一种电气化铁路的柔性互联供电系统技术方案

本申请公开了一种电气化铁路的柔性互联供电系统，包括：第一变压器和第二变压器均与变流器连接且分别并联至第一供电臂和第二供电臂；过电分段保护装置分别与第一，第二供电臂连接；控制器用于：当通过列车位置检测装置确定出列车驶入了分区所的过电分段区域时，控制过电分段保护装置导通且关闭变流器；当通过列车位置检测装置确定出列车驶离了过电分段区域时，将过电分段保护装置恢复为关断状态，且恢复对变流器的控制以进行第一供电臂与第二供电臂之间的有功功率交换。应用本申请的方案，可以实现牵引网功率潮流的灵活调节，列车能平稳通过电分段，且实现了两个供电臂之间的完全电气隔离。完全电气隔离。完全电气隔离。

【技术实现步骤摘要】
一种电气化铁路的柔性互联供电系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，特别是涉及一种电气化铁路的柔性互联供电系统。

技术介绍

[0002]目前，我国电气化铁路接触网采用的是25kV单相工频制式的交流供电系统，为了降低电力系统三相供电网与变电所两相牵引输出的电压不平衡度，达到负荷平衡，消除负序分量，目前通常采用的是分段轮换相序的单边供电方式，这就导致牵引供电网存在电分相。但是这样的方式不利于电气化铁路的节能，因此，在实际应用中，开始考虑取消牵引网存在的电分相。
[0003]取消电相分有两种情形：一种是取消牵引变电所出口处的电分相，这可以采用单相牵引变压器或与之配套的补偿技术实现，另一种是取消两个牵引变电所之间的分区所的电分相，这需要实施双边供电。
[0004]针对第二种情形，目前已有相关研究提供了采用双边供电的方案。例如一种方案是通过增大牵引网系统阻抗来减小均衡电流，但是这样会带来牵引供电品质降低、系统损耗增加、继电保护匹配难度增大等一系列问题，并且，这种无源补偿的方式无法实现牵引网功率潮流的灵活调节，不利于供电能效的提升。另一种方案是在牵引变电所处增加电压补偿装置来调节变电所馈线电压，从而降低均衡电流，该方式实际上是通过晶闸管阀组与变压器的配合实现馈线电压相位的补偿，对分区所两端电压幅值差的调节能力非常有限，不利于列车稳定地通过电分段。
[0005]综上所述，如何有效地实施双边供电，实现牵引网功率潮流的灵活调节，且使得列车能够稳定地通过电分段，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。<br/>
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种电气化铁路的柔性互联供电系统，以有效地实施双边供电，实现牵引网功率潮流的灵活调节，且使得列车能够稳定地通过电分段。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种电气化铁路的柔性互联供电系统，包括：
[0009]第一变压器，第二变压器，变流器，过电分段保护装置，控制器以及列车位置检测装置；
[0010]所述第一变压器的原边绕组的两端分别与第一供电臂和地连接，所述第一变压器的副边绕组的两端分别与所述变流器第一侧的第一端和第二端连接，所述第二变压器的原边绕组的两端分别与第二供电臂和地连接，所述第二变压器的副边绕组的两端分别与所述变流器第二侧的第一端和第二端连接；所述过电分段保护装置的第一端和第二端分别与所述第一供电臂和所述第二供电臂连接；
[0011]所述控制器用于：当通过所述列车位置检测装置确定出列车驶入了分区所的过电
分段区域时，控制所述过电分段保护装置为导通状态且关闭所述变流器；当通过所述列车位置检测装置确定出所述列车驶离了所述过电分段区域时，将所述过电分段保护装置恢复为关断状态，且恢复对所述变流器的控制以进行所述第一供电臂与所述第二供电臂之间的有功功率交换；
[0012]其中，所述分区所的第一电分段与第一变电所之间的供电臂为所述第一供电臂，所述分区所的所述第一电分段与第二变电所之间的供电臂为所述第二供电臂。
[0013]优选的，还包括：第一开关电路；
[0014]所述分区所中包括第一电分段和第二电分段，所述第一开关电路的第一端和第二端分别与所述分区所的第二电分段的第一端和第二端连接，且所述第一开关电路的默认状态为闭合状态，当牵引网出现异常工况时，所述第一开关电路为关断状态。
[0015]优选的，所述过电分段保护装置包括：第一开关阀组和第二开关阀组，所述第一开关阀组与所述第二开关阀组反向并联。
[0016]优选的，所述第一开关阀组和所述第二开关阀组均由晶闸管构成。
[0017]优选的，所述列车位置检测装置为基于车轮传感器技术的列车位置检测装置，或者为基于列车电子标签技术的列车位置检测装置，或者为基于激光雷达技术的列车位置检测装置，或者为基于卫星定位技术的列车位置检测装置，或者为基于高速图像识别技术的列车位置检测装置。
