流变频电源屏的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中另一种交流变频电源屏的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中一种AC/DC/AC功率模块的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中一种AC/DC/AC功率模块的变流拓扑图；图7为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中另一种交流变频电源屏的种结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置中另一种AC/DC/AC功率模块变流拓扑图。具体实施方式为使本专利技术的目的、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的一部分实施例，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的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。作为本专利技术实施例的一个实施例，本实施例提供一种电气化铁路交流变频电源装置，参考图1，为本专利技术实施例提供的电气化铁路交流变频电源装置的一种整体结构示意图，包括：输入隔离变压器1和交流变频电源屏2。其中，输入隔离变压器1一端连接供电系统3，另一端连接交流变频电源屏2，交流变频电源屏2的另一端作为电源装置的供电输出端。可以理解为，输入隔离变压器1能够隔离谐波。交流变频电源屏2提供经交流-直流-交流(AC-DC-AC，AC为AlternatingCurrent，DC为directcurrent)功率模块变换的双逆变电源，主要将现有电网中的交流电变换成其它频率的交流电，它的输出波形是稳定纯净的正弦波且输出电压和频率在一定范围内可调，具有稳压，稳频范围宽，精度高，重量轻，体积小，输出带有隔离变压器，输出波形品质好，负载适用性强等特点。供电系统3可以为输入连接铁路牵引网27.5kV供电系统。本专利技术实施例提供的一种电气化铁路交流变频电源装置，利用输入隔离变压器的高阻抗特性和交流变频电源屏的直流环节，同时通过交流变频电源的净化作用，为用电设备提供了幅值稳定、波形畸变小和三相平衡对称的正弦波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，包括：输入隔离变压器(1)和交流变频电源屏(2)；所述输入隔离变压器(1)一端连接供电系统(3)，另一端连接所述交流变频电源屏(2)，所述交流变频电源屏(2)的另一端作为所述电源装置的供电输出端。

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，包括：输入隔离变压器(1)和交流变频电源屏(2)；所述输入隔离变压器(1)一端连接供电系统(3)，另一端连接所述交流变频电源屏(2)，所述交流变频电源屏(2)的另一端作为所述电源装置的供电输出端。2.根据权利要求1所述的电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，所述输入隔离变压器(1)的输入端和供电系统(3)相连，所述输入隔离变压器(1)的原边绕组中三个接线端子分别连接所述供电系统(3)的α相牵引母线、β相牵引母线和地平面，所述输入隔离变压器(1)的次边绕组为星型连接，具有四个输出接线端子，三相四线制输出；所述交流变频电源屏(2)为三相四线输入，三相四线输出。3.根据权利要求2所述的电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，所述交流变频电源屏(2)包括旁路开关(21)、输入开关(22)、输出开关(23)和AC/DC/AC功率模块(24)；当所述旁路开关(21)闭合，所述输入开关(22)和所述输出开关(23)断开，且所述AC/DC/AC功率模块(24)停机时，所述供电系统(3)直接通过所述输入隔离变压器(1)为用电设备供电；当所述旁路开关(21)断开，所述输入开关(22)和所述输出开关(23)闭合，且所述AC/DC/AC功率模块(24)运行时，所述供电系统(3)通过所述交流变频电源屏(2)为用电设备供电。4.根据权利要求3所述的电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，所述交流变频电源屏(2)的旁路开关(21)和输出开关(23)联锁，不同时处于闭合状态。5.根据权利要求3或4所述的电气化铁路交流变频电源装置，其特征在于，所述AC/DC/AC功率模块(24)包括输入滤波电路(241)、整流电路(242)、直流电容(243)、输出滤波电容(244)、逆变电路(245)和输出滤波电抗器(246)；所述输入滤波电路(241)包括1个三相电抗器或3个单相电抗器；所述整流电路(242)包括3个IGBT桥臂，为三相全桥高频整流电路；所述输出滤波电容(244)为按星形连接方式组成的电容；所述逆变电路(245)包括4个IGBT桥臂，为三相四线制逆变电路；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓峰，方华松，殷浩，张新民，冯晓雷，彭有利，袁双林，杨帆，戚广枫，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，北京兰德迅捷科技有限公司，中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42