本发明专利技术公开了一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括同相牵引供电系统、动力照明供电系统和测控装置，同相牵引供电系统和动力照明供电系统的高压侧均连接到三相母线，测控装置用于检测三相母线的三相电压不平衡度和动力照明供电系统入口处动照馈线的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制所述同相牵引供电系统进行负序补偿。本发明专利技术同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，并具备不平衡度控制、无功补偿和谐波电流补偿功能，解决以负序为主的电能质量问题，适用于多种场合下的轨道交通供电。供电。供电。
【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法
[0001]本专利技术涉及轨道交通供电
，特别涉及交流地铁、市域铁路和山地轨道交通单相交流供电系统领域。
技术介绍
[0002]现行轨道交通的牵引供电系统供电制式分为直流制式和交流制式。直流制式主要应用于以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通，具有无分相供电和列车运行顺畅等优点，但是由于有一大部分的再生能量难以直接或经济利用，需增设昂贵的逆变或储能设备，同时还存在逆变装置拒动而列车再生制动失灵转向空气制动威胁行车安全的隐患，还有，存在的杂散电流对周边的金属管道、建筑物中的钢结构等产生电化学腐蚀，且杂散电流至今未得到根治。此外，为了提升运量，部分地铁线路采用交流制式，目前多以参考干线铁路设计为主，相较直流制式，采用交流制式后隧道区段需要增加隧道的截面积。
[0003]交流制式有25kV单相工频和15kV单相50/3Hz，主要应用高速铁路和重载铁路。15kV单相50/3Hz交流制式仅在德国等少数国家采用，投资成本较高；绝大多数国家采用25kV单相工频交流制式。我国高速铁路和种重载铁路的飞速发展，充分体现了25kV单相工频交流制式的优越性。单相工频交流制式为降低牵引负荷对电力系统不平衡的影响，通常采用轮换相序、分相分区供电的方案，要求在分相分区处设置电分相。实践和理论表明，为提高运输质量和再生制动能量利用率，保证运行可靠性，宜尽量减少电分相数量。
[0004]为解决现有直流制式和交流制式存在的问题，本专利技术提供一种轨道交通交流供电系统及其控制方法，同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，能够最大限度直接利用机车产生的再生制动能量，适用于多种场合下的轨道交通供电。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的是提供一种轨道交通混合供电系统，它能有效地解决同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，并具备不平衡度控制、无功补偿和谐波电流补偿功能，解决以负序为主的电能质量的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案具体如下：一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统、动力照明供电系统和测控装置，所述同相牵引供电系统和动力照明供电系统的高压侧均连接到三相母线，测控装置用于检测三相母线的三相电压不平衡度和动力照明供电系统入口处动照馈线的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿，实现不平衡度控制。
[0007]所述动力照明供电系统通过动照馈线连接至三相母线；动力照明供电系统包括第三变压器和动力照明设备，第三变压器为三相变压器，第三变压器的一次侧绕组与三相母线连接，二次侧绕组与动力照明设备连接。
[0008]所述三相母线与第三变压器的一次侧绕组之间设置有降压变压器。
[0009]所述同相牵引供电系统包括第一变压器、第二变压器、同相变流器和牵引匹配变压器，第一变压器、第二变压器的一次侧绕组采用Scott接线、Vv接线、Vx接线或单三相组合式接线其中的任何一种接法后连接至三相母线，第二变压器的二次侧绕组与同相变流器的级联侧连接，同相变流器的并联侧与牵引匹配变压器的一次侧绕组连接，第一变压器、牵引匹配变压器的二次侧绕组均连接至牵引母线，牵引母线经馈线连接至牵引网。
[0010]所述牵引网采用交流25kV电压等级或交流3000V电压等级；牵引网中的接触网采用刚性架空接触网、柔性架空接触网或第三轨“接触轨”供电方式中的一种。
[0011]所述牵引网采用直供方式、带回流的直供方式或AT供电方式中的一种。
[0012]设置于牵引母线的单相电压互感器、设置于馈线的单相电流互感器、设置于三相母线的三相电压互感器、设置于动照馈线的三相电流互感器的输出端均与测控装置的输入端连接，测控装置的输出端与同相牵引供电系统中同相变流器的控制端连接。
[0013]本专利技术目的另一个目的是提供一种基于上述轨道交通混合供电系统的不平衡度控制方法，所述方法应用于测控装置，包括：通过单相电压互感器检测牵引母线的电压；通过单相电流互感器检测馈线的电流；通过三相电压互感器检测三相母线的三相电压 、和，通过三相电流互感器检测动照馈线的三相电流 、 和；根据检测到的三相电压 、和计算得到三相母线的三相电压不平衡度，根据检测到的三相电流、和计算得到动照馈线的三相电流不平衡度及剩余负序潮流的当前值，根据检测到的三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、牵引母线的电压、馈线的电流、三相电压、和和三相电流、和 制定负序补偿策略；根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿。
