高压直流城市轨道交通牵引供电系统技术方案

本发明专利技术所述的高压直流城市轨道交通牵引供电系统，是把主变电所的输入电压变换成±10kV或其他电压等级直流电并配送到各牵引变电所，直牵所输出正电压连接到牵引网、输出零电压连接到走行轨。如果再把直牵所输出负电压连接到回流线，并把直流自耦变压器所中的直流AT输出的三端电压分别连接到牵引网、走行轨和回流线，就构成了直流AT供电系统。直牵所里的多功能直流变压器可实现能量双向流动，使得主变电所、直牵所和直耦所等站场的高压直流母线和牵引网上所有直流电容都能成为列车制动时的能量缓存器，从而在源头上解决了列车制动能量利用问题。此外，该系统还能够有效地降低轨道电位和杂散电流。

Traction power supply system of HVDC Urban Rail Transit

【技术实现步骤摘要】
高压直流城市轨道交通牵引供电系统
本专利技术涉及电气化轨道交通和电力电子直流变换
，具体说是高压直流城市轨道交通牵引供电系统。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，轨道交通日益成熟并迅猛发展。其中，城市轨道交通凭借其节能、省地、运量大、全天候、低污染、安全性高等优点，广泛应用于世界各大现代化城市。截止2018年末，我国内地共有35个城市累计开通城市轨道交通运营线路185条，运营线路总长度5761.4公里。且预计到2020年末，运营线路总长度将突破6000公里。对于城市轨道交通，其多采用直流牵引供电系统，且国内相关标准，如《GB/T10411-2005城市轨道交通直流牵引供电系统》、《GB50157-2013地铁设计规范》等，均明确指出“系统推荐电压等级为DC750V或DC1500V”。但随着城市轨道交通的迅速发展及规模不断扩大，现有城市轨道交通牵引供电系统暴露出不少问题，突出问题列举如下：(1)列车制动能量利用率低；现有城市轨道交通牵引供电系统的电压主要是交流35kV或交流10kV，牵引变电所通过移相变压器和多脉波整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流城市轨道交通牵引供电系统，应用于城市轨道交通中，其特征在于，包括：若干主变电所(7)、高压直流正母线(8)、高压直流负母线(9)和若干直流牵引变电所(10)，直流牵引变电所(10)包括：多功能直流变压器；/n其中，主变电所(7)为整条城市轨道交通线路提供电力，高压直流正母线(8)和高压直流负母线(9)沿城市轨道交通线路设置，每个车站中至多安装一个直流牵引变电所(10)；/n所述主变电所(7)的输出正极端(71)连接至高压直流正母线(8)，输出负极端(72)连接至高压直流负母线(9)；/n所述直流牵引变电所(10)的输入正极端(101)连接至高压直流正母线(8)，输入负极端(10...

【技术特征摘要】
1.一种高压直流城市轨道交通牵引供电系统，应用于城市轨道交通中，其特征在于，包括：若干主变电所(7)、高压直流正母线(8)、高压直流负母线(9)和若干直流牵引变电所(10)，直流牵引变电所(10)包括：多功能直流变压器；
其中，主变电所(7)为整条城市轨道交通线路提供电力，高压直流正母线(8)和高压直流负母线(9)沿城市轨道交通线路设置，每个车站中至多安装一个直流牵引变电所(10)；
所述主变电所(7)的输出正极端(71)连接至高压直流正母线(8)，输出负极端(72)连接至高压直流负母线(9)；
所述直流牵引变电所(10)的输入正极端(101)连接至高压直流正母线(8)，输入负极端(102)连接至高压直流负母线(9)，输出正极端(103)连接至牵引网(4)，输出零极端(104)连接至走行轨(5)。


2.如权利要求1所述的高压直流城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述主变电所(7)用于把输入的交流电压降压整流成高压直流电，并通过高压直流正母线(8)和高压直流负母线(9)配送到沿途各个直流牵引变电所(10)；或者主变电所(7)用于把输入的直流高压配电网的电压直接通过高压直流正母线(8)和高压直流负母线(9)配送到沿途各个直流牵引变电所(10)。


3.如权利要求1所述的高压直流城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述直流牵引变电所(10)通过多功能直流变压器把输入直流电压降压到牵引网(4)所需的直流牵引电压，所述多功能直流变压器实现能量双向流动，能将列车制动产生的大量能量，由低压侧传递至高压侧，此时高压直流正母线(8)、高压直流负母线(9)和牵引网(4)上的所有直流电容都能成为列车制动时的能量缓存器，进而避免制动能量以电阻散热的形式所浪费，有效地提高列车制动能量利用率。


4.如权利要求1所述的高压直流城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述多功能直流变压器的开关频率远高于工频，多功能直流变压器的高功率密度特性使其能够直接安装在车站中，两个直流牵引变电所(10)之间的间距最短为车站之间的间距，从而降低城市轨道交通牵引供电系统中的轨道电位和杂散电流。


5.如权利要求1-4任一权利要求所述的高压直流城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述高压直流城市轨道交通牵引供电系统在列车牵引时的能量流动路径为：主变电所(7)通过高压直流正母线(8)、高压直流负母线(9)向直流牵引变电所(10)传递能量，直流牵引变电所(10)通过牵引网(4)、走行轨(5)向列车(6)传递能量；列车制动时的能量流动路径与牵引时相反。


6.一种高压直流城市轨道交通牵引供电系统，应用于城市轨道交通中，其特征在于，包括：若干主变电所(7)、高压直流正母线(8)、高压直流负母线(9)、若干直流牵引变电所(10)、回流线(11)和若干直流自耦变压器所(12)，直流牵引变电所(10)包括：多功能直流变压器；
其中，主变电所(7)为整条城市轨道交通线路提供电力，高压直流正母线(8)和高压直流负母线(9)沿城市轨道交通线路设置，每个车站中至多安装一个直流牵引变电所(10)，在两个相邻直流牵引变电所(10)之间的车站或线路上安装有若干直流自耦变压器所(12)；
所述主变电所(7)的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琼林，杨晓峰，王淼，顾靖达，游小杰，刘建强，李虹，
申请(专利权)人：北京交通大学，北京易菲盛景科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11