一种交流电气化铁路贯通式同相供电系统的制作方法

本发明涉及一种电气化铁道同相供电系统，具体是贯通式同相供电。

背景技术：

目前我国牵引供电系统主要利用牵引变压器将三相高压交流电源转换成二相低压电源，牵引变压器次边利用反馈线将中压交流电压连接到牵引接触网当中，经过牵引网导线、受电弓接入列车，并经钢轨和回流线构成一个完整的回路。

由于牵引变压输输出的二相中压交流电源相位不一致，因此牵引变压器输出两相之间需要加入电分相以实现机车换相运行，同时两变电站之间也需要加入分区所电分相。由于电分相会导致无电区的出现，会严重影响列车的运行速度和牵引力，同时过分电相还会产生过电压甚至烧毁电网。

现有同相供电方案可以有效解决牵引变电所的电分相，但在解决分区所电分相时，既有的方案是将两交直交变流器通过并联的方式直挂到牵引网上，每台交直交变流器输出电压过高，安全性降低。

技术实现要素：

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的就是提供一种交流电气化铁路贯通式同相供电系统，该系统可以取消牵引变电所和分区所的电分相，同时可以使每台交直交变流器输出电压减少一半，增加系统安全性。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种交流电气化铁路贯通式同相供电系统，牵引变压器（tt）的原边(a、b、c)三相接高压公用电网，牵引变压器（tt）次边α相两个端子α1、α2与变流器(rec1)的a、b端子分别相连，牵引变压器（tt）次边β相另两个端子β1、β2与变流器（rec2）的e、f端子分别相连，变流器(rec1)的端子c和接触网（t）相连，变流器(rec1)的另一端子d和变流器(rec2)的端子g连接，变流器(rec2)的另一端子h和钢轨（r）相连。

牵引变压器(tt)次边α相经变流器（rec1）交直交变换后向单相电网提供一半的功率；牵引变压器(tt)次边β相经变流器（rec2）交直交变换后向单相电网提供另一半的功率，同时变流器（rec）还对电气化铁路单相交流电网进行谐波和无功补偿。且该系统结构简单，成本低，便于实施。

本发明的工作原理是：公用高压a、b、c三相电网经三相/两相牵引变压器对称变换后，牵引变压器（tt）次边α相两个端子α1、α2与变流器(rec1)的a、b端子分别相连，牵引变压器（tt）次边β相另两个端子β1、β2与变流器（rec2）的e、f端子分别相连，变流器(rec1)的端子c和接触网（t）相连。

变流器(rec1)的另一端子d和变流器(rec2)的端子g连接，变流器(rec2)的另一端子h和钢轨（r）相连。

在向牵引交流电网供电时，牵引变压器（tt）次边α相直接向单相牵引电网提供一半的功率；牵引变压器（tt）次边β相经变流器（rec）交直交变换后向单相牵引电网提供另一半的功率，同时变流器（rec）还对牵引交流电网进行谐波和无功补偿。由于牵引变压器（tt）输出端两相输出功率相等，使中压三相电网不存在负序分量和零序分量，保证了三相电网的平衡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、从根本上消除了单相牵引电网的电分相，实现了全线贯通式同相供电。

二、本发明的系统能对单相牵引电网产生的无功、谐波进行补偿，提高牵引电网的功率因素，实现了电能质量的综合补偿。

三、在实现贯通供电时，每台变流器输出的电压低，安全性高，同时系统结构简单，成本低，便于实施。

上述的牵引变压器（tt）为scott变压器、阻抗匹配平衡变压器、ynvd变压器或vv变压器,上述的变流器（rec）为交直交变流器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是既有交流电气化铁路贯通式同相供电示意图。

图2是本发明交流电气化铁路贯通式同相供电示意图。

具体实施方式

如图1所示是既有交流电气化铁路贯通式同相供电示意图，牵引供电系统主要利用牵引变压器将三相高压交流电源转换成二相低压电源，牵引变压器次边利用反馈线将中压交流电压连接到牵引接触网当中，经过牵引网导线、受电弓接入列车，并经钢轨和回流线构成一个完整的回路，将两交直交变流器通过并联的方式直挂到牵引网上，每台交直交变流器输出电压过高，安全性降低。

如图图2示出，对既有交流电气化铁路贯通式同相供电中取消牵引变电所和分区所的电分相，同时可以使每台交直交变流器输出电压减少一半，增加系统安全性。

本发明的一种具体实施方式为：一种交流电气化铁路贯通式同相供电系统，牵引变压器（tt）的原边(a、b、c)三相接高压公用电网，牵引变压器（tt）次边α相两个端子α1、α2与变流器(rec1)的a、b端子分别相连，牵引变压器（tt）次边β相另两个端子β1、β2与变流器（rec2）的e、f端子分别相连。

变流器(rec1)的端子c和接触网（t）相连，变流器(rec1)的另一端子d和变流器(rec2)的端子g连接，变流器(rec2)的另一端子h和钢轨（r）相连。

图2还示出，在向牵引交流电网供电时，牵引变压器（tt）次边α相直接向单相牵引电网提供一半的功率；牵引变压器（tt）次边β相经变流器（rec）交直交变换后向单相牵引电网提供另一半的功率，同时变流器（rec）还对牵引交流电网进行谐波和无功补偿。由于牵引变压器（tt）输出端两相输出功率相等，使中压三相电网不存在负序分量和零序分量，保证了三相电网的平衡。

图2中的牵引变压器（tt）为scott变压器、阻抗匹配平衡变压器、ynvd变压器或vv变压器。

图2所述变流器(rec)的电力电子器件可为集成门极换向晶闸管(igct)或绝缘栅双极性晶体管(igbt)。

技术特征：

技术总结
一种交流电气化铁路贯通式同相供电系统，牵引变压器（TT）的原边(A、B、C)三相接高压公用电网，牵引变压器（TT）次边α相两个端子α1、α2与变流器(REC1)的a、b端子分别相连，牵引变压器（TT）次边β相另两个端子β1、β2与变流器（REC2）的e、f端子分别相连，变流器(REC1)的端子c和接触网（T）相连，变流器(REC2)的另一端子h和钢轨（R）相连。由于牵引变压器(TT)输出端两相输出功率相等，使高压三相电网不存在负序分量和零序分量，保证了三相电网的平衡。本发明完全消除了牵引供电系统的电分相，可实现电气化铁路全线贯通式同相供电，使机车运行更可靠、更稳定。

技术研发人员：刘毅;林军木;罗强
受保护的技术使用者：成都智创利源科技有限公司
技术研发日：2018.12.17
技术公布日：2019.03.19