一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括双流制牵引变电所DCS内的三相高压母线HB、牵引变压器TT、同相补偿装置CPD、交流母线AB、直流母线DB、测控系统MCS；牵引变压器TT的次边并接于交流母线AB上，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上，为列车提供所需功率，实现了交流和直流的同所供电；测控系统MCS由电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW和控制器CD构成，其可以计算出交流负荷功率和直流负荷功率，并将产生的负序功率与三相高压母线负序允许量对比，实时控制变流器的输出功率，对电气化铁路所产生的负序进行补偿，使补偿后的负序满足补偿目标要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法


[0001]本专利技术涉及电气化铁路牵引供电
，特别涉及一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法。

技术介绍

[0002]目前在我国轨道交通中交流牵引供电系统采用27.5kV或55kV工频单相交流供电，直流牵引供电系统普遍采用1500V或750V直流供电。由于供电制式的不同，两种牵引供电系统一般采用各自独立的单制式供电。
[0003]随着轨道交通的发展和建设，交通网络错综复杂，难免有些地方会存在交流牵引供电系统和直流牵引供电系统并存的情况，传统的单一供电制式已无法满足双流制供电的需要，双流制牵引供电系统可用于在交流电力牵引车辆与直流城轨车辆牵引过渡的地段；再者我国机车车辆制造企业同时生产的不同电压等级和电流制的机车也需要不同的牵引供电系统给予供电进行调试试验，建设双流制牵引供电系统，使其既可以对交流电力牵引车辆进行供电，也可以对直流城轨车辆进行供电，使尽可能的运行高效、经济，使尽可能减少重复建设，避免巨大的资源浪费，因此有必要对双流制牵引供电方案进行研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电气化铁路双流制牵引供电系统，它能够兼容直流和交流供电，并且不会对公共连接点处的三相电压不平衡产生影响。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路双流制牵引供电系统，包括双流制牵引变电所DCS内的三相高压母线HB、牵引变压器TT、同相补偿装置CPD、交流母线AB、直流母线DB、测控系统MCS，其中电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW和控制器CD构成测控系统MCS；所述牵引变压器TT的原边引出2个端子与三相高压母线HB的任意两相相连，而次边并接于交流母线AB上；所述同相补偿装置CPD包括高压匹配变压器HMT、交直交变流器ADA、牵引匹配变压器TMT；高压匹配变压器HMT原边与三相高压母线HB相连，使得牵引变压器TT次边绕组和高压匹配变压器HMT的次边绕组的电压相位差为90
°
；牵引匹配变压器TMT与交流母线AB相连，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上；交流母线AB一端串接电流互感器CT后接入接触网OCS,另一端并接电压互感器VT后接入钢轨并接地，直流母线DB一端串接分流器RW后接入接触网OCS,另一端并接电压变送器VD后接入钢轨并接地；所述测控系统MCS中控制器CD的信号输入端分别与电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW的测量信号输出端相连，控制器CD的信号输出端与同相补偿装置CPD的控制端相连。
[0006]牵引变压器TT的次边并接于交流母线AB上，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上，为列车提供所需功率，实现了交流和直流的同所供电；
[0007]交流牵引供电系统中若牵引网供电方式为直供方式或者带回流线的直供方式，所述交流母线AB的一端接至接触网OCS，另一端接至钢轨并接地；若牵引网供电方式为AT供电
方式，所述交流母线AB的一端接至接触网OCS，另一端接至负馈线；直流牵引供电系统中直流电压可控，并且不用设置能量吸收装置，再生能量能够反馈给供电系统。
[0008]交直交变流器ADA采用模块化结构，通过多模块交流环节串联，从而实现较高的输入和输出电压等级，多模块交流环节并联可增大系统功率，直流环节串联或并联可输出多电压等级直流电压。
[0009]直流系统和交流系统均存在列车时，当交流系统列车处于牵引工况且直流系统列车处于再生工况时，可以三相电压不平衡满足国家标准为目标控制交直交变流器ADA使直流系统列车产生再生电能由交流系统列车消耗；当直流系统列车处于牵引工况且交流系统列车处于再生工况时，以三相电压不平衡满足国家标准为目标控制交直交变流器ADA使交流系统列车产生再生电能由直流系统列车消耗，提高再生电能利用效果。
[0010]本专利技术需要通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁道双流制牵引供电控制方法，具体步骤为：
[0011](1)设定补偿目标为三相高压母线HB负序允许量S
ε
；
[0012](2)通过综合补偿测控系统MCS的控制器CD对测量得到的电压和电流值进行计算，计算出交流负荷功率S
L1
和直流负荷功率S
L2
