本发明专利技术属于电力控制技术领域，具体涉及了一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置和供电方法，旨在解决现有的V/v同相供电装置容量大、造价高的问题。本发明专利技术包括：第一变压器、第二变压器和单相背靠背变流器；第一变压器和第二变压器分别连接于V/v变压器的两个绕组并通过公共节点相连第一变压器和第二变压器分别连接单相背靠背变流器；单相背靠背变流器的第一输出端子通过第一变压器与用电电路相连另一端直接连接用电电路。本发明专利技术只需增加低容量单相电力电子设备即可实现多个牵引变电所的同相供电，同时消除了现有供电方案中的负序电流问题，提高了同相供电技术的经济性。提高了同相供电技术的经济性。提高了同相供电技术的经济性。
【技术实现步骤摘要】
V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置、方法和系统
[0001]本专利技术属于电力控制
，具体涉及了一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置、方法和系统。
技术介绍
[0002]现有的电气化铁路牵引供电系统通常采用V/v变压器将三相交流电变为两个单相交流电，然后以分段、分相的形式为电力机车供电。不同的供电段之间通常设置不导电的绝缘区(中性段)，当电力机车经过这一区域时电力机车无法获得供电。在此过程中，会造成电力机车牵引力和速度损失。采用V/v变压器也会使得三相交流电网中产生大量负序电流，造成电网功率不平衡，同时负序电流问题会随着电力机车功率的增加而更加严重。
[0003]基于电力电子技术的同相供电变流器可以实现向电力机车提供单相交流供电的同时，保证在三相电网中不产生负序电流。中国专利技术专利CN201520230853.4所述的同相供电变流器容量与牵引变电所提供给接触网的容量相当，导致变流器造价高。中国专利技术专利CN202110135799采用多绕组变压器和三相
‑
单相AC
‑
AC变流器实现同相供电，尽管这一方案可以降低三相
‑
单相AC
‑
AC变流器输出侧的变流器容量，但是三相输入侧需要补偿负序分量仍然需要很大容量，造价较高。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即现有的V/v同相供电装置容量大、造价高的缺点，本专利技术提供了一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，应用于带有V/v变压器的三相交流电路，所述装置包括：第一变压器、第二变压器和单相背靠背变流器；
[0005]所述第一变压器通过第一输入连接端子和公共连接端子连接V/v变压器的第一输出绕组；
[0006]所述第二变压器通过公共连接端子和第二输入连接端子连接V/v变压器的第二输出绕组；
[0007]第一变压器输出绕组的一端与第二变压器输出绕组的一端相连；
[0008]单相背靠背变流器的第一输入端子与第一变压器相连，单相背靠背变流器的第二输入端子与第二变压器相连，单相背靠背变流器的第一输出端子与第一变压器相连，单相背靠背变流器的第二输出端子与用电电路相连；
[0009]第一变压器输出绕组的不与第二变压器相连的一端与用电电路相连。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述第一变压器，其输入侧为1个绕组，输出侧为2个绕组记为第一变压器输出侧第一绕组和第一变压器输出侧第二绕组。
[0011]在一些优选的实施方式中，单相背靠背变流器的第一输入端子T
b
与所述第一变压器输出侧第二绕组的第一连接端子T5连接，第一变压器输出侧第二绕组的第二连接端子T6与第二变压器输出侧的第一连接端子T9连接，第二变压器的输出侧第二连接端子T
10
与单相背靠背变流器的第二输入端子T
a
相连。
[0012]在一些优选的实施方式中，单相背靠背变流器的第一输出端子T
y
与第一变压器输出侧第一绕组的第二连接端子T4连接，第一变压器输出侧第一绕组的第一连接端子T3连接用电电路；单相背靠背变流器的第二输出端子T
x
连接用电电路。
[0013]在一些优选的实施方式中，V/v变压器通过V/v变压器第一输入端T
A
、V/v变压器第二输入端T
B
和V/v变压器第三输入端T
C
接入三相交流电网；
[0014]V/v变压器第一输出端子T
α
连接第一变压器输入侧第一端子T1；
[0015]第一变压器输入侧第二端子T2经由公共节点G连接第二变压器输入侧的第一端子T7第二变压器输入侧第二端子T8连接V/v变压器第三输出端子T
β
；
[0016]公共节点连接V/v变压器第二输出端子T
n
。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述第一变压器输入侧第一端子T1、第一变压器输出侧第一绕组的第一连接端子T3和第一变压器输出侧第二绕组的第一连接端子T5为同名端；
[0018]所述第二变压器输入侧的第一端子T7和第二变压器输出侧的第一连接端子T9为同名端。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述单相背靠背变流器，包括8N个功率模块PM，N为正整数；
[0020]所述单相背靠背变流器的第一输入端子T
b
