本发明专利技术公开了一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，包括平衡电压器和补偿电路；该平衡变压器的第一原边绕组与第一、第二副边绕组构成A相线圈，第二原边绕组与第三副边绕组构成B相线圈，第三原边绕组与第四、第五副边绕组构成C相线圈；第一、第四副边绕组的尾端相连，首端与第一可调电抗器并联；第二、第三与第五副边绕组的端子首尾相连，第三副边绕组的首端、尾端作为用以连接牵引负荷的输出端；第一副边绕组的首端与第三副边绕组的尾端相连，第四、第三副边绕组的首端与第二可调电抗器并联；本发明专利技术采用可调电抗器实现负序和无功的综合治理，达到电能质量国标要求；操作简单，控制易实现，可广泛应用于交流电气化铁路领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于可调电抗器的三相变单相供变电装置
本专利技术属于电力电子
，更具体地，涉及一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置。
技术介绍
单相系统所具有的结构简单、建设成本低、运用和维护方便等优点，决定了在电气化铁路普遍采用单相工频交流电为铁路机车供电。但在动车段所，特别是在短距离的市域铁路的动车段所，其供电方案存在以下问题：目前动车段所供电方案采用从牵引变电所单独引一路电源或新建110kV牵引变电所，由于外接电源系统短路容量较大，单相牵引供电对电力系统产生的负序一般不会超出相关规程限制，但是当动车段所与牵引变电所距离较远时，上述方案投资较大且不便于管理维护，因此有必要研究就近采用10kV或35kV作为进线电源对动车段所供电的供电方案，以实现经济、适用的目标。随之而来的问题是：10kV或35kV系统短路容量相对较小，单相牵引负荷容易导致三相不平衡，影响电网电能质量。因此，需对三相变单相供变电接线结构进行研究，以达到实现电能三相/单相转换的同时减少三相不平衡度，提升电能质量使其满足相关要求的目标。
技术实现思路
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，其目的在于解决采用10kV或35kV作为进线电源对动车段所供电的供电方案存在的单相牵引负荷容易导致三相不平衡，影响电网电能质量的问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，该装置包括平衡电压器和补偿电路；所述平衡变压器的第一原边绕组与第一副边绕组、第二副边绕组构成A相线圈，第二原边绕组与第三副边绕组构成B相线圈，第三原边绕组与第四副边绕组、第五副边绕组构成C相线圈；所述补偿电路包括第一可调电抗器和第二可调电抗器；所述第一副边绕组、第四副边绕组的尾端相连，第一副边绕组、第四副边绕组的首端与所述第一可调电抗器并联；所述第二副边绕组、第三副边绕组与第五副边绕组的端子首尾相连且该第三副边绕组的首端、尾端作为用以连接牵引负荷的输出端；第一副边绕组的首端与第三副边绕组的尾端相连，第四副边绕组、第三副边绕组的首端与所述第二可调电抗器并联；通过调节第一可调电抗器、第二可调电抗器的电抗值和/或平衡变压器的各副边绕组的匝数以使第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间与第三副边绕组的首端、尾端之间的电流大小相等且方向垂直，以补偿平衡变压器的原边绕组接收的三相电流之间的不平衡。优选的，上述三相变单相供变电接线装置，所述第一可调电抗器为第一电感器；所述第二可调电抗器包括并联设置的电容器和第二电感器。优选的，上述三相变单相供变电接线装置，所述平衡电压器和补偿电路的参数满足以下约束关系：(1)第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间与第三副边绕组的首端、尾端之间的电压比K等于第三副边绕组的首端、尾端之间与第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间的电流比，同时其中，为牵引负荷功率因数；(2)流经第二可调电抗器的电流是第一可调电抗器的电流与第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间的电流的矢量差。优选的，上述三相变单相供变电接线装置，所述第一原边绕组、第二原边绕组、第三原边绕组各自的首端分别用于接收三相电流，尾端彼此互联构成星形连接。优选的，上述三相变单相供变电接线装置，所述第三副边绕组的首端与接触网相连，尾端接地。优选的，上述三相变单相供变电接线装置，所述平衡电压器选用YNvd变压器。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术提供的基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，基于平衡电压器与补偿电路(第一可调电抗器、第二可调电抗器)之间的独特的连接结构，通过调节第一可调电抗器、第二可调电抗器的电抗值即可补偿平衡变压器的原边绕组接收的三相电流之间的不平衡；在实现电能三相/单相转换的同时减少三相不平衡度，从而提升电能质量。