CN101428570B - 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置 - Google Patents

基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101428570B
CN101428570B CN2008102388105A CN200810238810A CN101428570B CN 101428570 B CN101428570 B CN 101428570B CN 2008102388105 A CN2008102388105 A CN 2008102388105A CN 200810238810 A CN200810238810 A CN 200810238810A CN 101428570 B CN101428570 B CN 101428570B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power unit
traction
kth
voltage
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102388105A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101428570A (zh
Inventor
郑琼林
杨晓峰
贺明智
王琛琛
林飞
黄先进
孙湖
张立伟
郝瑞祥
游小杰
杨中平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN2008102388105A priority Critical patent/CN101428570B/zh
Publication of CN101428570A publication Critical patent/CN101428570A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101428570B publication Critical patent/CN101428570B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网方式，涉及一种牵引供电方式。综合补偿装置(1)的第一交流侧出线端(x1)经由第一交流电抗器(11)接入牵引网接触线(7)和牵引变压器(6)的连接点(a)，第二交流侧出线端(x2)接入钢轨(8)和引变压器(6)的连接点(b)；第三交流侧出线端(x3)经由第二交流电抗器(12)和第四交流侧出线端(x4)一起接入牵引变压器(6)副边的第二绕组(cd)，本发明能够以补偿形式实现同相供电，解决了由于使用工频变压器带来的体积、成本增加及效率降低问题。

Description

基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置
技术领域
本发明涉及一种牵引供电方式，特别是涉及一种无需工频变压器耦合的牵引网高压综合补偿装置实现同相供电的直接挂网方式。
背景技术
电力机车作为大容量单相非线性负荷，通过牵引变压器接入三相对称的电力系统时，通常会向其中注入大量的负序电流、谐波电流和无功分量，影响供电系统的电能质量。中国牵引供电系统为异相供电模式，所普遍采用的相序轮换技术和采用平衡变压器技术仅能在一定范围内改善负序电流的影响，由于牵引负载在空间和时间分布上的随机性，它们所能产生的效果是有限的，而且有时还会对系统的性能产生消极的影响。此外，异相供电模式所固有电分相环节是其薄弱环节，并对高速重载运行有极大的约束作用。采用同相供电模式可以避免或减少牵引网电分相环节，进而解决由于电分相带来的一系列问题，大大提高列车的运能，但同相供电方案的不足在于容易引起负序电流，造成的不平衡问题更为严重，另外在高压领域的应用中，由于受到器件耐压和容量等级的限制，常用的方式是通过工频变压器接入高压电网以匹配电压等级，笨重的工频变压器大大增加了电力电子变换装置的成本、体积，并且限制了系统的效率，难以在牵引供电系统中进行推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决现有的牵引供电系统存在的由于使用工频变压器带来的体积、成本增加及效率降低问题，提供一种基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网方式。
本发明的技术方案如下：
一种基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网方式，综合补偿装置的第一交流侧出线端经由第一交流电抗器接入牵引变压器副边的第一绕组和牵引网接触线的连接点，第二交流侧出线端接入牵引变压器副边的第一绕组和钢轨的连接点；第三交流侧出线端经由第二交流电抗器与牵引变压器副边的第二绕组的一个端口连接，第四交流侧出线端与牵引变压器副边的第二绕组的另一个端口连接。本发明能够以补偿形式实现同相供电。
本发明的有益效果：
本发明解决了牵引供电高压综合补偿装置实现同相供电的直接挂网问题，通过交流电抗器与牵引供电网直接相连，省去了笨重的工频变压器，结合专利申请200810226792.9中提出的牵引供电高压综合补偿装置，利用低压功率器件实现高压大功率输入、输出，具有占地面积小，损耗小、成本低的优点。
本发明提出的直接挂网方式适用于V型接线、斯科特接线、阻抗匹配平衡接线等多种牵引变压器，能够以补偿形式实现同相牵引供电。本发明的高压综合补偿装置能够单独应用于牵引变电所，或者和无源滤波器组成混合补偿系统使用。
附图说明
图1为专利申请200810226792.9中提出的牵引供电直挂式高压综合补偿装置的示意图。
图2为基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网方式的示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明：
本发明述及的综合补偿装置是专利申请号200810226792.9，名称“牵引供电直挂式高压综合补偿装置”中提出的高压综合补偿装置。
图1是专利申请200810226792.9中提出的牵引供电直挂式高压综合补偿装置的示意图。包括2个K级级联桥臂、2K个储能电容、K个隔离型双向直流变换器2；隔离型双向直流变换器2由整流侧电压变换器3和逆变侧电压变换器4通过高频隔离变压器5连接构成；K个整流侧电压变换器3的直流出线端依次通过储能电容CA1、CA2……CAK和左侧K级级联桥臂1-1的功率单元A1、A2……AK并联，同时左侧K级级联桥臂1-1的功率单元A1、A2……AK的交流侧输入、输出端依次串联连接。
K个逆变侧电压变换器4的直流出线端依次通过储能电容CB1、CB2……CBk和右侧K级级联桥臂1-2的功率单元B1、B2……BK并联，同时右侧K级级联桥臂1-2的功率单元B1、B2……BK的交流侧输入、输出端依次串联连接；K级级联桥臂的交流出线端x1、x2构成第一交流接口；K级级联桥臂的交流出线端x3、x4构成第二交流接口。
所述的功率单元A1、A2……AK和B1、B2……BK均为二电平、三电平或多电平结构的单相电压源型逆变器中的任意一种或几种的组合。
所述的隔离型双向直流变换器2均为隔离型双全桥双向直流变换器、隔离型双半桥双向直流变换器，或者具有软开关功能的隔离型双向直流变换器等中的任意一种。
所述的级数K为1～100的正整数，K值的确定主要根据本装置的工作电压与所选用开关器件的耐压水平以及冗余性设计之间的配合来决定。
图2是基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网方式的示意图，综合补偿装置1的第一交流侧出线端x1经由第一交流电抗器11接入牵引变压器6副边的第一绕组和牵引网接触线7的连接点a，第二交流侧出线端x2接入牵引变压器6副边的第一绕组和钢轨8的连接点b；第三交流侧出线端x3经由第二交流电抗器12与牵引变压器6副边的第二绕组的一个端口c连接，第四交流侧出线端x4与牵引变压器6副边的第二绕组的另一个端口d连接。
本实施例中，第一交流侧出线端x1和第二交流侧出线端x2作为整流侧的出线端，第三交流侧出线端x3和第四交流侧出线端x4作为逆变侧的出线端。有功功率只是固定的从整流侧向逆变侧流动，整流侧的储能电容电压将上升，逆变侧的储能电容电压将下降，然后通过隔离型双向变换器2实现能量在两个端口之间进行交换，即能量从整流侧的储能电容流向逆变侧的储能电容，以此保证储能电容上能量的平衡，最终使得牵引变压器6的两个副边绕组仅流过与各自电压同相位的、幅值相同的基波电流，就实现了牵引变压器6高压侧三相电流的平衡。
本实施例中的牵引变压器6采用V型接线、Scott型接线、阻抗匹配平衡型接线等多种牵引变压器中的一种。

