一种牵引变电所主电路的制作方法

1.本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种牵引变电所主电路。


背景技术：

2.电气化铁路采用的异相供电方式，存在无功、谐波、负序等电能质量和电分相问题。电气化铁路电能质量问题影响电力系统的正常运行，电分相问题则会导致列车速度和牵引力的损失，降低能量利用率，限制高速铁路的发展。随着交流传动机车的广泛应用，无功和谐波问题虽然得到了缓解，但牵引负荷的增加导致负序电流问题愈发严重。现有技术中，平衡变压器在理论上可以解决负序电流问题，但由于列车的随机性，治理效果并不理想。而补偿方案中，无源和有源补偿装置在解决负序电流问题上成本太高，大多用来解决无功和谐波问题。铁路功率调节器可以综合解决无功、谐波和负序问题，但无法取消分相区。基于有源补偿器的同相供电系统可以综合解决电能质量问题，但只能取消一半的分相区，无法实现贯通供电。上述解决方案均无法彻底解决电气化铁路的电能质量和电分相问题。
3.若采用基于电力电子变换器的交直交牵引变电所，则可控制潮流，实现无功、谐波和负序的综合治理，并可取消电分相，实现贯通式同相供电。但是，现有技术提出的交直交牵引变电所结构通常输入端通过三相降压变压器接入电力系统，而后通过三相-单相变换装置将电力系统的三相电能转换为牵引网的单相电能，输出端通过单相升压变压器接入牵引网。多个变压器增大了设备的重量和体积，且降压变压器和升压变压器均需要重新制造，各种相关配套设备需要重新配置，因此采用该方式对牵引网供电时，需要新建牵引变电所，在既有牵引变电所的基础上进行改造的难度极大、成本高，因此适用性差、推广性不强。


技术实现要素：

4.本发明提供一种牵引变电所主电路，用以解决现有技术中交直交牵引变电所解决电能质量和电分相问题时，改造难度大、成本高、适应性差的缺陷，实现为牵引网提供高可靠供电，在解决电能质量和电分相问题的同时，增强交直交牵引变电所适应性。
5.本发明提供一种牵引变电所主电路，包括牵引变压器、整流装置和逆变装置；所述牵引变压器的输入端连接电力系统；所述牵引变压器，用于将所述电力系统的三相电转换为两相电，并将所述两相电传输给所述整流装置；所述整流装置，用于将所述两相电转换成直流电，并将所述直流电传输给所述逆变装置；所述逆变装置，用于将所述直流电转换成牵引网所需的交流电，并将所述交流电传输给所述牵引网。
6.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述牵引变压器包括第一输出绕组和第二输出绕组，所述整流装置包括第一电力电子变压器和第二电力电子变压器；所述第一电力电子变压器的输入端连接所述第一输出绕组；所述第二电力电子变压器的输入端连接所述第二输出绕组；所述第一电力电子变压器的输出端，并联所述第二电力电子变压器的输出端，形成公共直流母线；所述逆变装置的输入端连接所述公共直流母线。
7.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述逆变装置为级联逆变器；所述级
联逆变器包括至少一个单相逆变器；每一个所述单相逆变器的输入端并联后，连接所述整流装置的输出端；每一个所述单相逆变器的输出端串联后，连接至所述牵引网。
8.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述第一电力电子变压器包括第一整流级和第一隔离级；所述第一整流级，用于将第一输出绕组输出的第一交流电转换为第一中间直流电；所述第一隔离级，用于将所述第一中间直流电转换为第一直流电；所述第二电力电子变压器包括第二整流级和第二隔离级；所述第二整流级，用于将第二输出绕组输出的第二交流电转换为第二中间直流电；所述第二隔离级，用于将所述第二中间直流电转换为第二直流电；所述第一隔离级的输出端和所述第二隔离级的输出端并联，形成所述公共直流母线；所述公共直流母线，用于通过第一直流电和第二直流电，输出所述直流电至所述逆变装置。