[0018]优选的，所述控制器还用于：当通过所述列车位置检测装置确定出所述列车驶离了所述过电分段区域时，基于接收到的无功功率补偿指令对所述变流器进行控制，以对所述第一供电臂和/或所述第二供电臂进行无功功率补偿。
[0019]优选的，所述变流器为交直交结构的变流器。
[0020]优选的，还包括：第二开关电路以及第三开关电路；
[0021]所述第二开关电路设置在所述过电分段保护装置的第一端与所述第一供电臂之间，所述第三开关电路设置在所述过电分段保护装置的第二端与所述第二供电臂之间。
[0022]优选的，还包括：第四开关电路以及第五开关电路；
[0023]所述第四开关电路设置在所述第一变压器的原边绕组的第一端与所述第一供电臂之间，所述第五开关电路设置在所述第二变压器的原边绕组的第一端与所述第二供电臂之间。
[0024]本申请的方案中，变流器通过第一变压器和第二变压器跨接在分区所的第一电分段的两端，即，第一变压器的原边绕组的两端分别与第一供电臂和地连接，第一变压器的副边绕组的两端分别与变流器第一侧的第一端和第二端连接，第二变压器的原边绕组的两端分别与第二供电臂和地连接，第二变压器的副边绕组的两端分别与变流器第二侧的第一端和第二端连接，当通过列车位置检测装置确定出列车驶离了过电分段区域时，说明当前没有列车需要经过分区所的电分段，此时，控制器会将过电分段保护装置设置为关断状态，且对变流器控制以进行第一供电臂与第二供电臂之间的有功功率交换，由于可以进行第一供电臂与第二供电臂之间的有功功率交换，使得本申请的方案可以实现牵引网功率潮流的灵活调节，提升牵引所供电设备容量利用率及再生制动能量利用率、改善供电品质、同时也可以通过储能变流器构建综合能源系统，进一步提升牵引供电系统的能源利用效率。而当通过列车位置检测装置确定出列车驶入了分区所的过电分段区域时，本申请会控制过电分段
保护装置为导通状态且关闭变流器，使得列车可以不断电地平滑柔性地通过分区所的第一电分段。并且，本申请的方案中，第一变压器和第二变压器都是属于并联接入供电臂的连接方式，采用这种接入方式时，可以实现两个供电臂之间的完全电气隔离，也就可以简化系统保护要求，有利于隔离故障并减小故障影响范围。
[0025]综上所述，本申请的方案可以实现牵引网功率潮流的灵活调节，且使得列车能够稳定地通过电分段，且可以实现两个供电臂之间的完全电气隔离，也就可以简化系统保护要求，有利于隔离故障并减小故障影响范围。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术中一种电气化铁路的柔性互联供电系统的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术一种具体实施方式中的电气化铁路的柔性互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路的柔性互联供电系统，其特征在于，包括：第一变压器，第二变压器，变流器，过电分段保护装置，控制器以及列车位置检测装置；所述第一变压器的原边绕组的两端分别与第一供电臂和地连接，所述第一变压器的副边绕组的两端分别与所述变流器第一侧的第一端和第二端连接，所述第二变压器的原边绕组的两端分别与第二供电臂和地连接，所述第二变压器的副边绕组的两端分别与所述变流器第二侧的第一端和第二端连接；所述过电分段保护装置的第一端和第二端分别与所述第一供电臂和所述第二供电臂连接；所述控制器用于：当通过所述列车位置检测装置确定出列车驶入了分区所的过电分段区域时，控制所述过电分段保护装置为导通状态且关闭所述变流器；当通过所述列车位置检测装置确定出所述列车驶离了所述过电分段区域时，将所述过电分段保护装置恢复为关断状态，且恢复对所述变流器的控制以进行所述第一供电臂与所述第二供电臂之间的有功功率交换；其中，所述分区所的第一电分段与第一变电所之间的供电臂为所述第一供电臂，所述分区所的所述第一电分段与第二变电所之间的供电臂为所述第二供电臂。2.根据权利要求1所述的电气化铁路的柔性互联供电系统，其特征在于，还包括：第一开关电路；所述分区所中包括第一电分段和第二电分段，所述第一开关电路的第一端和第二端分别与所述分区所的第二电分段的第一端和第二端连接，且所述第一开关电路的默认状态为闭合状态，当牵引网出现异常工况时，所述第一开关电路为关断状态。3.根据权利要求1所述的电气化铁路的柔性互联供电系统，其特征在于，所述过电分段保护装置包括：第一开关阀组和第二开关阀组...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇乐兵，陈洁莲，周方圆，张志学，何多昌，饶沛南，张敏，翁星方，周智，张典，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：