Claims (1)

1.一种基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置，其特征在于，高压综合补偿装置(1)包括2个K级级联桥臂、2K个储能电容、K个隔离型双向直流变换器(2)；隔离型双向直流变换器(2)由整流侧电压变换器(3)和逆变侧电压变换器(4)通过高频隔离变压器(5)连接构成；K个整流侧电压变换器(3)的直流出线端依次通过左第一储能电容(CA1)、左第二储能电容(CA2)、……、左第K储能电容(CAK)和左第一功率单元(A1)、左第二功率单元(A2)、……、左第K功率单元(AK)并联，左第一功率单元(A1)、左第二功率单元(A2)、……、左第K功率单元(AK)构成左侧K级级联桥臂(1-1)，同时左第一功率单元(A1)、左第二功率单元(A2)、……、左第K功率单元(AK)的交流侧输入、输出端依次串联连接，左第一功率单元(A1)的交流侧输入端构成第一交流出线端(x1)，左第K功率单元(AK)的交流侧输出端构成第二交流出线端(x2)；
K个逆变侧电压变换器(4)的直流出线端依次通过右第一储能电容(CB1)、右第二储能电容(CB2)、……、右第K储能电容(CBk)和右第一功率单元(B1)、右第二功率单元(B2)、……、右第K功率单元(BK)并联，右第一功率单元(B1)、右第二功率单元(B2)、……、右第K功率单元(BK)构成右侧K级级联桥臂(1-2)，同时右第一功率单元(B1)、右第二功率单元(B2)、……、右第K功率单元(BK)的交流侧输入、输出端依次串联连接，右第一功率单元(B1)的交流侧输入端构成第三交流出线端(x3)，右第K功率单元(BK)的交流侧输出端构成第四交流出线端(x4)；
所述的左第一功率单元(A1)、左第二功率单元(A2)、……、左第K功率单元(AK)和右第一功率单元(B1)、右第二功率单元(B2)、……、右第K功率单元(BK)均为二电平、三电平或多电平结构的单相电压源型逆变器中的任意一种或几种的组合；
所述的隔离型双向直流变换器(2)均为隔离型双全桥双向直流变换器、隔离型双半桥双向直流变换器、或者具有软开关功能的隔离型双向直流变换器中的任意一种；
所述的级数K为1～100的正整数，K值的确定主要根据本装置的工作电压与所选用开关器件的耐压水平以及冗余性设计之间的配合来决定；
综合补偿装置(1)的第一交流侧出线端(x1)经由第一交流电抗器(11)接入牵引变压器(6)副边的第一绕组和牵引网接触线(7)的连接点(a)，第二交流侧出线端(x2)接入牵引变压器(6)副边的第一绕组和钢轨(8)的连接点(b)；第三交流侧出线端(x3)经由第二交流电抗器(12)与牵引变压器(6)副边的第二绕组的一个端口(c)连接，第四交流侧出线端(x4)与牵引变压器(6)副边的第二绕组的另一个端口(d)连接。
CN2008102388105A 2008-12-03 2008-12-03 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置 Expired - Fee Related CN101428570B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102388105A CN101428570B (zh) 2008-12-03 2008-12-03 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102388105A CN101428570B (zh) 2008-12-03 2008-12-03 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101428570A CN101428570A (zh) 2009-05-13
CN101428570B true CN101428570B (zh) 2010-11-03

