一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法与流程

本发明涉及电气化铁路技术领域，具体涉及一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法。

背景技术：

我国电气化铁路采用单相工频交流制式，但三相电流不平衡、谐波、无功、电分相问题依然存在，尤其以三相电流不平衡问题最为突出。为解决此问题，在现有技术中，电气化铁路通常采用以下两种方式：1、采用交直交的变流技术；2、采用基于可调电容电感的对称补偿技术。它们虽解决了三相电流不平衡、谐波、无功的问题，但还存在系统复杂，造价高昂、可靠性相对较低的缺点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，通过三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机将三相交流电变换为单相交流电，解决了三相不平衡的问题，兼顾分相、谐波和无功问题，结构简单，可靠性高并且造价较低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，具体为：

设置在牵引变电所的三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机将110kv三相对称交流电变换为27.5kv单相交流电输出接触网，且无论单相牵引负荷如何随机变化，所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输入侧负荷电流始终保持对称，牵引供电系统中不存在负序电流。

进一步地，还有励磁控制装置分别连接在交流变相电机的输入端和输出端，对交流变相电机的输入端的功率因数和输出端的电压进行励磁控制。

进一步地，将所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输出电压提高到55kv，可实现现有的接触网at供电方式。

本发明的有益效果在于：本发明采用三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的供电方法，与现有的传统变电所相比，以一台变相电机代替了传统牵引变电所的主变压器；与交直交、对称补偿技术构成的牵引变电所相比，用变相机代替了升、降压变压器、电容、电感、整流及逆变模块；三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机结构简单，可靠性高，并且可以直接通过现有的交流电机进行改造，造价低。

附图说明

图1为本发明实施例的实施示意图；

图2为本发明实施例中三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的三相输入电流与单相输出电流示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

本实施例提供一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，如图1所示，具体为：

设置在牵引变电所的三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机100将110kv三相对称交流电变换为27.5kv单相交流电输出接触网，且无论单相牵引负荷如何随机变化，所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输入侧负荷电流始终保持对称，牵引供电系统中不存在负序电流。

三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的具体结构可参见中国专利文献cn201920028539.6。

进一步地，上述方法中，还有励磁控制装置分别连接在交流变相电机的输入端和输出端，对交流变相电机的输入端的功率因数和输出端的电压进行励磁控制。

通过励磁控制，可以使所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机100输出的27.5kv电压保持稳定。

通过励磁调节可以使牵引供电系统的功率因数满足电力系统要求，例如不低于0.9；当变相机空载运行时，可作为电网的调相机运行。

本发明采用三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的供电方法，与现有的传统变电所相比，以一台变相电机代替了传统牵引变电所的主变压器；与交直交、对称补偿技术构成的牵引变电所相比，用变相机代替了升、降压变压器、电容、电感、整流及逆变模块；三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机结构简单，可靠性高，并且可以直接通过现有的交流电机进行改造，造价低。

进一步地，在上述方法中，将所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输出电压提高到55kv，可实现现有的接触网at供电方式。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1所述方法的应用实例。

所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的具体实现结构参见cn201910016532.7。

公用电网提供的三相电源a、b、c输入到三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机，交流变相电机将三相电源变换为单相电源ud输出到接触网，当有电力机车通过时，输出电流id，交流变相电机输入电流为ia、ib、ic，如图2所示，交流变相电机实现了三相对称交流电到单相的变换，消除了负序电流；励磁控制装置作为交流变相电机的附属设备，通过励磁调节，确保变相机输出电压ud稳定，同时调节输入端的功率因数满足电网要求。利用上述方法，变电所输出为单相电源，自动取消了传统变电所出口的接触网电分相。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，其特征在于，具体为：

设置在牵引变电所的三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机将110kv三相对称交流电变换为27.5kv单相交流电输出接触网，且无论单相牵引负荷如何随机变化，所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输入侧负荷电流始终保持对称，牵引供电系统中不存在负序电流。

2.根据权利要求1所述的三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，其特征在于，还有励磁控制装置分别连接在交流变相电机的输入端和输出端，对交流变相电机的输入端的功率因数和输出端的电压进行励磁控制。

3.根据权利要求1所述的三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，其特征在于，将所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输出电压提高到55kv，可实现现有的接触网at供电方式。

技术总结
本发明公开了一种三相对称交流电变单相交流电的牵引供电方法，具体为：设置在牵引变电所的三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机将110kV三相对称交流电变换为27.5kV单相交流电输出接触网，且无论单相牵引负荷如何随机变化，所述三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机的输入侧负荷电流始终保持对称，牵引供电系统中不存在负序电流。本发明通过三相对称交流电变单相交流电的交流变相电机将三相交流电变换为单相交流电，解决了三相不平衡的问题，兼顾分相、谐波和无功问题，结构简单，可靠性高并且造价较低。

技术研发人员：肖书印;罗月兵;王健;李国栋;林武宾;赵宗宝;刘波;孟凡鑫;李璨;李晓坤;李直;候燕青;李鹏辉;杨鑫
受保护的技术使用者：中铁电气化局集团有限公司;中铁电气化局集团有限公司第二工程分公司
技术研发日：2020.09.22
技术公布日：2020.11.20