一种贯通式同相供电构造、系统的制作方法

本实用新型涉及交流电气化铁路供电技术领域,具体涉及一种贯通式同相供电构造、系统。

背景技术：

交流牵引供电系统是将三相电网电压经牵引变压器降压后为牵引网供电，由于牵引负荷为单相负载，而电网为三相对称系统，负载不平衡会在三相系统中产生负序电流，为使电力系统三相尽可能平衡，接触网采用分段换相供电，接触网每隔几十公里会设置一个电分相区，电分相的存在会造成列车速度和牵引力的损失，给电气化铁路带来不利影响。

理论和实践表明采用同相供电技术可以在取消牵引变电所出口处电分相、消除供电瓶颈的同时，还能有效治理负序电流，达到以三相电压不平衡度(负序)限值为主的电能质量要求，有利于促进电力与铁路的和谐发展。但这种方案仍存在分区所，如何解决分区所电分相问题是电气化铁路领域的研究热点。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一方面在于提供一种贯通式同相供电构造，在实现同相供电的基础上，通过第一交直交变流器向接触网输出补偿电压，可以使接触网的电压在整体上保持一致，从而可以取消分区所内的电分相，提高了牵引变电所运行的灵活性，能够实现接触网的全线贯通以及列车的不断电过分相。本实用新型通过以下技术手段实现：

一种贯通式同相供电构造，包括牵引主变压器、第一交直交变流器、第二交直交变流器和控制器，其中：

所述牵引主变压器原边与三相电网连接，次边同时与接触网、第一交直交变流器和第二交直交变流器连接；

所述控制器同时与所述第一交直交变流器和第二交直交变流器连接，所述控制器还通过检测装置与接触网连接。

进一步地，还包括第一变压器和第二变压器，所述牵引主变压器为scott变压器，所述scott变压器的原边与三相电网连接，所述scott变压器的次边t座两端同时与所述第一交直交变流器和第二交直交变流器的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器的逆变侧端口两端与第一变压器原边两端连接，所述第一变压器次边的一端与所述scott变压器的次边m座的一端连接，所述第一变压器次边的另一端接地，所述scott变压器的次边m座的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器的逆变侧端口两端与所述第二变压器的原边两端连接，所述第二变压器的次边两端与所述scott变压器的次边m座两端连接，或所述第二变压器的次边两端分别与所述scott变压器次边m座连接接触网的一端和所述第一变压器次边接地的一端连接。

进一步地，还包括第一变压器和第二变压器，所述牵引主变压器为scott变压器，所述scott变压器的原边与电网连接，所述scott变压器的次边m座两端和次边t座两端分别与所述第一交直交变流器的整流侧端口两端和所述第二交直交变流器的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器的逆变侧端口两端与第一变压器原边两端连接，所述第一变压器次边的一端与所述scott变压器的次边m座的一端连接，所述第一变压器次边的另一端接地，所述scott变压器的次边m座的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器的逆变侧端口两端与所述第二变压器的原边两端连接，所述第二变压器的次边两端与所述scott变压器的次边m座两端连接，或所述第二变压器的次边两端分别与所述scott变压器次边m座连接接触网的一端和所述第一变压器次边接地的一端连接。

进一步地，还包括第一变压器和第二变压器，所述牵引主变压器包括单相牵引变压器和补偿变压器，所述单相牵引变压器的原边与三相电网中的两相连接，所述补偿变压器的原边与三相电网连接，所述补偿变压器的次边两端同时与所述第一交直交变流器和第二交直交变流器的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器的逆变侧端口两端与第一变压器原边两端连接，所述第一变压器次边的一端与所述单相牵引变压器次边的一端连接，所述第一变压器次边的另一端接地，所述单相牵引变压器次边的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器的逆变侧端口两端与所述第二变压器的原边两端连接，所述第二变压器的次边两端与所述单相牵引变压器的次边两端连接，或所述第二变压器的次边两端分别与所述单相牵引变压器次边连接接触网的一端和所述第一变压器次边接地的一端连接；

其中，所述补偿变压器为ynd变压器或yd变压器。

进一步地，还包括第一变压器和第二变压器，所述牵引主变压器包括单相牵引变压器和补偿变压器，所述单相牵引变压器的原边与三相电网中的两相连接，所述补偿变压器的原边与三相电网连接，所述单相牵引变压器的次边两端和所述补偿变压器的次边两端分别与所述第一交直交变流器的整流侧端口两端和所述第二交直交变流器的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器的逆变侧端口两端与第一变压器原边两端连接，所述第一变压器次边的一端与所述单相牵引变压器次边的一端连接，所述第一变压器次边的另一端接地，所述单相牵引变压器次边的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器的逆变侧端口两端与所述第二变压器的原边两端连接，所述第二变压器的次边两端与所述单相牵引变压器的次边两端连接，或所述第二变压器的次边两端分别与所述单相牵引变压器次边连接接触网的一端和所述第一变压器次边接地的一端连接；

