轨道交通牵引供电系统技术方案

本公开提供一种轨道交通牵引供电系统。该系统包括：沿轨道铺设的直流线路、设在直流线路上的第一牵引供电所和第二牵引供电所；第一牵引供电所内设有第一电源换流器，第一电源换流器与外部电源连接，将外部电源的电能输送至直流线路；第二牵引供电所内设有牵引供电换流器，牵引供电换流器与牵引电网连接，将第一牵引供电所输送至直流线路的电能，输送至牵引电网。本公开的方法有效地降低了轨道交通牵引供电系统对外部电源的依赖，提高了轨道交通牵引供电系统的供电稳定性和供电能力，进而提高了电力机车的运行可靠性和运力。

Traction power supply system of rail transit

【技术实现步骤摘要】
轨道交通牵引供电系统
本公开的实施例涉及动力牵引供电技术，尤其涉及一种轨道交通牵引供电系统。
技术介绍
轨道交通牵引供电系统是指从外部电源（例如区域发电站、高压输电线）接收电能，通过变压、变相或者换流（将三相工频交流变换为单相交流或直流）后，向电力机车所在的牵引电网提供所需电流制式的电能的系统。因此，轨道交通牵引供电系统的性能直接影响电力机车牵引功率的发挥和牵引传动控制系统的性能。现有轨道交通牵引供电系统中，电气化轨道普遍采用25kV/50Hz的单相交流异相单边供电制式，通常在轨道沿线设置多个牵引供电所，每个牵引供电所连接自身所在地区的外部电源，并通过SCOTT或者VV等接线型式的牵引变压器将三相交流变成单相交流后分别向各自的牵引段供电。上述采用分段供电的轨道交通牵引供电系统中，各牵引供电所都依赖于各自所在地区的外部电源，轨道交通牵引供电系统供电效果不佳，供电段的不连续会导致电力机车的运行可靠性下降和运力下降，此问题在外部电源薄弱的地区、尤其是无电地区更为突出。
技术实现思路
本公开的实施例提供一种轨道交通牵引供电系统，用以解决现有轨道交通牵引供电系统过于依赖外部电源、且分段供电，供电效果不佳，导致电力机车的运行可靠性下降和运力下降的问题。本公开的实施例提供一种轨道交通牵引供电系统，包括：沿轨道铺设的直流线路、设在所述直流线路上的第一牵引供电所和第二牵引供电所；所述第一牵引供电所内设有第一电源换流器，所述第一电源换流器与外部电源连接，将所述外部电源的电能输送至所述直流线路；所述第二牵引供电所内设有牵引供电换流器，所述牵引供电换流器与牵引电网连接，将所述第一牵引供电所输送至所述直流线路的电能，输送至所述牵引电网。在一种可能的实现方式中，所述第一牵引供电所接入至少两路所述外部电源，将各路所述外部电源的电能均输送至所述直流线路，从而多路外部电源同时向直流线路供电，有效地提高了外部电源的利用率，降低对外部电源的容量要求和可靠性要求，并且当任一外部电源退出时，还可依赖剩余的外部电源，有效地提高了轨道交通牵引供电系统的可靠性。在一种可能的实现方式中，各路所述外部电源分别连接一个或多个独立的所述第一电源换流器，通过所述第一电源换流器将所述外部电源的交流电转换为所述直流线路上的直流电，从而任一外部电源退出或任一第一电源换流器退出，均不影响第一牵引供电所向直流线路供电，提高了轨道交通牵引供电系统的可靠性。在一种可能的实现方式中，所述直流线路上设有至少一个贯通供电段，各所述贯通供电段中包括至少两个所述第二牵引供电所，将所述直流线路的电能输送至所述牵引电网，从而通过贯通供电段为外部电源薄弱地区和无电地区供电，提高了轨道交通牵引供电系统在这些地区的供电能力。在一个可能的实施方式中，在同一所述贯通供电段中，各所述第二牵引供电所的输出电压幅值及相位相同，将电压幅值及相位相同的电能输送至所述牵引电网，从而提高同一贯通供电段内电力机车运行的稳定性。在一个可能的实施方式中，所述贯通供电段通过第二电源换流器连接轨道沿线的交直流负荷或者分布式新能源电源，所述第二电源换流器分别与所述直流线路和所述交直流负荷连接、或者分别与所述直流线路和所述分布式新能源电源连接，从而充分利用轨道交通牵引供电系统的供电功能和受电功能，为周边地区提供用电便利和电能消纳便利。在一个可能的实施方式中，所述直流线路为双回路直流线路或者双极直流线路，从而通过双回路直流线路或者双极直流线路，提高了直流线路的供电能力和容错能力。在一个可能的实施方式中，各所述第一牵引供电所中，每回所述直流线路连接至少一个独立的所述第一电源换流器，从而任一第一电源换流器或者任意一回直流线路退出，均不影响第一牵引供电所向第二牵引供电所输送电能，提高了轨道交通牵引供电系统的可靠性。在一个可能的实施方式中，各所述第一牵引供电所中，每极所述直流线路连接至少一个独立的所述第一电源换流器，从而任一第一电源换流器或者任意一极直流线路退出，均不影响第一牵引供电所向第二牵引供电所输送电能，提高了轨道交通牵引供电系统的可靠性。