(2)本专利技术提供的基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，针对牵引供电系统需要的单相电压，采用基于可调电抗器的三相变单相供变电接线结构实现负序和无功的综合治理，达到电能质量国标要求；操作简单，控制易实现，且造价低，可应用于交流电气化铁路领域，特别是可用于动车段、所的供电。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的三相变单相供变电接线装置的电压、电流矢量图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本专利技术提出了一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，针对牵引供电系统需要的单相电压实现负序和无功的综合治理，主要用于交流电气化铁路牵引供电系统，特别是动车段、所的供电。图1是本实施例提供的三相变单相供变电接线装置的示意图，参见图1所示，该三相变单相供变电接线装置包括平衡电压器和补偿电路；该平衡电压器包括第一原边绕组(A1A2)、第二原边绕组(B1B2)、第三原边绕组(C1C2)、第一副边绕组(a1x1)、第二副边绕(a2x2)、第三副边绕组(b1y1)、第四副边绕组(c1z1)和第五副边绕组(c2z2)；其中，第一原边绕组(A1A2)与第一副边绕组(a1x1)、第二副边绕(a2x2)构成A相线圈，第二原边绕组(B1B2)与第三副边绕组(b1y1)构成B相线圈，第三原边绕组(C1C2)与第四副边绕组(c1z1)、第五副边绕组(c2z2)构成C相线圈；本实施例中，第一原边绕组(A1A2)、第二原边绕组(B1B2)、第三原边绕组(C1C2)各自的首端(A1、B1、C1)分别用于接收三相电流，尾端(A2、B2、C2)彼此互联构成星形连接。该平衡电压器优选使用YNvd变压器。补偿电路包括第一可调电抗器和第二可调电抗器；其中，第一可调电抗器为第一电感器L1；第二可调电抗器包括并联设置的电容器C1和第二电感器L2。参见图1所示，第一副边绕组(a1x1)、第四副边绕组(c1z1)的尾端(x1、z1)相连，第一副边绕组(a1x1)、第四副边绕组(c1z1)的首端(a1、c1)与第一可调电抗器并联L1；第二副边绕(a2x2)、第三副边绕组(b1y1)与第五副边绕组(c2z2)的端子首尾相连且该第三副边绕组(b1y1)的首端、尾端作为用以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，其特征在于，包括平衡电压器和补偿电路；所述平衡变压器的第一原边绕组与第一副边绕组、第二副边绕组构成A相线圈，第二原边绕组与第三副边绕组构成B相线圈，第三原边绕组与第四副边绕组、第五副边绕组构成C相线圈；所述补偿电路包括第一可调电抗器和第二可调电抗器；/n所述第一副边绕组、第四副边绕组的尾端相连，第一副边绕组、第四副边绕组的首端与所述第一可调电抗器并联；所述第二副边绕组、第三副边绕组与第五副边绕组的端子首尾相连且该第三副边绕组的首端、尾端作为用以连接牵引负荷的输出端；第一副边绕组的首端与第三副边绕组的尾端相连，第四副边绕组、第三副边绕组的首端与所述第二可调电抗器并联；/n通过调节第一可调电抗器、第二可调电抗器的电抗值和/或平衡变压器的各副边绕组的匝数以使第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间与第三副边绕组的首端、尾端之间的电流大小相等且方向垂直，以补偿平衡变压器的原边绕组接收的三相电流之间的不平衡。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于可调电抗器的三相变单相供变电接线装置，其特征在于，包括平衡电压器和补偿电路；所述平衡变压器的第一原边绕组与第一副边绕组、第二副边绕组构成A相线圈，第二原边绕组与第三副边绕组构成B相线圈，第三原边绕组与第四副边绕组、第五副边绕组构成C相线圈；所述补偿电路包括第一可调电抗器和第二可调电抗器；
所述第一副边绕组、第四副边绕组的尾端相连，第一副边绕组、第四副边绕组的首端与所述第一可调电抗器并联；所述第二副边绕组、第三副边绕组与第五副边绕组的端子首尾相连且该第三副边绕组的首端、尾端作为用以连接牵引负荷的输出端；第一副边绕组的首端与第三副边绕组的尾端相连，第四副边绕组、第三副边绕组的首端与所述第二可调电抗器并联；
通过调节第一可调电抗器、第二可调电抗器的电抗值和/或平衡变压器的各副边绕组的匝数以使第一副边绕组、第四副边绕组的首端之间与第三副边绕组的首端、尾端之间的电流大小相等且方向垂直，以补偿平衡变压器的原边绕组接收的三相电流之间的不平衡。
2.如权利要求1所述的三相变单相供变电接线装置，其特征在于，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，吕文利，张华志，车锐坚，
申请(专利权)人：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
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