其中，所述补偿变压器为ynd变压器或yd变压器。

本实用新型的第二方面在于提供一种贯通式同相供电系统，包括n个上述贯通式同相供电构造，其中，n≥2。

进一步地，在两个贯通式同相供电构造之间的接触网上设置有分区所，所述分区所内设置有并联的电分段和开关。

本实用新型在实现同相供电的基础上，通过第一交直交变流器向接触网输出补偿电压，可以使接触网的电压在整体上保持一致，从而可以取消分区所内的电分相，提高了牵引变电所运行的灵活性，能够实现接触网的全线贯通以及列车的不断电过分相。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的第一种贯通式同相供电系统结构示意图。

图2为根据一示例性实施例示出的第二种贯通式同相供电系统结构示意图。

图3为根据一示例性实施例示出的第三种贯通式同相供电系统结构示意图。

图4为根据一示例性实施例示出的第四种贯通式同相供电系统结构示意图。

图5为根据一示例性实施例示出的第五种贯通式同相供电系统结构示意图。

图6为根据一示例性实施例示出的第六种贯通式同相供电系统结构示意图。

图7为根据一示例性实施例示出的第七种贯通式同相供电系统结构示意图。

图8为根据一示例性实施例示出的第八种贯通式同相供电系统结构示意图。

附图标记：1—牵引主变压器，2—第一交直交变流器，3—第二交直交变流器，4—第一变压器，5—第二变压器，6—开关。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

如图1—图8所示，本实施例提供一种贯通式同相供电构造，包括牵引主变压器1、第一交直交变流器2、第二交直交变流器3和控制器，其中：

所述牵引主变压器1原边与三相电网连接，次边同时与接触网、第一交直交变流器2和第二交直交变流器3连接；

所述控制器同时与所述第一交直交变流器(2)和第二交直交变流器(3)连接，所述控制器还通过检测装置与接触网连接。

本实施例中，通过控制器可以控制第二交直交变流器3向接触网输出有功电流和无功补偿电流可以实现同相供电方案，从而取消牵引变电所出口处电分相，通过控制器还可以控制第一交直交变流器2向接触网输出补偿电压，可以使接触网的电压在整体上保持一致，从而可以取消分区所内的电分相，提高了牵引变电所运行的灵活性，能够实现接触网的全线贯通以及列车的不断电过分相。具体的，所述控制器用于根据接触网电压信息控制所述第一交直交变流器2向接触网输出补偿电压；所述控制器还用于根据电流信息控制所述第二交直交变流器3向接触网输出有功电流和无功补偿电流，所述电流信息包括所述第一交直交变流器2的电流信息和接触网的负载电流信息。本实施例中的检测装置可以是电流互感器、电压互感器等。

作为一种优选，如图1或图2所示，本实施例包括第一变压器4和第二变压器5，所述牵引主变压器1为scott变压器，所述scott变压器的原边与三相电网连接，所述scott变压器的次边t座两端同时与所述第一交直交变流器2和第二交直交变流器3的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器2的逆变侧端口两端与第一变压器4原边两端连接，所述第一变压器4次边的一端与所述scott变压器的次边m座的一端连接，所述第一变压器4次边的另一端接地，所述scott变压器的次边m座的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器3的逆变侧端口两端与所述第二变压器5的原边两端连接，所述第二变压器5的次边两端与所述scott变压器的次边m座两端连接，或所述第二变压器5的次边两端分别与所述scott变压器次边m座连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接。

这里，牵引主变压器1、第二交直交变流器3和第二变压器5构成了单相组合式同相供电系统，在此基础上，增加了第一交直交变流器2来对接触网进行电压补偿，从而达到同时取消牵引变电所和分区所中电分相的目的，本实施例中交直交变流器的整流侧端口是指直接与牵引主变压器1连接的端口，交直交变流器的逆变侧端口是指通过变压器与牵引主变压器1连接的端口。