9.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述第一整流级包括至少一个第一单相整流器；所述第一隔离级包括至少一个第一直流变换器；所述第一单相整流器和所述第一直流变换器一一对应；每一个所述第一单相整流器的输入端串联；每一个所述第一单相整流器的输出端，分别连接对应的所述第一直流变换器的输入端；每一个所述第一直流变换器的输出端并联后，输出所述第一直流电；所述第二整流级包括至少一个第二单相整流器；所述第二隔离级包括至少一个第二直流变换器；所述第二单相整流器和所述第二直流变换器一一对应；每一个所述第二单相整流器的输入端串联；每一个所述第二单相整流器的输出端，分别连接对应的所述第二直流变换器的输入端；每一个所述第二直流变换器的输出端并联后，输出所述第二直流电。
10.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述牵引变电所主电路还包括第一备用回路和第二备用回路；所述第一备用回路的输入端，连接所述第一电力电子变压器的输入端；所述第一备用回路的输出端，连接所述牵引网；所述第二备用回路的输入端，连接所述第二电力电子变压器的输入端；所述第二备用回路的输出端，连接所述牵引网。
11.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述第一备用回路包括第一隔离开关和第一断路器；所述第一隔离开关和所述第一断路器串联；所述第二备用回路包括第二隔离开关和第二断路器；所述第二隔离开关和所述第二断路器串联。
12.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述单相逆变器为单相脉冲宽度调制逆变器。
13.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述第一单相整流器为第一单相脉冲宽度调制整流器；所述第二单相整流器为第二单相脉冲宽度调制整流器。
14.根据本发明提供的一种牵引变电所主电路，所述牵引网包括第一牵引线和第二牵引线，所述第一牵引线包括联络开关，所述第一牵引线包括电分相，所述联络开关并联于所述电分相；所述第一隔离开关和所述第一断路器串联后，连接所述联络开关的第一端；所述第二隔离开关和所述第二断路器串联后，连接所述联络开关的第二端。
15.本发明提供的牵引变电所主电路，包括牵引变压器、整流装置和逆变装置。牵引变压器将电力系统的三相电转换为两相电，并传输给整流装置，整流装置将输入的两相电转换成直流电，并将直流电传输逆变装置，该逆变装置将输入的直流电转换成牵引网所需要的交流电。该过程实现了从电力系统到牵引网之间的交流-直流-交流(即交直交)变换，实现无功、谐波和负序治理及贯通式同相供电，对电能质量问题和电分相问题进行了治理；同
时，该牵引变电所主电路只是在既有牵引变电所主电路的基础上增加了整流装置和逆变装置来实现功率变换，所以改造难度小，易于实现，大大降低成本，提高牵引变电所主电路的适应性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明提供的牵引变电所主电路的结构连接示意图一；
18.图2是本发明提供的牵引变电所主电路的结构连接示意图二；
19.图3是本发明提供的电力电子变压器内部结构示意图；
20.图4是本发明提供的级联逆变器内部结构示意图；
21.图5是本发明提供的第一电力电子变压器故障后供电原理示意图；
22.图6是本发明提供的级联逆变器故障后供电原理示意图；
23.图7是本发明提供的以传统牵引供电方式为牵引网供电的原理示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明提供的牵引变电所主电路，用于将电力系统的电能提供给牵引网，实现电气化铁路电能质量治理及贯通式同相供电。同时该牵引变电所主电路在既有牵引变电所基础上改造时难度低，而且供电可靠性高。下面结合图1-图7描述本发明的牵引变电所主电路。
26.一个实施例中，如图1所示，一种牵引变电所主电路，包括牵引变压器101、整流装置102和逆变装置103。
27.牵引变压器101的输入端连接电力系统；牵引变压器101，用于将电力系统输入的三相电转换为两相电，并将两相电传输给整流装置102；整流装置102，用于将两相电转换成直流电，并将直流电传输给逆变装置103；逆变装置103，用于将直流电转换成牵引网所需的交流电，并将交流电传输给牵引网。