在一个可能的实施方式中，所述第一牵引供电所内设有接线式变压器或牵引供电换流器，通过所述接线式变压器或所述第一牵引供电所内的牵引供电换流器将所述外部电源的电能输送给所述牵引电网，从而第一牵引供电所在将外部电源的电能输送至直流线路的同时，还能够为牵引电网供电。本公开的实施例提供了一种轨道交通牵引供电系统，该系统包括沿轨道铺设的直流线路、设在直流线路上的第一牵引供电所和第二牵引供电所。第一牵引供电所内的第一电源换流器与外部电源连接，将外部电源的电能输送至直流线路，第二牵引供电所内的牵引供电换流器与牵引电网连接，将第一牵引供电所输送至直流线路的电能，输送至牵引电网，以通过牵引电网为电力机车提供牵引动力。因此，通过在外部电源可靠强健的地区设置第一牵引供电所，在外部电源薄弱地区和无电地区设置第二牵引供电所，降低了轨道交通牵引供电系统对外部电源的依赖，通过第一牵引供电所、第二牵引供电所与直流线路的结合，提高了轨道交通牵引供电系统的供电稳定性和供电能力，进而提高了电力机车的运行可靠性和运力。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1为现有轨道交通牵引供电系统的结构示意图；图2为本公开实施例提供的轨道交通牵引供电系统的结构示意图；图3为本公开实施例提供的轨道交通牵引供电系统的结构示意图；图4为本公开实施例提供的轨道交通牵引供电系统的结构示意图；图5为本公开实施例提供的轨道交通牵引供电系统的结构示意图。通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。附图标记：11-接线式变压器。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。轨道交通牵引供电系统是指从外部电源接收电能，例如从区域发电站、高压输电线接收电能，通过变压、变相或换流方式，即将该电能从三相工频交流变换为单相交流或直流，向电力机车所在的牵引电网提供所需电流制式的电能的系统。因此，轨道交通牵引供电系统的性能直接影响电力机车牵引功率的发挥和牵引传动控制系统的性能。图1为现有轨道交通牵引供电系统的结构示意图。在图1中，轨道沿线设置有N个牵引供电所，包括牵引供电所1至牵引供电所N，N与轨道的长度有关。每个牵引供电所中设有接线式变压器11，接线式变压器11连接两路外部电源的进线：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述系统包括：沿轨道铺设的直流线路、设在所述直流线路上的第一牵引供电所和第二牵引供电所：/n所述第一牵引供电所内设有第一电源换流器，所述第一电源换流器与外部电源连接，将所述外部电源的电能输送至所述直流线路；/n所述第二牵引供电所内设有牵引供电换流器，所述牵引供电换流器与牵引电网连接，将所述第一牵引供电所输送至所述直流线路的电能，输送至所述牵引电网。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述系统包括：沿轨道铺设的直流线路、设在所述直流线路上的第一牵引供电所和第二牵引供电所：
所述第一牵引供电所内设有第一电源换流器，所述第一电源换流器与外部电源连接，将所述外部电源的电能输送至所述直流线路；
所述第二牵引供电所内设有牵引供电换流器，所述牵引供电换流器与牵引电网连接，将所述第一牵引供电所输送至所述直流线路的电能，输送至所述牵引电网。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一牵引供电所接入至少两路所述外部电源，将各路所述外部电源的电能均输送至所述直流线路。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，各路所述外部电源分别连接一个或多个独立的所述第一电源换流器，通过所述第一电源换流器将所述外部电源的交流电转换为所述直流线路上的直流电。


4.根据权利要求1~3任一项所述的系统，其特征在于，所述直流线路上设有至少一个贯通供电段，各所述贯通供电段中包括至少两个所述第二牵引供电所，将所述直流线路的电能输送至所述牵引电网。


5.根据权利要求4所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国英，张东辉，戴晓曈，
申请(专利权)人：北京中清智辉能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11