一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)。鐵路沿線電力系統(tǒng)交流PCC點(diǎn)稀少區(qū)，為滿足電力牽引需求，外部電源設(shè)計(jì)方案極為復(fù)雜。本實(shí)用新型的直流-交流牽引變電所一次側(cè)與高壓直流輸電網(wǎng)相連，二次側(cè)與接觸網(wǎng)相連為牽引負(fù)荷供電；直流-交流牽引變電所內(nèi)的單相整流/逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端接入單相牽引變壓器和牽引網(wǎng)；三相逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端接入三相變壓器和牽引變電所內(nèi)其他負(fù)荷。本實(shí)用新型從高壓直流輸電網(wǎng)取電，通過單相整流/逆變器向鐵路牽引負(fù)荷供電并實(shí)現(xiàn)再生能量反饋電網(wǎng)，鐵路全線電壓相位相同而不設(shè)電分相，消除單相牽引負(fù)荷對公用電網(wǎng)以三相電壓不平衡為代表的電能質(zhì)量影響。
【專利說明】—種直流-交流牽弓I供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鐵路電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決電力資源分布和需求之間的不平衡，高壓直流長距離輸電在我國已經(jīng)取得了一定規(guī)模的應(yīng)用，體現(xiàn)了較好的技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)前電力牽引是各種運(yùn)輸方式中唯一能以電代油的運(yùn)輸方式，符合大力發(fā)展節(jié)約型社會的要求。為了實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸高速重載的目標(biāo)，采用電力牽引方式是必然選擇。既有電氣化鐵路普遍采用單相工頻交流制式，外部電源選擇接入110kV、220kV甚至330kV的電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)(PCC點(diǎn))，但在我國西部地區(qū)由于交流輸電網(wǎng)構(gòu)架相對薄弱，電氣化鐵路外部電源選取相對較為困難。以既有青藏鐵路為例，其中格爾木至拉薩區(qū)段，鐵路沿線電力系統(tǒng)交流PCC點(diǎn)稀少，為了滿足電力牽引的技術(shù)需求，外部電源設(shè)計(jì)方案復(fù)雜，工程實(shí)施費(fèi)用巨大。結(jié)合青藏鐵路沿線高壓直流輸電網(wǎng)絡(luò)較為發(fā)達(dá)的實(shí)際情況，研究新型直流-交流牽引供電系統(tǒng)，既對該地區(qū)新建電氣化鐵路或者既有鐵路的電氣化改造具有重要意義，也體現(xiàn)了直流輸電大規(guī)模應(yīng)用背景下電氣化鐵路牽引供電新技術(shù)的發(fā)展趨勢。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)直流電壓與交流電壓的轉(zhuǎn)換，提高了牽引供電的可靠性。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)，其特征在于:
[0006]所述的系統(tǒng)中設(shè)置有直流-交流牽引變電所，直流-交流牽引變電所的一次側(cè)與高壓直流輸電網(wǎng)相連，二次側(cè)與牽引網(wǎng)相連。
[0007]所述的直流-交流牽引變電所中設(shè)置有單相整流/逆變器和三相逆變器；
[0008]單相整流/逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與單相牽引變壓器相連，單相牽引變壓器輸出連接牽引網(wǎng)；
[0009]三相逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與三相變壓器相連，三相變壓器連接牽引變電所其他負(fù)荷或鐵路電力系統(tǒng)。
[0010]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]一、通過對直流-交流牽引供電系統(tǒng)中變電所整流/逆變器的控制，可以實(shí)現(xiàn)直流電壓與交流電壓的轉(zhuǎn)換，輸出單相工頻電壓幅值和相位連續(xù)可調(diào)，保證了相鄰變電所輸出同相，相對于既有電氣化鐵路采用相序輪換方式接入電力系統(tǒng)的模式，從根本上避免了電分相環(huán)節(jié)，保證了電力機(jī)車能夠高速、安全運(yùn)行。
