[0031]图1是实施例的多馈线组合式供变电构造示意图。
[0032]图2是本实用新型的具有两组负荷的多馈线组合式供变电构造示意图。
[0033]图3是本实用新型的具有多于三组负荷的多馈线组合式供变电构造示意图。
[0034]图4是本实用新型有源补偿装置中交直交变流器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]实施例
[0036]如图1所示，一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成；其中，牵引变压器两台及以上，均为单相接线，有源补偿装置由匹配变压器MT和交直交变流器ADA构成，其匹配变压器MT为三相YNd接线，交直交变流器ADA为单相结构；各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UAB、UBC, Uca，其中连接于线电压Uab上的牵引变压器记为牵引变压器一 TTab,连接于线电压Ubc上的牵引变压器记为牵引变压器二 TTBC，连接于线电压Uca上的牵引变压器记为牵引变压器三TTca;匹配变压器MT的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、U。，匹配变压器MT的三个次边绕组分别连接三组交直交变流器的输入端口，其中连接于相电压队的一组交直交变流器记为交直交变流器一 ADAa，连接于相电压Ub的一组交直交变流器记为交直交变流器二 ADA b，连接于相电压U。的一组交直交变流器记为交直交变流器三ADA。;牵引变压器一 TT λβ次边绕组与交直交变流器三ADA。的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线R输出馈线一Fab;牵引变压器二 TT BC次边绕组与交直交变流器一 ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二 Fb。;牵引变压器三TT CA次边绕组与交直交变流器二 ADAb的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线T输出馈线三Fra;馈线F ab、馈线Fb。、馈线电压分别对应原边三个线电压以8、服(:、此4，其大小相同、相位互差120° ;*、.、Δ为绕组同名端。
[0037]记馈线一 Fab的负荷功率为Sab、馈线二 Fbe的负荷功率为S b。、馈线三Fea的负荷功率为Sca,记负荷功率{Sab, Sbc, ScJ中最小负荷功率Smin= min {S ab, Sbc, Sca}，负荷功率{sab, Sbc, ScJ中最大负荷功率Smax= max {S ab, Sbc, ScJ，认为负荷功率因数为1，对应特定标准和馈线负荷组合工况，分三种情形:
[0038]甲、若最大负荷功率Smax=馈线一 Fab的负荷功率Sab，则有源补偿装置中的交直交变流器三ADA。的计算容量取馈线一 F ab的负荷功率S ^与最小负荷功率S min之差S ab_Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半；
[0039]乙、若最大负荷功率Smax =馈线二 Fbe的负荷功率Sb。，则有源补偿装置中的交直交变流器一 ADAa的计算容量取馈线二 F b。的负荷功率S b。与最小负荷功率S min之差S bc;_Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半；
[0040]丙、若最大负荷功率Smax =馈线三F ea的负荷功率S ca,则有源补偿装置中的交直交变流器二 ADAb的计算容量取馈线三F Μ的负荷功率S⑶与最小负荷功率S min之差S M_Smin所引起的三相电压不平衡度超标部分功率的一半。
[0041]各交直交变流器按以下规则运行，亦分三种情形:
[0042]甲、若最小负荷功率Smin=馈线一 F ab的负荷功率S ab，则有源补偿装置中的交直交变流器三ADA。不工作，而交直交变流器一 ADA 3按馈线二 F b。负荷功率S b。与馈线一 F ab负荷功率Sab之差S bc;-Sab的一半在其计算容量内分担馈线二 F b。的负荷功率S b。，交直交变流器二ADAb按馈线三F ^负荷功率S ^与馈线一 F ^负荷功率S ab之差S M-Sab的一半在其计算容量内分担馈线三Fea的负荷功率S ca；
[0043]乙、若最小负荷功率Smin=馈线二 Fbe的负荷功率Sb。，则有源补偿装置中的交直交变流器一 ADAa不工作，而交直交变流器二 ADA )3按馈线三F⑶负荷功率S ^与馈线二 F b。负荷功率Sbe之差S ea_Sb。的一半在其计算容量内分担馈线三F ea的负荷功率S ca,交直交变流器三ADA。按馈线一 F &负荷功率S &与馈线二 F b。负荷功率S b。之差S ab_Sb。的一半在其计算容量内分担馈线一 Fab的负荷功率S ab;
[0044]丙、若最小负荷功率Smin=馈线三F Μ的负荷功率S ca,则有源补偿装置中的交直交变流器二 ADAb不工作，而交直交变流器一 ADA 3按馈线二 F b。负荷功率S b。与馈线三F Μ负荷功率Sm之差S ^-Sca的一半在其计算容量内分担馈线二 F b。的负荷功率S b。，交直交变流器三ADA。按馈线一 F &负荷功率S &与馈线三F⑶负荷功率S Μ之差S ab_SM的一半在其计算容量内分担馈线一 Fab的负荷功率S ab。
[0045]即是说，各交直交变流器的最大分担功率等于其计算容量。