，得到交流负荷功率和直流负荷功率经过牵引变压器或高压匹配变压器任意一个通道所产生的交流最大负序功率大小和直流最大负序功率大小并判断其与三相高压母线负序允许量S
ε
的关系；若或且此时不需要对负序进行补偿；若且此时需要对负序进行补偿；
[0013](3)只有交流系统存在列车时，当交流系统列车处于牵引工况时，若不需投入同相补偿装置CPD，供电系统牵引功率由牵引变压器流向列车，其大小为若需投入同相补偿装置CPD，供电系统牵引功率由牵引变压器和高压匹配变压器流向列车，分配至牵引变压器的牵引功率大小为分配至高压匹配变压器的牵引功率大小为当交流系统列车处于再生工况时，若不需投入同相补偿装置CPD，列车再生功率由牵引变压器反馈至供电系统，其大小为若需投入同相补偿装置CPD，列车再生功率由牵引变压器和高压匹配变压器反馈至供电系统，分配至牵引变压器的再生功率大小为分配至高压匹配变压器的再生功率大小为
[0014](4)只有直流系统存在列车时，当直流系统列车处于牵引工况时，若需投入同相补偿装置CPD中的第一变流器或第二变流器，供电系统牵引功率由牵引变压器或高压匹配变压器流向列车，其大小为若需投入同相补偿装置CPD，供电系统牵引功率由牵引变压器和高压匹配变压器流向列车，分配至牵引变压器的牵引功率大小为分配至高压匹配变压器的牵引功率大小为当直流系统列车
处于再生工况时，若需投入同相补偿装置CPD中的第一变流器或第二变流器，列车再生功率由牵引变压器或高压匹配变压器反馈至供电系统，其大小为若需投入同相补偿装置CPD，列车再生功率由牵引变压器和高压匹配变压器反馈至供电系统，分配至牵引变压器的再生功率大小为分配至高压匹配变压器的再生功率大小为
[0015](5)直流系统和交流系统均存在列车时，当交流系统列车和直流系统列车都处于牵引工况时，若需投入同相补偿装置CPD中的第一变流器或第二变流器，当投入第一变流器时，供电系统牵引功率由牵引变压器流向交流系统列车，其大小为由高压匹配变压器流向直流系统列车，其大小为当投入第二变流器时，供电系统牵引功率由牵引变压器流向交流和直流系统列车，其大小为若且需投入同相补偿装置CPD中的第一变流器，供电系统牵引功率由牵引变压器流向交流系统列车，其大小为由高压匹配变压器流向直流系统列车，其大小为若且需投入同相补偿装置CPD，供电系统牵引功率由牵引变压器和高压匹配变压器流向交流和直流系统列车，分配至牵引变压器的牵引功率大小为分配至高压匹配变压器的牵引功率大小为当交流系统列车和直流系统列车都处于再生工况时，若需投入同相补偿装置CPD中的第一变流器或第二变流器，当投入第一变流器时，交流系统列车再生功率由牵引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路双流制牵引供电系统，其特征在于：包括双流制牵引变电所DCS内的三相高压母线HB、牵引变压器TT、同相补偿装置CPD、交流母线AB、直流母线DB、测控系统MCS，其中电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW和控制器CD构成测控系统MCS；所述牵引变压器TT的原边引出2个端子与三相高压母线HB的任意两相相连，而次边并接于交流母线AB上；所述同相补偿装置CPD包括高压匹配变压器HMT、交直交变流器ADA、牵引匹配变压器TMT；高压匹配变压器HMT原边与三相高压母线HB相连，使得牵引变压器TT次边绕组和高压匹配变压器HMT的次边绕组的电压相位差为90
°
；牵引匹配变压器TMT与交流母线AB相连，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上；交流母线AB一端串接电流互感器CT后接入接触网OCS,另一端并接电压互感器VT后接入钢轨并接地，直流母线DB一端串接分流器RW后接入接触网OCS,另一端并接电压变送器VD后接入钢轨并接地；所述测控系统MCS中控制器CD的信号输入端分别与电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW的测量信号输出端相连，控制器CD的信号输出端与所述同相补偿装置CPD的控制端相连。2.根据权利要求1所述的电气化铁路双流制牵引供电系统，其特征在于：牵引变压器TT的次边并接于交流母线AB上，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上，为列车提供所需功率，实现了交流和直流的同所供电。3.根据权利要求1所述的一种电气化铁路双流制牵引供电系统，其特征在于：交流牵引供电系统中若牵引网供电方式为直供方式或者带回流线的直供方式，所述交流母线AB的一端接至接触网OCS，另一端接至钢轨并接地；若牵引网供电方式为AT供电方式，所述交流母线AB的一端接至接触网OCS，另一端接至负馈线；直流牵引供电系统中直流电压可控，并且不用设置能量吸收装置，再生能量能够反馈给供电系统。4.根据权利要求1所述的电气化铁路双流制牵引供电系统，其特征在于：交直交变流器ADA采用模块化结构，通过多模块交流环节串联，从而实现较高的输入和输出电压等级，多模块交流环节并联可增大系统功率，直流环节串联或并联可输出多电压等级直流电压。5.一种电气化铁路双流制牵引供电控制方法，其特征在于：直流系统列车牵引工况消耗电能由高压匹配变压器和牵引变压器两个通道获取，通过测控系统MCS计算出负荷功率S
L
，得到负荷功率经过牵引变压器或高压匹配变压器任意一个通道所产生的最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：解绍锋，黄大锐，刘骆川，李群湛，吴波，易东，郭锴，黄小红，张丽艳，张丽，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：