[0012]二、直接從高壓直流輸電網(wǎng)中取電，徹底避免了既有電氣化鐵路單相工頻供電制式對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響，保證了電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高了牽引供電的可靠性。[0013]三、針對交流電網(wǎng)相對薄弱而直流輸電系統(tǒng)便于接入的地區(qū)，采用直流-交流牽引供電系統(tǒng)可以更為經(jīng)濟(jì)地從高壓直流輸電網(wǎng)獲取足夠的功率供給，有利于新建電氣化鐵路或者既有鐵路的電氣化改造，也有效地降低了外部電源工程的建設(shè)費(fèi)用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型中牽引變電所內(nèi)電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0017]本實(shí)用新型所述的一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)，設(shè)置有直流-交流牽引變電所，直流-交流牽引變電所的一次側(cè)與高壓直流輸電網(wǎng)相連，二次側(cè)與牽引網(wǎng)相連，直流-交流牽引變電所通過接觸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同相互聯(lián)。。
[0018]直流-交流牽引變電所中設(shè)置有單相整流/逆變器和三相逆變器。單相整流/逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與單相牽引變壓器相連，單相牽引變壓器輸出連接牽引網(wǎng)；三相逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與三相變壓器相連，三相變壓器連接牽引變電所其他負(fù)荷，也可以連接鐵路電力系統(tǒng)。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理是:直流-交流牽引供電系統(tǒng)中變電所直接從高壓直流輸電網(wǎng)取電，利用變電所內(nèi)單相整流/逆變器實(shí)現(xiàn)直流電壓與交流電壓的轉(zhuǎn)換，結(jié)合牽引變壓器調(diào)壓，向牽引網(wǎng)輸出27.5kV工頻電壓。由于牽引變電所控制整流/逆變器工作，實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值和相位可調(diào)，保證了相鄰變電所輸出同相，而無需設(shè)置電分相，有利于牽引網(wǎng)壓和頻率的穩(wěn)定，也實(shí)現(xiàn)了再生制動功率的吸收和反饋電網(wǎng)，降低對牽引變壓器的容量需求，也解決了牽引變電所內(nèi)其他負(fù)荷用電以及鐵路電力系統(tǒng)的負(fù)荷需求。由于從高壓直流輸電網(wǎng)中取電，還可以徹底消除牽引負(fù)荷對電力系統(tǒng)以三相電壓不平衡為代表的電能質(zhì)量的影響。
[0020]該系統(tǒng)中利用整流/逆變器可以靈活調(diào)節(jié)各牽引變電所供電電壓幅值和相位，保證了相鄰變電所輸出同相，而無需設(shè)置電分相，通過控制牽引和再生制動功率的雙向流動，提高了能量利用效率，同時(shí)也解決了牽引變電所內(nèi)其他負(fù)荷用電以及鐵路電力系統(tǒng)的負(fù)荷需求。此外，由于從高壓直流輸電網(wǎng)中直接取電，徹底消除了牽引供電系統(tǒng)采用單相工頻交流制式對公用電網(wǎng)負(fù)序的影響，提高了供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
[0021]本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)，其特征在于: 所述的系統(tǒng)中設(shè)置有直流-交流牽引變電所，直流-交流牽引變電所的一次側(cè)與高壓直流輸電網(wǎng)相連，二次側(cè)與牽引網(wǎng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流-交流牽引供電系統(tǒng)，其特征在于: 所述的直流-交流牽引變電所中設(shè)置有單相整流/逆變器和三相逆變器； 單相整流/逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與單相牽引變壓器相連，單相牽引變壓器輸出連接牽引網(wǎng)； 三相逆變器一端連接高壓直流輸電網(wǎng)，另一端與三相變壓器相連，三相變壓器連接牽引變電所其他負(fù)荷或鐵路電力系統(tǒng)。
【文檔編號】H02M7/42GK203592908SQ201320727209
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】宮衍圣, 李晉, 黃文勛, 陳民武, 周志錄, 盛望群, 彭偉, 曹建設(shè), 楊波 申請人:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司