[0014]进一步地，所述根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿包括：判断三相电压不平衡度是否超过限值，判断三相电流不平衡度是否超过限值 ，如果三相电压不平衡度超过限值或三相电流不平衡度超过限值，控制同相牵引供电系统中的同相变流器增加出力，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值；否则，控制同相牵引供电系统中的同相变流器维持同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值。
[0015]进一步地，所述方法还包括：根据三相母线的三相电压、和 以及动照馈线的三相电流、和，计算得到相应的无功功率Q和谐波畸变；根据无功功率Q和谐波畸变，控制同相牵引供电系统中的同相变流器发出感性无功功率和/或容性无功功率进行无功补偿，或发出谐波电流进行谐波治理。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、与直流供电方案相比，该技术方案保证了电流的纯净，消除杂散电流，能够最大限度直接利用再生制动能量；二、与交流供电方案相比，既能够确保三相母线供给动力照明设备电能合格，也能够保证在同时向牵引负荷和动力照明设备供电时三相母线处的负序情况满足国标要求；
三、具备交流制式采用第三轨供电方式供电的能力；四、本专利技术可用于不同电压等级下的轨道交通供电。
[0017]五、本专利技术结果简单，技术可靠，性能优越，便于实施。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的通用结构示意图。
[0019]图2是本专利技术的一种轨道交通混合供电系统示意图。
[0020]图3是本专利技术的另一种轨道交通混合供电系统示意图。
[0021]图4是本专利技术的又一种轨道交通混合供电系统示意图。
[0022]图5是本专利技术的不平衡度控制方法流程图。
具体实施方式
[0023]为了更好理解本专利技术的创造思想，在此分别通过以下实施例说明本专利技术的工作原理：实施例一如图1、图2所示，本实施例提供一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统1、动力照明供电系统2和测控装置3，所述同相牵引供电系统1和所述动力照明供电系统2的高压侧均连接到三相母线4，所述测控装置3用于检测所述三相母线4的三相电压不平衡度和所述动力照明供电系统2入口处动照馈线16的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制所述同相牵引供电系统1中的同相变流器14进行负序补偿，实现不平衡度控制。
[0024]本实施例中，三相母线4通过三相进线5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统（1）、动力照明供电系统（2）和测控装置（3），其特征在于，所述同相牵引供电系统（1）和动力照明供电系统（2）的高压侧均连接到三相母线（4），测控装置（3）用于检测三相母线（4）的三相电压不平衡度和动力照明供电系统（2）入口处动照馈线（16）的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）进行负序补偿，实现不平衡度控制。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述动力照明供电系统（2）通过动照馈线（16）连接至三相母线（4）；动力照明供电系统（2）包括第三变压器（8）和动力照明设备（15），第三变压器（8）为三相变压器，第三变压器（8）的一次侧绕组与三相母线（4）连接，二次侧绕组与动力照明设备（15）连接。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述三相母线（4）与第三变压器（8）的一次侧绕组之间设置有降压变压器（17）。4.根据权利要求1所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述同相牵引供电系统（1）包括第一变压器（6）、第二变压器（7）、同相变流器（14）和牵引匹配变压器（9），第一变压器（6）、第二变压器（7）的一次侧绕组采用Scott接线、Vv接线、Vx接线或单三相组合式接线其中的任何一种接法后连接至三相母线（4），第二变压器（7）的二次侧绕组与同相变流器（14）的级联侧连接，同相变流器（14）的并联侧与牵引匹配变压器（9）的一次侧绕组连接，第一变压器（6）、牵引匹配变压器（9）的二次侧绕组均连接至牵引母线（10），牵引母线（10）经馈线（11）连接至牵引网（12）。5.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述牵引网（12）采用交流25kV电压等级或交流3000V电压等级；牵引网（12）中的接触网采用刚性架空接触网、柔性架空接触网或第三轨“接触轨”供电方式中的一种。6.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述牵引网（12）采用直供方式、带回流的直供方式或AT供电方式中的一种。7.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，设置于牵引母线（10）的单相电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，王辉，郭锴，吴波，解绍锋，李子晗，黄小红，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。