一种电气化铁路同相牵引供电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电气化铁路同相牵引供电系统及其控制方法。该同相牵引供电系统包括牵引变压器、补偿匹配变压器、同相补偿装置、储能装置和测控装置，所述牵引变压器原边与三相高压母线连接，其次边的任意两端子与牵引负荷连接；所述补偿匹配变压器原边与所述牵引变压器的次边连接；所述同相补偿装置的交流端与所述补偿匹配变压器次边连接；所述储能装置与所述同相补偿装置的直流端连接；所述测控装置分别与所述同相补偿装置和所述储能装置连接。因此，本发明专利技术不仅能实现铁路全线同相供电且取消电分相，而且还有效地实现电气化铁路同相供电的技术经济最优化，从而能够解决电气化铁路电力机车负荷造成的以三相系统负序为主的电能质量问题。

An in-phase traction power supply system for electrified railway and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种电气化铁路同相牵引供电系统及其控制方法
本专利技术涉及交流电气化铁路供电领域，尤其涉及一种电气化铁路同相牵引供电系统及其控制方法。
技术介绍
我国电气化铁道普遍采用单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电力系统中尽可能平衡，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间便形成分相绝缘器，称为电分相或分相。为防止电力机车带电通过电分相因燃弧而烧坏接触网悬挂部件，甚至导致相间短路等事故，随着列车速度的不断升高，在司机无法手动进行退级、关辅助机组、断主断路器、靠列车惯性驶过中性段、再合主断路器、合辅助机组、进级恢复牵引功率来完成过分相的情况下，采用了自动过分相技术，主要有地面开关自动切换过分相、车载自动过分相以及柱上自动过分相等几种，但仍存在开关切换中列车通过电分相的暂态电气过程，易产生较大的操作过电压或过电流，造成牵引网与车载设备烧损等事故，影响供电可靠性和列车安全运行。因此，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。理论和实践表明采用同相供电技术可以在取消牵引变电所出口处电分相、消除供电瓶颈的同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述同相牵引供电系统包括：牵引变压器(TT)，用于将三相高压母线的线电压变送到牵引母线(OCS)，所述牵引变压器(TT)原边与三相高压母线连接，其次边的任意两端子与牵引负荷连接；补偿匹配变压器(TMT)，用于牵引变压器(TT)的能量转换，所述补偿匹配变压器(TMT)原边与所述牵引变压器(TT)的次边连接；同相补偿装置(NC)，用于同相牵引供电系统的电能质量补偿，所述同相补偿装置(NC)的交流端与所述补偿匹配变压器(TMT)次边连接；储能装置(ED)，用于存储电能和控制充放电，所述储能装置(ED)与所述同相补偿装置(NC)的直流端连接；测控装置(M...

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述同相牵引供电系统包括：牵引变压器(TT)，用于将三相高压母线的线电压变送到牵引母线(OCS)，所述牵引变压器(TT)原边与三相高压母线连接，其次边的任意两端子与牵引负荷连接；补偿匹配变压器(TMT)，用于牵引变压器(TT)的能量转换，所述补偿匹配变压器(TMT)原边与所述牵引变压器(TT)的次边连接；同相补偿装置(NC)，用于同相牵引供电系统的电能质量补偿，所述同相补偿装置(NC)的交流端与所述补偿匹配变压器(TMT)次边连接；储能装置(ED)，用于存储电能和控制充放电，所述储能装置(ED)与所述同相补偿装置(NC)的直流端连接；测控装置(MC)，用于检测牵引母线(OCS)上的有功功率正负和大小、电压电流大小和协调储能装置(ED)实时充放电和同相补偿装置(NC)的电能质量补偿，所述测控装置(MC)分别与所述同相补偿装置(NC)和所述储能装置(ED)连接。2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述储能装置(ED)包括第一储能变流器(PCS1)、第二储能变流器(PCS2)、……以及第n储能变流器(PCSn)和第一储能介质(E1)、第二储能介质(E2)、……以及第n储能介质(En)；所述第一储能变流器(PCS1)、第二储能变流器(PCS2)、……以及第n储能变流器(PCSn)的一端分别与所述同相补偿装置(NC)的直流端连接，所述第一储能变流器(PCS1)、第二储能变流器(PCS2)、……以及第n储能变流器(PCSn)的另一端分别与相应的所述第一储能介质(E1)、第二储能介质(E2)、……以及第n储能介质(En)连接。3.根据权利要求2所述的一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述测控装置(MC)包括协调控制单元(CC)、电压互感器(PT)和电流互感器(CT)，所述协调控制单元(CC)的输入端分别与电压互感器(PT)、电流互感器(CT)、第一储能介质(E1)、第二储能介质(E2)、……以及第n储能介质(En)连接，所述协调控制单元(CC)的输出端分别与所述第一补偿单元(AD1)、第二补偿单元(AD2)、……以及第n补偿单元(ADn)和第一储能变流器(PCS1)、第二储能变流器(PCS2)、……以及第n储能变流器(PCSn)连接。4.根据权利要求1所述的一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述同相补偿装置(NC)包括第一补偿单元(AD1)、第二补偿单元(AD2)、……以及第n补偿单元(ADn)，所述第一补偿单元(AD1)、第二补偿单元(AD2)、……以及第n补偿单元(ADn)呈相互并联关系，且每个补偿单元的直流端分别与相应的所述第一储能变流器(PCS1)、第二储能变流器(PCS2)、……以及第n储能变流器(PCSn)连接。5.根据权利要求1所述的一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，还包括用于将三相高压母线的线电压变送到牵引母线的备用牵引变压器(TB)，所述备用牵引变压器(TB)原边与三相高压母线连接，其次边的任意两端子与牵引负荷连接。6.根据权利要求1或5所述的一种电气化铁路同相牵引供电系统，其特征在于，所述牵引变压器(TT)的次边通过第一断路器(KT1)与所述补偿匹配变压器(TMT)的原边连接；所述备用牵引变压器(TB)的次边通过第二断路器(KT2)与所述补偿匹配变压器(TMT)的原边连接。7.一种如上述权利要求1至6中任意一项所述电气化铁路同相牵引供电系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法的具体步骤包括储能装置的充放电和同相补偿装置的电能质量补偿，其中，所述同相补偿装置的电能质量补偿的控制方法的具体步骤为：检测牵引母线(OCS)上的电压互感器(PT)的电压值和电流互感器(CT)的电流值，通过瞬时功率理论计算牵引母线(OCS)上的有功功率Ps和无功功率Qs；按照瞬时功率理论并按完全补偿的条件，即同相补偿装置(NC)完全补偿负序电流分量和正...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，杨智灵，张伟鹏，
申请(专利权)人：成都尚华电气有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51