本申请实施例提供一种电压提升电路及其装置，包括：采集模块，用于采集机车的牵引网末端的实际电压；N条第一电路，每个所述第一电路与所述牵引网末端电连接，且N个所述第一电路相互并联，每个所述第一电路用于提供固定容量的容性无功，其中，N为正整数；第二电路，与所述牵引网末端电连接，且与所述第一电路并联，用于提供预设容量范围的感性无功或所述预设容量范围的容性无功；控制模块，与所述采集模块、所述第一电路和所述第二电路连接，用于根据所述实际电压和目标电压确定目标补偿容量的容性无功，并根据所述目标补偿容量控制所述第一电路的工作状态和/或所述第二电路的工作状态，所述目标电压大于或等于所述实际电压。所述目标电压大于或等于所述实际电压。所述目标电压大于或等于所述实际电压。
【技术实现步骤摘要】
一种电压提升电路及其装置
[0001]本申请涉及电气化铁路牵引供电
，涉及但不限于一种电压提升电路及其装置。
技术介绍
[0002]目前，我国电气化铁路正在向“高速、重载”的方向快速发展，铁路运量也在持续增加。由于铁路牵引变电所布局区段较远，许多电气化运营区段由于受到地形、地势或供电容量等影响，使得牵引网电压经常过低，特别是末端电压经常出现低于机车最低运行电压19kV的情况，造成停车等事故，严重影响了线路的运输能力。例如，某电气化铁路处于山脉交错的喀斯特地貌，在重载上坡运行工况时，牵引网末端出现网压偏低的问题,严重影响了线路的运输通过能力。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本申请提供一种电压提升电路及其装置。
[0004]本申请提供了一种电压提升电路，包括：
[0005]采集模块，用于采集机车的牵引网末端的实际电压；
[0006]N条第一电路，每个所述第一电路与所述牵引网末端电连接，且N个所述第一电路相互并联，每个所述第一电路用于提供固定容量的容性无功，其中，N为正整数；
[0007]第二电路，与所述牵引网末端电连接，且与所述第一电路并联，用于提供预设容量范围的感性无功或所述预设容量范围的容性无功；
[0008]控制模块，与所述采集模块、所述第一电路和所述第二电路连接，用于根据所述实际电压和目标电压确定目标补偿容量的容性无功，并根据所述目标补偿容量控制所述第一电路的工作状态和/或所述第二电路的工作状态，所述目标电压大于或等于所述实际电压。
[0009]在一些实施例中，所述采集模块包括：电压互感器。
[0010]在一些实施例中，所述第一电路包括：
[0011]第一高压开关，一端与所述牵引网末端电连接；
[0012]第一电抗器，一端与所述高压开关的另一端电连接；
[0013]电容器，一端与所述电抗器的另一端电连接；
[0014]晶闸管阀，一端与所述电容器的另一端电连接，另一端接地，所述晶闸管阀与所述控制模块通信连接。
[0015]在一些实施例中，所述晶闸管阀与所述控制模块通过光纤通信连接。
[0016]在一些实施例中，所述第二电路包括：
[0017]第二高压开关，一端与所述牵引网末端电连接；
[0018]第二电抗器，一端与所述第二高压开关的另一端电连接；
[0019]第一变流器，一端与所述第二电抗器的另一端电连接，另一端接地，所述第一变流器与所述控制模块通信连接。
[0020]在一些实施例中，所述第二电路包括：
[0021]第三高压开关，一端与所述牵引网末端电连接；
[0022]变压器，一端与所述第三高压开关的另一端电连接；
[0023]第二变流器，一端与所述变压器的另一端电连接，另一端接地，所述第二变流器与所述控制模块通信连接。
[0024]在一些实施例中，所述通信连接为光纤通信连接。
[0025]在一些实施例中，所述牵引网末端的电压提升电路还包括：
[0026]断路模块，设置于所述牵引网末端，用于断开所述第一电路和所述第二电路。
[0027]在一些实施例中，所述断路模块为断路器。
[0028]本申请实施例一种电压提升装置，包括上述任一项所述的电压提升电路。
[0029]本申请提供的一种电压提升电路及其装置，通过采集模块采集实际电压，控制模块根据实际电压和目标电压确定目标补偿容量的容性无功，根据目标补偿容量控制所述第一电路的工作状态和/或所述第二电路的工作状态，以使第一电路和 /或第二电路的容性无功达到目标补偿容量，通过目标补偿容量的容性无功与机车感性无功功率相互抵消，从而减小网压损失，进而提升网压。
附图说明
[0030]在下文中将基于实施例并参考附图来对本申请进行更详细的描述。
