一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，涉及交流电气化铁路供电技术领域。该同相供电牵引变电所的综合补偿装置主要由第一无功补偿单元、第二无功补偿单元、第三无功补偿单元和第四无功补偿单元构成；第一无功补偿单元连接于单相主变压器次边，第二无功补偿单元、第三无功补偿单元和第四无功补偿单元分别连接于YNd联结组三相补偿变压器的次边。因此，本实用新型专利技术不仅能有效地取消牵引变电所出口处的电分相，实现同相供电，还能有效地解决牵引变电所产生的无功和负序进行实时补偿的技术问题。

A synthetical compensation device for in-phase power supply based on single-phase voltage and YNd compensation

The utility model discloses a synthetical compensation device for in-phase power supply based on single-phase voltage and YNd compensation, which relates to the technical field of AC electrified railway power supply. The integrated compensation device of the traction substation with in-phase power supply consists of the first reactive compensation unit, the second reactive compensation unit, the third reactive compensation unit and the fourth reactive compensation unit. The first reactive compensation unit is connected to the secondary side of the single-phase main transformer, and the second reactive compensation unit, the third reactive compensation unit and the fourth reactive compensation unit are connected to the three-phase compensation of the YNd connection group respectively. Compensate the secondary side of the transformer. Therefore, the utility model can not only effectively cancel the electrical phase separation at the outlet of the traction substation and realize in-phase power supply, but also effectively solve the technical problems of real-time compensation for reactive power and negative sequence generated by the traction substation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置
本技术涉及交流电气化铁路供电
，尤其涉及同相供电牵引变电所的无功、负序综合补偿技术。
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。但其核心通过改变牵引变电所的有功潮流来实现负序补偿，使负序达标。本技术不改变牵引变电所的有功潮流，通过无功潮流控制来解决牵引变电所的无功和负序的综合补偿技术问题，实现同相供电，同时，提高功率因数，提高馈线电压，并使负序治理达到国家标准要求。
技术实现思路
本技术目的是提供一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，它能有效地解决同相供电牵引变电所产生的无功和负序实时补偿的技术问题。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案具体如下：一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，设置于同相供电牵引变电所内，所述同相供电牵引变电所包括三相高压母线、与三相高压母线连接的单相主变压器、以及三相补偿变压器；所述三相补偿变压器采用YNd联结绕组，其原边与所述三相高压母线的A、B、C三相连接；所述同相供电综合补偿装置包括第一无功补偿单元、第二无功补偿单元、第三无功补偿单元和第四无功补偿单元以及测控单元；所述第一无功补偿单元与所述单相主变压器的次边连接，所述第二无功补偿单元与三相补偿变压器次边a相端口连接，所述第三无功补偿单元与三相补偿变压器次边b相端口连接，所述第四无功补偿单元与三相补偿变压器次边c相端口连接；所述测控单元包括电压互感器、电流互感器和控制器；所述控制器的输入端分别与所述电压互感器、电流互感器的测量端连接，所述控制器的输出端分别与第一无功补偿单元、第二无功补偿单元、第三无功补偿单元、第四无功补偿单元的控制端连接。所述电压互感器输入端并接于单相主变压器的次边，电流互感器输入端与馈线串接。所述单相主变压器原边绕组与三相高压母线中的A相和B相连接，其次边绕组一端接地，另一端经馈线引至牵引网连接。优选地，所述电压互感器输入端并接于单相主变压器次边，电流互感器输入端串接于馈线上。优选地，所述单相主变压器原边绕组与三相高压母线中的A相和B相连接；所述单相主变压器的次边绕组一端接地，其另一端经馈线引至牵引网连接。为了解决上述技术问题，本技术需要采用以下技术方案来实现：一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置的综合补偿方法，其中：所述同相供电的综合补偿方法具体步骤为：(1)设三相高压母线的负序允许容量为Sε；(2)控制器先利用t时刻电压互感器和电流互感器分别测量的电压和电流计算出通过馈线的牵引负荷(视在)功率s及其功率因数为cosφ，再根据目标牵引负荷功率因数或目标馈线电压对第一无功补偿单元吸收无功功率Q1进行控制并补偿，且Q1容性为正；此时，Q1与s产生的负序功率s-的大小为(3)判断Q1与s产生的负序功率s-和三相高压母线的负序允许容量Sε之间的大小关系，再通过控制器控制第二无功补偿单元、第三无功补偿单元、第四无功补偿单元吸收无功功率来进行补偿，其中第二无功补偿单元、第三无功补偿单元、第四无功补偿单元的吸收无功功率分别为Q2、Q3、Q4。