28.本实施例中，图1中仅用三条直线表示电力系统，该电力系统能够提供三相交流电(即三相电)。电力系统网络内的具体构造和设备可以根据实际情况和需要进行设定，本技术的保护范围不以电力系统内部网络构造为限制，图1中不再将电力系统内部构造和设备一一画出。
29.本实施例中，牵引网对牵引负荷供电时，采用分段供电。通过变电所出口处的电分相将牵引网分段为两个供电臂，两个供电臂之间通过电分相进行划分和隔离。图1中的牵引网仅通过两条直线进行表示，牵引网可以根据实际情况和需要设置电分相、供电臂以及设
置其他电力设备，图1中不再将牵引网内部具体构造和设备一一画出。
30.一个实施例中，牵引变压器101包括第一输出绕组和第二输出绕组，整流装置102包括第一电力电子变压器和第二电力电子变压器。
31.第一电力电子变压器的输入端连接第一输出绕组；第二电力电子变压器的输入端连接第二输出绕组；第一电力电子变压器的输出端，并联第二电力电子变压器的输出端，形成公共直流母线；逆变装置103的输入端连接公共直流母线。
32.本实施例中，牵引变压器101包括两个输出绕组(即第一输出绕组和第二输出绕组)，可以分别连接两个电力电子变压器(即第一电力电子变压器和第二电力电子变压器)，形成并列的两路整流通道。然后两个电力电子变压器的输出端并联形成公共直流母线，逆变装置103连接至该公共直流母线。
33.一个实施例中，第一电力电子变压器包括第一整流级和第一隔离级。第一整流级，用于将第一输出绕组输出的第一交流电转换为第一中间直流电；第一隔离级，用于将第一中间直流电转换为第一直流电。
34.第二电力电子变压器包括第二整流级和第二隔离级。第二整流级，用于将第二输出绕组输出的第二交流电转换为第二中间直流电；第二隔离级，用于将第二中间直流电转换为第二直流电。
35.第一隔离级的输出端和第二隔离级的输出端并联，形成公共直流母线；公共直流母线，用于通过第一直流电和第二直流电，输出直流电至逆变装置103。
36.本实施例中，第一电力电子变压器和第二电力电子变压器的内部结构相同。
37.第一整流级将第一输出绕组输出的第一交流电(alternating current，简称ac)转换为第一中间直流电(direct current，简称dc)，实现变压及电流制式的转换。第一隔离级将第一中间直流电转换为第一直流电，实现直流电压的变换。具体的，第一隔离级可以采用双有源桥结构。
38.第二整流级将第二输出绕组输出的第二交流电(alternating current，简称ac)转换为第二中间直流电(direct current，简称dc)，实现变压及电流制式的转换。第二隔离级将第二中间直流电转换为第二直流电，实现直流电压的变换。具体的，第二隔离级可以采用双有源桥结构。
39.一个实施例中，第一整流级包括至少一个第一单相整流器；第一隔离级包括至少一个第一直流变换器；第一单相整流器和第一直流变换器一一对应。每一个第一单相整流器的输入端串联；每一个第一单相整流器的输出端，分别连接对应的第一直流变换器的输入端；每一个第一直流变换器的输出端并联后，输出第一直流电。
40.第二整流级包括至少一个第二单相整流器；第二隔离级包括至少一个第二直流变换器；第二单相整流器和第二直流变换器一一对应。每一个第二单相整流器的输入端串联；每一个第二单相整流器的输出端，分别连接对应的第二直流变换器的输入端；每一个第二直流变换器的输出端并联后，输出第二直流电。
41.一个实施例中，第一单相整流器为第一单相脉冲宽度调制(pulse width modulation，简称pwm)整流器；第二单相整流器为第二单相脉冲宽度调制整流器。
42.一个实施例中，逆变装置103为级联逆变器。级联逆变器包括至少一个单相逆变器；每一个单相逆变器的输入端并联后，连接整流装置102的输出端；每一个单相逆变器的
输出端串联后，连接至牵引网。
43.一个实施例中，单相逆变器为单相脉冲宽度调制逆变器。
44.一个实施例中，牵引变电所主电路还包括第一备用回路和第二备用回路。第一备用回路的输入端，连接第一电力电子变压器的输入端；第一备用回路的输出端，连接牵引网；第二备用回路的输入端，连接第二电力电子变压器的输入端；第二备用回路的输出端，连接牵引网。
