一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置的制作方法

本实用新型涉及电气化铁路，特别涉及一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置。

背景技术：

复线电气化铁路通常在供电臂末端设有分区所。常规分区所的电气主接线包含开关类设备，通过操作开关类设备，可将所连接供电臂的上下行接触网进行并联。山区电气化铁路长大一面坡较多，其坡度高达18‰、24‰甚至30‰，上坡方向电流很大，而下坡方向电流很小。当采用常规分区所、上下行接触网并联供电时，最多只能降低上坡方向接触网载流能力需求的25％左右，此时上坡方向接触网载流能力需求仍很大，往往需要设置加强线；同时，下坡方向接触网载流能力依然未得到有效利用。而西南山区铁路桥隧比例较高，设置加强线对运营维护极为不便。因此，有必要在分区所内设置串联电容补偿装置，以有效改善牵引网电流分布，降低上坡方向接触网载流能力需求，提高下坡方向接触网载流能力利用率，提高电压水平，并降低牵引网电能损失。当前推广采用新型电力机车或动车组，高次谐波谐振问题也日益突出，可以在分区所内设置可调滤波器，以满足不同谐波频段的滤波功能。此外，分区所处于两相邻供电臂之间，电力机车或者动车组在通过分区所位置电分相时不可避免存在一个暂态过程，容易产生过电压现象，对牵引供电系统继电保护和机车正常运行均产生不利影响，甚至会造成供电中断等严重事故。因此，可以在复线电气化铁路分区所内设置多功能综合补偿装置，具备牵引网电压补偿、滤波和抑制过电压等能力，对保证电气化铁路牵引供电质量和供电安全具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置，以提高电气化铁路牵引供电质量，保证了供电可靠性和机车运行安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置，牵引变电所通过上行牵引网和下行牵引网分别向上行电力机车、下行电力机车供电，通过上行钢轨和下行钢轨回流，分区所设置在供电臂末端，其特征是：所述分区所内设置综合补偿装置，综合补偿装置与上行牵引网、下行牵引网、上行钢轨和下行钢轨连接构成牵引供电回路。

本实用新型的有益效果是，针对山区复线电气化铁路存在的牵引网电压损失大、谐波谐振过电压和过分相过电压问题，在充分利用分区所既有电气设备的同时，加装多功能综合补偿装置，可根据实际需要，选择不同功能设置，实现均衡上、下行双方向接触网的供电能力，减小牵引网电压损失，滤除相应区段的谐波，抑制谐振过电压以及机车过分相产生的操作过电压等一系列问题，具有运行效率高和补偿参数可调等有点，可以保证电气化铁路牵引供电质量和供电安全；采用断路器、隔离开关、电容、电感和电阻等成熟电气元件，结构简单、成本低、制作方便，也便于工程实施，既适用于新线建设也便于既有线改造。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是复线电气化铁路供电示意图；

图2是本实用新型一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置的结构示意图；

图中示出构件和对应的标记：牵引变电所S，上行牵引网QS，下行牵引网QX，上行电力机车L1、下行电力机车L2，上行钢轨RS，下行钢轨RX，分区所SP；综合补偿装置CC，第一端子a，第二端子c，第三端子b，第四端子d，第一电容器C1，第二电容器C2，第三电容器C3，第四电容器C4，第五电容器C5，第一开关S1，第二开关S2，第三开关S3， 第四开关S4，第五开关S5，第一感器L1，第二电感器L2，第一电阻R1，第二电阻R2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1，本实用新型的一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置，牵引变电所S通过上行牵引网QS和下行牵引网QX分别向上行电力机车L1、下行电力机车L2供电，通过上行钢轨RS和下行钢轨RX回流，分区所SP设置在供电臂末端。所述分区所SP内设置综合补偿装置CC，综合补偿装置CC与上行牵引网QS、下行牵引网QX、上行钢轨RS和下行钢轨RX连接构成牵引供电回路。

参照图1和图2，所述综合补偿装置CC中第一端子a、第三端子c分别连接上行牵引网QS、下行牵引网QX，第二端子b、第四端子d分别连接上行钢轨RS、下行钢轨RX。参照图2，第一端子a和第三端子c之间连接第一电容器C1，第一开关S1与第一电容器C1并联设置，实现第一电容器C1的投切。第三电容器C3、第一电感器L1、第三开关S3三者串联，然后再与第一电阻R1并联，最后与第二电容器C2、第二开关S2串联后接入第一端子a和第二端子b。第五电容器C5、第二电感器L2、第五开关S5三者串联，然后再与第二电阻R2并联，最后与第四电容器C4、第四开关S4串联后接入第三端子c和第四端子d。

参照图2，对于山区复线电气化铁路，特别是长大坡道区段，将分区所SP内补偿装置CC中第一开关S1打开，第一电容器C1串联接入上行接触网QS和下行牵引网QX，使得轻负荷方向接触网提供的电流增大，重负荷方向接触网提供的电流减小，可均衡上、下行双方向接触网的供电能力，减小牵引网电压损失。为了抑制牵引变电所S至分区所SP供电区段内谐波电流传递可能造成的谐波谐振，将第一开关S2、第三开关S3闭合，由第二电容器C2、第一电感器L1、第三电容器C3和第一电阻R1组成的无源滤波器接入上行牵引网QS与上行钢轨RS之间，将第四开关S4、第五开关S5闭合，由经四电容器C4、第二电感器L2、第五电容器 C5和第二电阻R2组成的无源滤波器接入下行牵引网XS与下行钢轨RX之间，构成可调滤波装置。当电力机车或者动车组通过分区所SP电分相处产生严重的过电压过程时，将第二开关S2闭合，第三开关S3打开，将第四开关S4闭合，第五开关S5打开，可以达到过电压抑制的效果。根据工程应用现场的需要，选择不同的功能或者功能组合，实现牵引网电压补偿、过电压抑制和谐波滤除功能。

所述第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4和第五电容器C5的电容值为固定值或可调。所述第一电感器L1、第二电感器L2的电感值为固定值或可调。所述第一电阻R1、第一电阻R2的电阻值为固定值或可调。所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5为断路器或者隔离开关。

以上所述只是用图解说明本实用新型一种复线电气化铁路牵引供电系统多功能综合补偿装置的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。