Family

ID=40644292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102388105A Expired - Fee Related CN101428570B (zh) 2008-12-03 2008-12-03 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101428570B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104852387A (zh) * 2015-05-11 2015-08-19 西南交通大学 一种基于模块化级联h桥的有源补偿同相供电系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101856979B (zh) * 2010-05-26 2013-02-06 许继集团有限公司 一种电气化铁路同相供电装置
US9139100B2 (en) * 2011-06-09 2015-09-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle power supply apparatus
CN104583001B (zh) * 2012-10-31 2017-02-22 株式会社东芝 电力管理装置以及电力管理系统
CN103552487B (zh) * 2013-10-17 2015-11-18 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种同相供电装置及牵引供电系统
CN105599640A (zh) * 2016-03-07 2016-05-25 西华大学 一种抑制再生制动引起的接触网过电压的装置及方法
CN109036772B (zh) * 2018-09-12 2023-07-28 西南交通大学 一种补偿变压器
CN111585291B (zh) * 2020-06-15 2022-05-24 西南交通大学 一种同相牵引变电所的综合补偿装置及其方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104852387A (zh) * 2015-05-11 2015-08-19 西南交通大学 一种基于模块化级联h桥的有源补偿同相供电系统
CN104852387B (zh) * 2015-05-11 2017-06-13 西南交通大学 一种基于模块化级联h桥的有源补偿同相供电系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101428570A (zh) 2009-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101521386B (zh) 牵引供电直挂式高压综合补偿装置
CN101428570B (zh) 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置
CN101574935B (zh) 模块组合型牵引供电网电能质量调节系统
CN103516230B (zh) 双向潮流控制的多电平互平衡固态变压器及其实现方法
CN104852583B (zh) 一种用于中低压直流配电的高频链多电平直流变压器
CN102064712A (zh) 一种基于简易pfc的电力电子变压器
CN102983584B (zh) 一种用于不平衡系统的统一潮流控制器
CN101795080A (zh) 一种配电用三相电力电子变压器
CN103036451B (zh) 电子电力变压器
CN103427658A (zh) 一种基于多绕组变压器的高压直流-直流变换装置
CN102594159A (zh) 一种中压级联变频器、预充电方法及系统
CN101428571B (zh) 牵引供电高压综合补偿装置的直接挂网方式
CN110707699B (zh) 一种模块化多电平混合式配电变压器
CN201332271Y (zh) 一种电气化铁路功率补偿器
CN103441676A (zh) 一种模块化的高压直流-直流变换装置
CN202231621U (zh) 一种变流器的并联结构
CN104184356B (zh) 一种三相电力电子变压器的功率模块组
CN102291016A (zh) 一种电气化铁路电能质量调节器
CN108599161B (zh) 一种贯通式牵引供电系统
CN102355139A (zh) 一种变流器的并联结构
CN201966809U (zh) 一种基于简易pfc的电力电子变压器
CN204578373U (zh) 一种用于中低压直流配电的高频链多电平直流变压器
CN204031006U (zh) 一种三相电力电子变压器的功率模块组
CN203014686U (zh) 电子电力变压器
CN208015613U (zh) 一种并网逆变器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101103

Termination date: 20201203

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee