一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电气化铁道在牵引供电技术领域，具体的说是涉及一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置。本发明专利技术相对于现有功率融通装置，主要是增加了一个变压器和一个单相PWM整流器，但是与现有的功率融通装置相比，传送相同功率时，本发明专利技术可以将变压器和变流器容量降到原来的1/2以下，降低了融通装置的设备和建设成本，损耗降低幅度不低于65.5％,提高了功率融通装置效率。功率融通装置效率。功率融通装置效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置


[0001]本专利技术属于电气化铁路牵引供电
，具体的说是涉及一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置。

技术介绍

[0002]电气化铁道牵引采用单相27.5kV交流给列车供电，为了减小对电网的影响，在铁路沿线，采用三相轮流供电，让电网三相负荷基本平衡。图1是含有N和N+1两个牵引变电所和一个分区所的典型牵引供电系统结构。牵引变电所将三相110kV或220kV的高压通过牵引变压器变换为单相27.5kV电压向牵引网供电，两个牵引变电所之间设有分区所。分区所设有绝缘段将左右两侧牵引网隔开，同时设开关QF，可以将两侧牵引网连接起来。正常情况下，为了抑制环流，QF分断，分区所两侧的牵引网独立给各自供电区间的列车供电；当一侧的变电所发生故障退出时，可以闭合分区所开关QF，将两侧牵引网接通，实现越区供电。
[0003]电气化铁路目前主要采用交直交电力牵引系统，列车牵引时，牵引系统由受电弓从牵引网获取电能，驱动列车运行；当列车制动时，牵引系统将列车再生制动能量回送到牵引电网。再生制动能量除部分为同一牵引网上运行的其它牵引列车吸收外，多余能量回送到高压电网。但是电网对列车回送的电能不计费或者返送正计，造成运营成本的增加。此外，相邻两个牵引变电所由分区所隔离，列车的负荷是随机的，因此，存在一个牵引变电所过载，另一个变电所空载或轻载的情况，这样就需要增大变电所牵引变压器容量。增大牵引变压器容量，会增加向电网上交的容量占用费，也会增加运营成本。
[0004]为解决上述问题，可以采用功率融通装置让分区所两侧牵引网的能量可以流通。功率融通装置又称铁路功率调节器(Railway static Power Conditioner,简称RPC)，也有称作潮流控制器，结构如图2所示。功率融通装置由两个降压变压器TR1和TR2和两个“背靠背”的单相PWM整流器构成。变压器TR1和TR2高压侧分别与分区所两侧的牵引网相连，低压侧分别与1#PWM1和2#PWM的交流侧相连；两个PWM整流器的直流侧并联。
[0005]因为变压器的隔离作用，两个牵引网电气隔离，通过控制，分区所左右两侧牵引网的功率可以相互流动。如果左侧牵引网列车处于制动工况，或者牵引供率小于右侧牵引网上的列车，希望左侧牵引网能量能向右侧牵引网流动,图2中给出能量向右侧牵引网流通的路径。
[0006]左侧牵引网功率P经过变压器TR1流向1#PWM整流器交流侧，经1#PWM整流器直流侧流向2#PWM整流器直流侧，经2#PWM整流器交流侧流向变压器TR2，再经变压器TR2流向右侧的牵引网。通过改变控制指令，可控制电流方向，同样可以控制分区所右侧牵引网能量向左侧牵引网电网流动。
[0007]由上可见：通过功率融通装置，可以使两个牵引变电所负荷均衡，降低了牵引变电所变压器的峰值功率，让更多的再生制动能量为其它的牵引列车吸收利用。功率融通装置的两个PWM整流器，同时也可以补偿牵引网的无功和谐波电流。
[0008]由图2所示的能量流动路径可知：功率融通装置两个变压器的容量和及两个PWM整
流器的容量均等于两个牵引网之间的融通的功率P,融通装置的变压器容量之和及PWM整流器之和均为2P。
[0009]功率融通装置的容量取决于牵引网上运行列车牵引和制动时的功率，牵引和制动功率通常数量在几MW到十几MW量级，因此，融通装置的变压器的体积、重量及成本均会很大，带来的问题是一次性投资太大，影响了其推广应用。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本专利技术提出了一种适用于电气化铁路分区所的功率融通装置，在传送相同的功率情况下，将变压器和变流器容量降到原来的1/2以下，降低了融通装置的设备和建设成本，损耗降低幅度不低于65.5％，提高了功率融通装置效率。
[0011]本专利技术的技术方案为：