[0046]高速和重载铁路已广泛采用基于IGBT、IGCT等全控型器件的大功率交直交型电力机车或动车组，其负荷的功率因数接近于1，一般只计及其有功负荷即可，所含无功负荷是感性的，其量极小，可以忽略。但当无功负荷不可忽略时，如使用交直型电力机车的场合，可由交直交变流器输出端口进行无功功率补偿，使其功率因数升高。
[0047]根据可靠性要求，可以考虑牵引变压器、匹配变压器及交直交变流器的备用数量与方式。
[0048]当负荷转换为再生反馈时，控制相关的交直交变流器使其分担的有功功率做相应调整。
[0049]图2所示是本实用新型的具有两组负荷的多馈线组合式供变电构造示意图。本实用新型的这种多馈线组合式供变电构造具有组合性。当只有两组负荷时，可以选择牵引变压器一 TTab、牵引变压器二 TTbc、牵引变压器三TTca中的任意两台给负荷供电，对应的匹配变压器MT也连接两组交直交变流器。图中，选择牵引变压器一 ！1^次边绕组与交直交变流器三ADA。的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线R输出馈线一 Fab，牵引变压器二TTbc次边绕组与交直交变流器一 ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二 Fb。。
[0050]图3所示是本实用新型的具有多于三组负荷的多馈线组合式供变电构造示意图。本实用新型的这种多馈线组合式供变电构造具有组合性。当多于三组负荷时，则按照全部负荷尽可能均匀分布于三相电网的原则，在对应的牵引母线上引出馈线即可，相应地调整对应的牵引变压器、匹配变压器及交直交变流器的计算容量而不用增加设备套数。图中，在馈线Fab、馈线Fb。、馈线匕基础上引出与馈线F ab同相位的馈线F’ &来供给新的一组负荷。
[0051]图4示出的是本实用新型有源补偿装置中交直交变流器的结构示意图。交直交变流器ADA为采用大功率电力电子半导体器件(例如集成门极换向晶闸管IGCT或绝缘栅双极性晶体管IGBT)的单相PWM(脉宽调制)变流器，即通过直流储能电容连接的交流-直流-交流变换装置，其两端串联的电抗器Li和电抗器Lo的电抗值可分别连同高压匹配变压器和牵引匹配变压器(如果有的话)的漏抗一并考虑。
[0052]需要说明的是，由于交直交变流器采用集成门极换向晶闸管IGCT或绝缘栅双极性晶体管IGBT等性能优良的现代电力电子半导体器件，其制造成本较高，降低交直交变流器容量将是降低成本的关键。
【主权项】
1.一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成；其特征在于:牵引变压器至少具有二台，均为单相接线；有源补偿装置由匹配变压器MT和交直交变流器ADA构成，其匹配变压器MT为三相YNd接线，交直交变流器ADA为单相结构；各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UfUp Uca，其中连接于线电压Uab上的牵引变压器记为牵引变压器一TTAB，连接于线电压Ubc上的牵引变压器记为牵引变压器二TTbc,连接于线电压Uca上的牵引变压器记为牵引变压器三TTca;匹配变压器MT的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、U。，匹配变压器MT的三个次边绕组分别连接三组交直交变流器的输入端口，其中连接于相电压队的一组交直交变流器记为交直交变流器一 ADAa，连接于相电压Ub的一组交直交变流器记为交直交变流器二 ADA b，连接于相电压U。的一组交直交变流器记为交直交变流器三ADA。;牵引变压器一 TT λβ次边绕组与交直交变流器三ADA。的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线R输出馈线一 Fab;牵引变压器二 TTbc次边绕组与交直交变流器一 ADAa的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线S输出馈线二 Fb。;牵引变压器三TT CA次边绕组与交直交变流器二 ADAb的输出端口相并联，一端接地，一端经牵引母线T输出馈线三Fea;馈线一 F ab、馈线二 Fbe、馈线三电压分别对应原边三个线电压UAB、UBC、Uca，其大小相同、相位互差120°。
2.根据权利要求1所述的一种多馈线组合式供变电构造，其特征在于，当只有两组负荷时，选择牵引变压器一 TTab、牵引变压器二 TTbc、牵引变压器三TTca中的任意两台给负荷供电，对应的匹配变压器MT也连接两组交直交变流器；当多于三组负荷时，则按照全部负荷尽可能均匀分布于三相电网的原则，在对应的牵引母线上引出馈线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多馈线组合式供变电构造，主要由牵引变压器和有源补偿装置组成，其中，牵引变压器两台及以上，均为单相接线，有源补偿装置由匹配变压器和交直交变流器构成，其匹配变压器为三相YNd接线，交直交变流器为单相结构，各个牵引变压器原边绕组依次连接于高压母线ABC三个线电压UAB、UBC、UCA，匹配变压器的三个原边绕组分别连接于同一高压母线ABC三个相电压UA、UB、UC。本实用新型具有良好的组合性，容易按照实际需求增减供电设备，实现合成负序相量在360°范围内的跟踪补偿。本实用新型可以实现价格昂贵的有源补偿装置容量需求的最小化，从而大大减少其在供电设备中所占比重，有效减少一次性投资，且可以方便地用于负荷转换为再生反馈情形，进一步增强系统的节能效果。
【IPC分类】B60M3-00
【公开号】CN204279138
【申请号】CN201420659628
【发明人】李群湛, 黄小红, 解绍锋, 郭锴, 李亚楠
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月6日