、单相背靠背变流器的第二输入端子T
a
相连、单相背靠背变流器的第二输出端子T
x
和单相背靠背变流器的第一输出端子T
y
均依次以1个电感L和N个功率模块PM与正极P串联，与负极N的连接方式与正极P相同。
[0021]在一些优选的实施方式中，第一变压器输入侧绕组与第一变压器输出侧第一绕组的变压比为
[0022]第一变压器输入侧绕组与第一变压器输出侧第二绕组的变压比为2∶1；
[0023]第二变压器输入侧绕组与第二变压器输出侧绕组的变压比为1∶1。
[0024]本专利技术的另一方面，提出了一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电方法，应用于V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置；
[0025]通过闭环控制使由第二变压器输入单相背靠背变流器的第二输入端子输入的控制电流i
in
为正弦波，且控制电流i
in
的电压与单相背靠背变流器的输入电压保持相同相位；
[0026]使单相背靠背变流器的输出电压与第一变压器输出侧第一绕组电压保持相同相位和相同幅值；
[0027]第一变压器输出侧第一绕组电压与单相背靠背变流器的输入电压幅值相同且相位相差90
°
；
[0028]对用电电路实现供电。本申请装置可以划分为如下两个模块：1、由第一和第二变压器组合实现的两相电压相位调整模块，其作用是将V/v变压器输出的相位相差60
°
的两相电压和调整为相位相差90
°
的两相电压和2、由单相背靠背变流器实现的单相电压相位调整模块，其作用是将单相背靠背变流器输入电压相位调整至与相同(即相位调整90
°
)，且电压幅值不发生改变。经过以上两个模块调整后的两相电压和具有相同幅值和相同相位，最后将和串联接入接触网和钢轨
为铁路牵引系统供电。
[0029]本专利技术的第三方面，提供一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电系统，应用于带有V/v变压器的三相交流电路，所述系统包括：两相电压相位调整模块和单相电压相位调整模块；
[0030]所述两相电压相位调整模块，配置为由第一变压器和第二变压器构成，用于将由V/v变压器输出的相位相差60
°
的两相电压和调整为相位相差90
°
的两相电压，即单相背靠背变流器的输入电压和第一变压器输出侧第一绕组电压
[0031]所述单相电压相位调整模块，配置为由单相背靠背本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，应用于带有V/v变压器的三相交流电路，其特征在于，所述装置包括：第一变压器、第二变压器和单相背靠背变流器；所述第一变压器通过第一输入连接端子和公共连接端子连接V/v变压器的第一输出绕组；所述第二变压器通过公共连接端子和第二输入连接端子连接V/v变压器的第二输出绕组；第一变压器输出绕组的一端与第二变压器输出绕组的一端相连；单相背靠背变流器的第一输入端子与第一变压器相连，单相背靠背变流器的第二输入端子与第二变压器相连，单相背靠背变流器的第一输出端子与第一变压器相连，单相背靠背变流器的第二输出端子与用电电路相连；第一变压器输出绕组不与第二变压器相连的一端与用电电路相连。2.根据权利要求1所述的V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，其特征在于，所述第一变压器，其输入侧为1个绕组，输出侧为2个绕组，记为第一变压器输出侧第一绕组和第一变压器输出侧第二绕组。3.根据权利要求2所述的V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，其特征在于，单相背靠背变流器的第一输入端子T
b
与所述第一变压器输出侧第二绕组的第一连接端子T5连接，第一变压器输出侧第二绕组的第二连接端子T6与第二变压器输出侧的第一连接端子T9连接，第二变压器的输出侧第二连接端子T
10
与单相背靠背变流器的第二输入端子T
a
相连。4.根据权利要求3所述的V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，其特征在于，单相背靠背变流器的第一输出端子T
y
与第一变压器输出侧第一绕组的第二连接端子T4连接，第一变压器输出侧第一绕组的第一连接端子T3连接用电电路；单相背靠背变流器的第二输出端子T
x
连接用电电路。5.根据权利要求4所述的V/v变压器牵引供电系统的同相供电装置，其特征在于，V/v变压器通过V/v变压器第一输入端T
A
、V/v变压器第二输入端T
B
和V/v变压器第三输入端T
C
接入三相交流电网；V/v变压器第一输出端子T
α
连接第一变压器输入侧第一端子T1；第一变压器输入侧第二端子T2经由公共节点G连接第二变压器输入侧的第一端子T7第二变压器输入侧第二端子T8连接V/v变压器第三输出端子T
β
；公共节点连接V/v变压器第二输出端子T
n
。6.根据权利要求5所述的V/v变压器牵引供电系统的同...
【专利技术属性】
技术研发人员：李子欣，胡钰杰，张烨，王平，李耀华，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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