[0031]图1为本申请实施例提供的一种牵引网等效阻抗示意图；
[0032]图2为本申请本申请实施例提供的电压损失向量图；
[0033]图3为本申请实施例提供的一种电压提升电路的结构示意图；
[0034]图4为本申请实施例提供的一种电压提升电路的结构示意图；
[0035]图5为本申请实施例提供的一种电压提升装置的结构示意图。
具体实施方式
[0036]以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。
[0037]在介绍本申请实施例之前，首先对相关技术中的问题进行简要分析与说明，目前，解决牵引网电压过低的方法有：
[0038]方式一：改变牵引网的供电方式。如由直供方式改为AT供电方式，牵引变压器需要由27.5kV改为55kV供电，需要增加AT变压器等。
[0039]方式二：扩大牵引变的容量。如更换更大容量等级的牵引变压器，不仅变压器投资较大，而且需要向电网交更多的基本容量费。
[0040]方式三：加粗供电臂的线径。只能解决接触网本身的阻抗，无法解决牵引变压器、供电系统的阻抗问题，效果有限。
[0041]方式四：增加牵引变电所来缩短牵引网长度来提高供电能力。需要重新征地，增加牵引变电站，投资巨大。
[0042]可见，以上这些方法的工期长、投资大，且没有解决电压损失的根本问题。电气化铁路牵引网压过低的原因主要是由于机车的无功和有功电流在系统线路上产生的压降，其中无功电流引起的电压损失占主要部分，因此为寻求更好的解决网压过低的问题，许多人都做过相关的研究，一般是在牵引变电所出口加装无功补偿装置。对牵引网线路较长、阻抗较大的电气化铁路，采用在变电所出口母线加装无功补偿装置的方法提高网压，会导致设备的安装容量大，无功电流使输电线路的效率更低，该方法达不到较佳的网压提升效果，并且受变电所的空间位置大小的限制。
[0043]基于前述的问题，在介绍本申请实施例前，对网压损失的机理进行分析。
[0044]牵引网电压偏低的原因与系统阻抗和牵引变压器阻抗有关，图1为本申请实施例提供的一种牵引网等效阻抗示意图，如图1所示，牵引网电压偏低主要原因是由牵引母线节点A到供电臂末端节点B的电压损失(简称接触网电压损失)造成的，U1为牵引母线电压，U2为机车受电弓电压，ΔU
12
为牵引网电压损失。
[0045]机车电流在牵引网阻抗Z＝R+jX
l
产生电压降表示成：
[0046][0047]上述公式为矢量表达式，图2为本申请本申请实施例提供的电压损失向量图，如图2所示，电压降不等于电压损失，电压损失是矢量与幅值之差，它表示机车电压比牵引母线电压减小了多少。由图2可以看出，由于δ角一般不大，牵引网电压损失可近似表示为：
[0048][0049]式中：I
p
为机车负荷有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电压提升电路，其特征在于，包括：采集模块，用于采集机车的牵引网末端的实际电压；N条第一电路，每个所述第一电路与所述牵引网末端电连接，且N个所述第一电路相互并联，每个所述第一电路用于提供固定容量的容性无功，其中，N为正整数；第二电路，与所述牵引网末端电连接，且与所述第一电路并联，用于提供预设容量范围的感性无功或所述预设容量范围的容性无功；控制模块，与所述采集模块、所述第一电路和所述第二电路连接，用于根据所述实际电压和目标电压确定目标补偿容量的容性无功，并根据所述目标补偿容量控制所述第一电路的工作状态和/或所述第二电路的工作状态，所述目标电压大于或等于所述实际电压。2.根据权利要求1所述的电压提升电路，其特征在于，所述采集模块包括：电压互感器。3.根据权利要求1所述的电压提升电路，其特征在于，所述第一电路包括：第一高压开关，一端与所述牵引网末端电连接；第一电抗器，一端与所述高压开关的另一端电连接；电容器，一端与所述电抗器的另一端电连接；晶闸管阀，一端与所述电容器的另一端电连接，另一端接地，所述晶闸管阀与所述控制模块通信连接。4.根据权利要求3所述的电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：严蕾，王铨，葛湘丽，
申请(专利权)人：中国神华国际工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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