45.一个实施例中，第一备用回路包括第一隔离开关和第一断路器；第一隔离开关和第一断路器串联。第二备用回路包括第二隔离开关和第二断路器；第二隔离开关和第二断路器串联。
46.一个实施例中，牵引网包括第一牵引线和第二牵引线，第一牵引线包括联络开关，第一牵引线包括电分相，联络开关并联于电分相；第一隔离开关和第一断路器串联后，连接至联络开关的第一端；第二隔离开关和第二断路器串联后，连接至联络开关的第二端。
47.本实施例中，牵引网中的第一牵引线又称为接触网，第二牵引线又称为钢轨。第一牵引线包括一个电分相，通过该电分相实现牵引网的分段供电，即电分相将牵引网划分为两个供电臂，包括左供电臂和右供电臂，两供电臂之间是通过电分相来进行绝缘的。第一备用回路的输出端连接左供电臂，第二备用回路的输出端连接右供电臂。联络开关并联于电分相。
48.一个具体的实施例中，如图2所示，牵引变电所主电路的结构连接如下：
49.牵引变压器采用三相-两相牵引变压器，该牵引变压器的输入端连接电力系统的a、b、c三相。牵引变压器的输出端包括两套输出绕组，即第一输出绕组和第二输出绕组，分别通过两个电力电子变压器，即第一电力电子变压器(又称电力电子变压器1)和第二电力电子变压器(又称电力电子变压器2)，同时输出两个直流电。第一电力电子变压器的输出端，和第二电力电子变压器的输出端并联形成公共直流母线。级联逆变器的输入端连接公共直流母线，输出端连接牵引网的两个牵引线，包括第一牵引线(即接触网)和第二牵引线(即钢轨)，图2中t表示第一牵引线，r表示第二牵引线，以输出交流电供给牵引负荷。第一牵引线包括一个电分相，即图2中第一牵引线t中的两条平行的斜线，该电分相将牵引网划分为两个供电臂，包括左供电臂和右供电臂。级联逆变器的一个输出端连接牵引网的的接触网部分，级联逆变器的另一个输出端连接牵引网的钢轨。第一牵引线包括联络开关，图2中k表示联络开关，该联络开关并联于电分相。l表示牵引负荷。
50.本实施例中，如图3所示，电力电子变压器由多个单相功率模块组成，每个单相功率模块均采用两级结构，ac-dc整流级(即单相整流器)和dc-dc隔离级(即直流变换器，图3中的高压高频模块和对应的低压高频模块)。也就是说，上文中提到的第一单相整流器和对应的第一直流变换器形成一个单相功率模块；第二单相整流器和对应的第二直流变换器也形成一个单相功率模块。电力电子变压器交流侧为串联结构，多个单相整流器输入侧串联接入牵引变压器副边牵引绕组(即牵引变压器的输出绕组)。单相整流器采用单相pwm整流器。ac-dc整流级负责将牵引绕组的交流电(即牵引变压器输出的两相电)转换为直流电(即第一中间直流电或第二中间直流电)，实现变压及电流制式的转换。dc-dc隔离级为双有源桥结构，可通过控制实现直流电压的变换，即将第一中间直流电转换为第一直流电。电力电子变压器输出侧采用并联结构，多个dc-dc模块输出端进行并联。两套电力电子变压器的输
出侧进行并联，形成公共直流母线，便于光伏、储能等新能源系统的接入。图3所示电力电子变压器将25千伏(kv)的交流电转换为3600伏(v)的直流电。
51.本实施例中，如图4所示，级联逆变器由多个单相逆变器组成，每个单相逆变器均为单相pwm逆变器。单相pwm逆变器的直流侧采用并联结构接入公共直流母线，交流侧采用串联结构，多个单相pwm逆变器的交流侧进行串联，接入牵引网，为牵引负荷供电。级联逆变器实现了直流电到交流电的转换。此外，级联逆变器通过控制输出电压和潮流，可彻底取消分相区，具有实现贯通供电的能力。通过级联逆变器直挂牵引网，可省去输出侧升压变压器，减小装置的体积和重量。图4所示级联逆变器将3600v的直流电转换为25kv的交流电。
52.本实施例中，如图2所示，由于pwm功率器件的可靠性低，故障率高，因此在牵引变压器两侧副边绕组分别接入备用回路，即第一备用回路(又称备用回路1)和第二备用回路(又称备用回路2)。第一备用回路包括第一隔离开关和第一断路器；第一隔离开关和第一断路器串联。第一隔离开关和第一断路器串联后，连接至左供电臂，即连接至联络开关的第一端。第二备用回路包括第二隔离开关和第二断路器；第二隔离开关和第二断路器串联。第二隔离开关和第二断路器串联后，连接至右供电臂，即连接至联络开关的第二端。图2中，备用回路1的输入端包括两个输入端子，分别连接至三相-两相变压器第一输出绕组的两个端子。备用回路1的输出端包括两个端子，分别连接至左供电臂和钢轨。备用回路2的输入端包括两个输入端子，分别连接至三相-两相变压器第二输出绕组的两个端子。备用回路2的输出端包括两个端子，分别连接至右供电臂和钢轨。