优选地，当s-≤Sε时，则控制器控制第二无功补偿单元、第三无功补偿单元、第四无功补偿单元吸收无功功率来进行补偿，且即无功功率Q1为容性时，Q2、Q3、Q4为感性，其中，k≤1，k为实数。优选地，当s-＞Sε时，则在分量基础上，控制器控制第二无功补偿单元、第三无功补偿单元进一步吸收无功功率分量来进行补偿，其中Q2和Q3分量大小分别为：其中设进一步优选地，当馈线处于牵引工况时，则Q2的分量为感性，Q3的分量为容性。进一步优选地，当馈线处于再生工况时，则Q2的分量为容性，Q3的分量为感性。与现有技术相比，本技术的有益效果是：一、所述综合补偿装置可以综合产生无功分量和负序分量，使功率因数、馈线电压和负序得到综合补偿，实现同相供电，不改变牵引变电所牵引网的有功潮流，其配套的三相补偿变压器不传输正序有功功率，具有免缴容量电费的技术优势；二、所述综合补偿装置的无功补偿器工况可逆，当馈线处于等效再生工况时，仍可向电网送出达标的电能；三、单相主变压器与三相补偿变压器可以共箱安装，减少占地；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是本技术的结构示意图。图2是本技术测控单元与无功补偿单元之间关系结构示意图。具体实施方式为了更好理解本技术创造，在此简要说明本技术工作原理：通过连接于单相主变压器次边的第一无功补偿单元补偿牵引功率因数和馈线电压，使牵引功率因数和馈线电压达到目标要求；以三相高压母线为负序达标考核点，通过连接于三相补偿变压器的次边的第四无功补偿单元无功出力和第二无功补偿单元、第三无功补偿单元的一部分无功出力(分量)共同来校正第一无功补偿单元过多的无功出力，第二无功补偿单元、第三无功补偿单元的另一部分无功出力(分量)来补偿牵引负荷和第一无功补偿单元联合产生的负序电流(功率)，补偿后达到国标要求，其中第二无功补偿单元和第三无功补偿单元产生负序潮流，且不改变原有的有功潮流。下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的描述。如图1所示，本技术实施例提供了一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，设置于同相供电牵引变电所内，所述同相供电牵引变电所主要包括三相高压母线HB、与三相高压母线HB连接的单相主变压器TT、三相补偿变压器MT以及与单相主变压器TT连接的牵引网OCS；所述三相补偿变压器MT采用YNd联结组，其原边与所述三相高压母线HB的A、B、C三相连接；其中：所述同相供电综合补偿装置主要由第一无功补偿单元SVG1、第二无功补偿单元SVG2、第三无功补偿单元SVG3和第四无功补偿单元SVG4构成；所述第一无功补偿单元SVG1连接于所述单相主变压器TT的次边，所述第二无功补偿单元SVG2、所述第三无功补偿单元SVG3和所述第四无功补偿单元SVG4分别连接于所述三相补偿变压器MT的次边。在本技术实施例中，所述电压互感器PT输入端并接于单相主变压器TT次边，电流互感器CT输入端串接于馈线F上。所述单相主变压器TT原边绕组与三相高压母线HB中的A相和B相连接；所述单相主变压器TT的次边绕组一端接地，其另一端经馈线F引至牵引网OCS连接，牵引网OCS向列车LC供电。在本技术实施例中，所述第二无功补偿单元SVG2与三相补偿变压器MT次边a相端口连接，所述第三无功补偿单元SVG3与三相补偿变压器MT次边b相端口连接，所述第四无功补偿单元SVG4与三相补偿变压器MT次边c相端口连接。如图2所示，在本技术实施例中，所述同相供电综合补偿装置还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，设置于同相供电牵引变电所(SS)内，所述同相供电牵引变电所(SS)包括三相高压母线(HB)、与三相高压母线(HB)连接的单相主变压器(TT)以及三相补偿变压器(MT)；所述三相补偿变压器(MT)采用YNd联结绕组，其原边与所述三相高压母线(HB)的A、B、C三相连接；其特征在于：所述综合补偿装置包括第一无功补偿单元(SVG1)、第二无功补偿单元(SVG2)、第三无功补偿单元(SVG3)和第四无功补偿单元(SVG4)以及测控单元(MC)；所述第一无功补偿单元(SVG1)与所述单相主变压器(TT)的次边连接，所述第二无功补偿单元(SVG2)与三相补偿变压器(MT)次边a相端口连接，所述第三无功补偿单元(SVG3)与三相补偿变压器(MT)次边b相端口连接，所述第四无功补偿单元(SVG4)与三相补偿变压器(MT)次边c相端口连接；所述测控单元(MC)包括电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和控制器(CD)；所述控制器(CD)的输入端分别与所述电压互感器(PT)、电流互感器(CT)的测量端连接，所述控制器(CD)的输出端分别与第一无功补偿单元(SVG1)、第二无功补偿单元(SVG2)、第三无功补偿单元(SVG2)、第四无功补偿单元(SVG4)的控制端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于单相变压与YNd补偿的同相供电综合补偿装置，设置于同相供电牵引变电所(SS)内，所述同相供电牵引变电所(SS)包括三相高压母线(HB)、与三相高压母线(HB)连接的单相主变压器(TT)以及三相补偿变压器(MT)；所述三相补偿变压器(MT)采用YNd联结绕组，其原边与所述三相高压母线(HB)的A、B、C三相连接；其特征在于：所述综合补偿装置包括第一无功补偿单元(SVG1)、第二无功补偿单元(SVG2)、第三无功补偿单元(SVG3)和第四无功补偿单元(SVG4)以及测控单元(MC)；所述第一无功补偿单元(SVG1)与所述单相主变压器(TT)的次边连接，所述第二无功补偿单元(SVG2)与三相补偿变压器(MT)次边a相端口连接，所述第三无功补偿单元(SVG3)与三相补偿变压器(MT)次边b相端口连接，所述第四无功补偿单元(SVG4)与三相补偿变压器(MT...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，赵艺，解绍锋，吴波，郭锴，张伟鹏，杨智灵，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51