作为另一种优选，如图3或图4所示，本实施例包括第一变压器4和第二变压器5，所述牵引主变压器1为scott变压器，所述scott变压器的原边与电网连接，所述scott变压器的次边m座两端和次边t座两端分别与所述第一交直交变流器2的整流侧端口两端和所述第二交直交变流器3的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器2的逆变侧端口两端与第一变压器4原边两端连接，所述第一变压器4次边的一端与所述scott变压器的次边m座的一端连接，所述第一变压器4次边的另一端接地，所述scott变压器的次边m座的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器3的逆变侧端口两端与所述第二变压器5的原边两端连接，所述第二变压器5的次边两端与所述scott变压器的次边m座两端连接，或所述第二变压器5的次边两端分别与所述scott变压器次边m座连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接。

需要说明的是，如图1或图3所示，scott变压器的次边m座与第一变压器4的次边可以先串联然后再整体上与第二变压器5次边并联，即所述第二变压器5的次边两端分别与所述scott变压器次边m座连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接；如图2或图4所示，第二变压器5次边也可以直接与scott变压器的次边m座并联，即所述第二变压器5的次边两端与所述scott变压器的次边m座两端连接。

作为又一种优选，如图5或图6所示，本实施例包括第一变压器4和第二变压器5，所述牵引主变压器1包括单相牵引变压器101和补偿变压器102，所述单相牵引变压器101的原边与三相电网中的两相连接，所述补偿变压器102的原边与三相电网连接，所述补偿变压器102的次边两端同时与所述第一交直交变流器2和第二交直交变流器3的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器2的逆变侧端口两端与第一变压器4原边两端连接，所述第一变压器4次边的一端与所述单相牵引变压器101次边的一端连接，所述第一变压器4次边的另一端接地，所述单相牵引变压器101次边的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器3的逆变侧端口两端与所述第二变压器5的原边两端连接，所述第二变压器5的次边两端与所述单相牵引变压器101的次边两端连接，或所述第二变压器5的次边两端分别与所述单相牵引变压器101次边连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接；

其中，所述补偿变压器102为ynd变压器或yd变压器。

作为再一种优选，如图7或图8所示，本实施例包括第一变压器4和第二变压器5，所述牵引主变压器1包括单相牵引变压器101和补偿变压器102，所述单相牵引变压器101的原边与三相电网中的两相连接，所述补偿变压器102的原边与三相电网连接，所述单相牵引变压器101的次边两端和所述补偿变压器102的次边两端分别与所述第一交直交变流器2的整流侧端口两端和所述第二交直交变流器3的整流侧端口两端连接，所述第一交直交变流器2的逆变侧端口两端与第一变压器4原边两端连接，所述第一变压器4次边的一端与所述单相牵引变压器101次边的一端连接，所述第一变压器4次边的另一端接地，所述单相牵引变压器101次边的另一端与接触网连接，所述第二交直交变流器3的逆变侧端口两端与所述第二变压器5的原边两端连接，所述第二变压器5的次边两端与所述单相牵引变压器101的次边两端连接，或所述第二变压器5的次边两端分别与所述单相牵引变压器101次边连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接；

其中，所述补偿变压器102为ynd变压器或yd变压器。

这里需要说明的是，如图5或图7所示，单相牵引变压器101的次边与第一变压器4的次边可以先串联然后再整体上与第二变压器5次边并联，即所述第二变压器5的次边两端分别与所述单相牵引变压器101次边连接接触网的一端和所述第一变压器4次边接地的一端连接；如图6或图8所示，第二变压器5次边也可以直接与单相牵引变压器101的次边并联，即所述第二变压器5的次边两端与所述单相牵引变压器101的次边两端连接。

实施例2

如图1—图8所示，本实施例提供一种贯通式同相供电系统，包括n个实施例1提供的贯通式同相供电构造，其中，n≥2。本实施例中，在两个贯通式同相供电构造之间的接触网上设置有分区所，所述分区所内设置有并联的电分段和开关6。

实施本实施例时，通过控制第一交直交变流器向接触网输出补偿电压，在整个接触网的电压在整体上保持一致后，可以控制开关k闭合，从而实现真正同相供电或贯通式同相供电。需要说明的是，本实施例中的电分段不同于电分相，本实施例设置电分段，一方面是为了好分段检修，另一方面是因为控制整个接触网的电压保持一致需要一个过程，虽然这个过程很短，但是是存在的，因此，在整个接触网的电压没有达到一致时，为了提高系统的安全性和可靠性，可以通过设置电分段来将不同区段接触网分开，当整个接触网的电压在整体上保持一致后再控制开关闭合，实现真正同相供电或贯通式同相供电。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。