53.在正常工作时，由交直交功率变换系统进行供电，解决电力系统侧电能质量问题的同时，还能取消分相区。在电力电子变压器或级联逆变器故障时，投入备用回路，进行模式转换，实现高可靠性供电。
54.本实施例中，备用回路由第一备用回路和第二备用回路组成。两者结构相同，均由牵引变压器副边牵引绕组经隔离开关和断路器接入牵引网，正常运行工况下，隔离开关闭合，断路器断开，呈热备用状态。
55.一个例子中，牵引变压器将电力系统电压降压至25kv，电力电子变压器将输入的25kv交流电整流为3600v直流电。级联逆变器将3600v的直流电逆变为25kv的交流电。需要说明的是，各电压值可以根据实际情况和需要设定，本技术的保护范围不以各电压值的具体取值为限制。
56.下面以图2所示的牵引变电所主电路结构为基础，介绍该牵引变电所主电路在各个工况下的运行情况。
57.一个实施例中，当牵引变电所主电路处于正常工况下，备用回路中，隔离开关闭合、断路器断开，备用回路呈热备用状态。牵引变电所主电路通过电力电子变压器和级联逆变器为牵引网供电，其中，l表示牵引负荷。此时，牵引网上的联络开关k是闭合的。电力电子变压器中，级联整流器交流侧，通过有功和无功功率控制，解决无功、谐波和负序等电能质量问题，并实现能量的双向流动。dc-dc变换器通过移相控制，实现直流电压的变换及能量的双向传输。级联逆变器控制交流侧输出电压，外特性为电压源，为牵引负荷供电。由于输出电压相位可控，因此可全线取消分相区，实现贯通供电。
58.一个实施例中，当牵引变电所主电路中的任意一个电力电子变压器故障时，该牵引变电所主电路运行情况如下：
59.以第一电力电子变压器故障为例。第一电力电子变压器故障后，闭合同侧第一备用回路(即闭合第一断路器)，故障后供电原理如图5所示。系统通过第一备用回路给牵引负荷供电，利用第二电力电子变压器和级联逆变器构成的交直交系统进行有功和无功控制，解决电力系统侧电能质量问题的同时，取消变电所出口处的电分相，并补偿牵引负荷的无功和谐波。该工况下，若牵引网的同一线路上存在两个或两个以上牵引变电所，且各个牵引变电所均采用本技术提供的牵引变电所主电路，出现上述故障的故障牵引变电所的相邻牵引变电所运行在正常工况下，则正常运行的牵引变电所级联逆变器输出侧可锁定该故障变电所输出电压的相位，依然可取消分区所处的电分相，实现全线贯通供电。
60.一个实施例中，当牵引变电所主电路中的级联逆变器故障时，该牵引变电所主电路运行情况如下：
61.级联逆变器故障后，闭合任意一个备用回路(即闭合第一断路器或第二断路器)。例如闭合第一备用回路，故障后供电原理如图6所示。该种故障工况下供电原理和任一电力电子变压器故障时相似，唯一区别是，级联逆变器故障后利用两套电力电子变压器构成的交直交系统进行有功和无功控制。此种工况下同样可实现电力系统侧电能质量治理、取消变电所出口处电分相和负载侧无功和谐波补偿，并可实现全线贯通供电。
62.一个实施例中，当牵引变电所主电路中的两个电力电子变压器同时故障时，该牵引变电所主电路运行情况如下：
63.两个电力电子变压器同时故障后，将两侧备用回路(第一备用回路和第二备用回路)同时闭合，系统切换为传统牵引供电方式，此时，需断开牵引变电所出口处的联络开关k，具体的，故障后以传统牵引供电方式为牵引网供电的原理如图7所示。该种工况下，若牵引网的同一线路上存在三个或三个以上牵引变电所，且各个牵引变电所均采用本技术提供的牵引变电所主电路，出现上述故障的故障牵引变电所左右两侧的相邻牵引变电所(包括左侧牵引变电所和右侧牵引变电所)运行在正常工况下，则左侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所左供电臂输出电压相位，右侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所右供电臂输出电压相位，从而取消分区所处的分相区。此时，虽然故障牵引变电所出口处分相区无法取消，但依然可减少分相区数量，促进列车速度和能量利用率的提高。