[0012]一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一单相PWM整流器、第二单相PWM整流器和第三单相PWM整流器；将分区所两侧的牵引网分别定义为第一侧牵引网和第二侧牵引网，所述第一变压器初级绕组的一端接第一侧牵引网，另一端接地，第一变压器的次级绕组接第一单相PWM整流器的交流侧；所述第二变压器初级绕组的一端接第二侧牵引网，另一端接地，第二变压器的次级绕组接第二单相PWM整流器的交流侧；第一单相PMW整流器和第二单相PWM整流器的直流侧并联；所述第三变压器初级绕组的两端均接牵引网，且第三变压器初级绕组与牵引网的连接点位于第一变压器初级绕组与牵引网的连接点和第二变压器初级绕组与牵引网的连接点之间，两个连接点之间设有防止两个牵引网直接连接的绝缘段，第三变压器次级绕组接第三单相PWM整流器的交流侧，第三单相PWM整流器的直流侧与第一单相PWM整流器和第二单相PWM整流器的直流侧并联。
[0013]进一步的，所述第三变压器初级绕组侧电压为第一侧牵引网电压与第二侧牵引网电压的差值。
[0014]进一步的，所述第一变压器、第二变压器和第三变压器的容量之和为1.03P，P为第一侧牵引网传送到第二侧牵引网的功率。
[0015]进一步的，所述第一单相PWM整流器、第二单相PWM整流器和第三单相PWM整流器的容量和为1.03P。
[0016]本专利技术还结合实际情况提出了简易的以下两种实现方式：
[0017]第一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，包括第一变压器、第二变压器、第一单相PWM整流器和第二单相PWM整流器；将分区所两侧的牵引网分别定义为第一侧牵引网和第二侧牵引网，所述第一变压器初级绕组的一端接第一侧牵引网，另一端接地，第一变压器的次级绕组接第一单相PWM整流器的交流侧；所述第二变压器初级绕组的两端均接牵引网，且第二变压器初级绕组与牵引网的连接点相对于第一变压器初级绕组与牵引网的连接点靠近第二侧牵引网，两个连接点之间设有防止两个牵引网直接连接的绝缘段，第二变压器次级绕组接第二单相PWM整流器的交流侧，第二单相PWM整流器的直流侧与第一单相PMW整流器的直流侧并联。
[0018]第二种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，包括第一变压器、第二变压器、第一单相PWM整流器和第二单相PWM整流器；将分区所两侧的牵引网分别定义为第一侧牵引
网和第二侧牵引网，所述第一变压器初级绕组的一端接第二侧牵引网，另一端接地，第一变压器的次级绕组接第一单相PWM整流器的交流侧；所述第二变压器初级绕组的两端均接牵引网，且第二变压器初级绕组与牵引网的连接点相对于第一变压器初级绕组与牵引网的连接点靠近第一侧牵引网，两个连接点之间设有防止两个牵引网直接连接的绝缘段，第二变压器次级绕组接第二单相PWM整流器的交流侧，第二单相PWM整流器的直流侧与第一单相PMW整流器的直流侧并联。
[0019]进一步的，所述第二变压器初级绕组侧电压为第一侧牵引网电压与第二侧牵引网电压的差值。
[0020]本专利技术的有益效果为：与现有的功率融通装置相比，传送相同功率时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一单相PWM整流器、第二单相PWM整流器和第三单相PWM整流器；将分区所两侧的牵引网分别定义为第一侧牵引网和第二侧牵引网，所述第一变压器初级绕组的一端接第一侧牵引网，另一端接地，第一变压器的次级绕组接第一单相PWM整流器的交流侧；所述第二变压器初级绕组的一端接第二侧牵引网，另一端接地，第二变压器的次级绕组接第二单相PWM整流器的交流侧；第一单相PWM整流器和第二单相PWM整流器的直流侧并联；所述第三变压器初级绕组的两端均接牵引网，且第三变压器初级绕组与牵引网的连接点位于第一变压器初级绕组与牵引网的连接点和第二变压器初级绕组与牵引网的连接点之间，两个连接点之间设有防止短路的绝缘段，第三变压器次级绕组接第三单相PWM整流器的交流侧，第三单相PWM整流器的直流侧与第一单相PWM整流器和第二单相PWM整流器的直流侧并联。2.根据权利要求1所述的一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，所述第三变压器初级绕组侧电压为第一侧牵引网电压与第二侧牵引网电压的差值。3.根据权利要求2所述的一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，所述第一变压器、第二变压器和第三变压器的容量和为1.03P，P为第一侧牵引网传送到第二侧牵引网的功率。4.根据权利要求3所述的一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，所述第一单相PWM整流器、第二单相PWM整流器和第三单相PWM整流器的容量和为1.03P。5.一种电气化铁道牵引供电分区所功率融通装置，其特征在于，包括第一变压器、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭育华，余胜，罗锐，李仕云，
申请(专利权)人：成都思特电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：