64.一个实施例中，当第一电力电子变压器和第二电力电子变压器中的任意一个故障，并且级联逆变器故障时，该牵引变电所主电路的运行情况如下：将两侧备用回路(第一备用回路和第二备用回路)同时闭合，系统切换为传统牵引供电方式，此时，需断开牵引变电所出口处的联络开关k，具体的，故障后以传统牵引供电方式为牵引网供电的原理如图7所示。该种工况下，若牵引网的同一线路上存在三个或三个以上牵引变电所，且各个牵引变电所均采用本技术提供的牵引变电所主电路，出现上述故障的故障牵引变电所左右两侧的相邻牵引变电所(包括左侧牵引变电所和右侧牵引变电所)运行在正常工况下，则左侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所左供电臂输出电压相位，右侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所右供电臂输出电压相位，从而取消分区所处的分相区。此时，虽然故障牵引变电所出口处分相区无法取消，但依然可减少分相区数量，促进列车速度和能量利用率的提高。
65.一个实施例中，当两个电力电子变压器和级联逆变器组成的交直交功率变换系统
全故障时，该牵引变电所主电路运行情况如下：将两侧备用回路(第一备用回路和第二备用回路)同时闭合，系统切换为传统牵引供电方式，此时，需断开牵引变电所出口处的联络开关k，具体的，故障后以传统牵引供电方式为牵引网供电的原理如图7所示。该种工况下，若牵引网的同一线路上存在三个或三个以上牵引变电所，且各个牵引变电所均采用本技术提供的牵引变电所主电路，出现上述故障的故障牵引变电所左右两侧的相邻牵引变电所(包括左侧牵引变电所和右侧牵引变电所)运行在正常工况下，则左侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所左供电臂输出电压相位，右侧牵引变电所级联逆变器输出电压可锁定故障牵引变电所右供电臂输出电压相位，从而取消分区所处的分相区。此时，虽然故障牵引变电所出口处分相区无法取消，但依然可减少分相区数量，促进列车速度和能量利用率的提高。
66.上述实施例中的断路器、隔离开关以及联络开关，可以通过继电保护装置实现自动控制断开和闭合，也可以根据实际情况和需要控制断开和闭合。本技术的保护范围不以具体控制方式为限制。
67.本发明提供的牵引变电所主电路，包括牵引变压器、整流装置和逆变装置。牵引变压器将电力系统输入的三相电转换为两相电，并传输给整流装置，整流装置将输入的两相电转换成直流电，并将直流电传输逆变装置，该逆变装置将输入的直流电转换成牵引网所需要的交流电。该过程实现了从电力系统到牵引网之间的交流-直流-交流(即交直交)变换，实现无功、谐波和负序治理及贯通式同相供电，解决了电能质量问题和电分相问题；同时，该牵引变电所主电路只是在既有牵引变电所主电路的基础上增加了整流装置和逆变装置来实现功率变换，所以改造难度小，易于实现，大大降低成本，提高牵引变电所主电路的适应性。
68.本发明提供的牵引变电所主电路，牵引变压器采用三相-两相牵引变压器。电力电子变压器采用两级结构，即ac-dc(整流级)、dc-dc(隔离级)。牵引变压器的每个副边牵引绕组接入一套电力电子变压器，两套电力电子变压器的输出端并联，形成公共直流母线。级联逆变器输入侧接入公共直流母线，输出侧直挂牵引网，可省去输出侧单相变压器。该结构不仅可以解决电力系统侧的无功、谐波和负序等电能质量问题，还可控制逆变器输出电压，实现贯通供电。在牵引负荷波动较大场合，公共直流母线可接入储能装置，实现削峰填谷。该结构易于在传统牵引变电所的基础上进行改造，且容错性好，可靠性高。
69.同时，本发明提供的牵引变电所主电路，面对多种故障工况，能够进行灵活调控，尤其是电力电子变换装置容易出现故障，基于本发明提供的电路拓扑结构，针对每一种故障情况进行相应的拓扑变换，保证牵引网供电正常，大大提高牵引网供电的可靠性，保证牵引负载正常运行。
70.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。