CN109617081A - 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统 - Google Patents

一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109617081A
CN109617081A CN201910098279.4A CN201910098279A CN109617081A CN 109617081 A CN109617081 A CN 109617081A CN 201910098279 A CN201910098279 A CN 201910098279A CN 109617081 A CN109617081 A CN 109617081A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
traction
voltage transformation
isolation
device assembly
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.)
Pending
Application number
CN201910098279.4A
Other languages
English (en)
Inventor
高留志
黄新磊
刘建业
刘文杰
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.)
Shandong Excellent Electric Co Ltd
Original Assignee
Shandong Excellent Electric Co Ltd
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 Shandong Excellent Electric Co Ltd filed Critical Shandong Excellent Electric Co Ltd
Priority to CN201910098279.4A priority Critical patent/CN109617081A/zh
Publication of CN109617081A publication Critical patent/CN109617081A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/04—Arrangements for cutting in and out of individual track sections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统，第一单相隔离牵引变压器组件一次侧第一端与三相电UA端连接；第一单相隔离牵引变压器组件一次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件中间抽头连接；第二单相隔离牵引变压器组件一次侧第一端与三相电UB端连接；第二单相隔离牵引变压器组件一次侧第二端与三相电UC端连接；第二单相隔离牵引变压器组件二次侧第二端连接装置输出第二端。可实现三相变单相供电时，任何时刻一次侧三相电流输入的平衡，从而消除了因变压器偏载引起的变压器烧毁事故。并可多台变压器输出并联使用，实现多段牵引电网的无缝同相供电，避免了现有牵引网的换相区带来的安全隐患。

Description

一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统
技术领域
本发明涉及电力电子及变压器技术领域，尤其涉及一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统。
背景技术
目前世界上的大部分电气化铁路使用三相变压器分段轮换相序的交流供电系统，采用左供电臂，分相区和右供电臂三段式的方式，这种方式存在两点主要问题，第一点，当左边供电臂和右供电臂不是同时有机车通过的时，三相变压器一次侧输入的三相电流就会严重不平衡，从而导致变压器严重偏载。第二点问题，由于变压器采用轮换相序的办法，就会存在分相区，分相区是没有供电的，需要靠机车的惯性穿越，若机车惯性不足，将停在分相区无法启动。其次就是由于不是同相供电，当牵引变压器有故障时，无法使用牵引网上的其他牵引变压器的能量供电，必须停电后，切换备用变压器。穿越分相区和切换备用变压器都会造成牵引网断从断电到复电的过程，容易造成系统的过压和过流等安全问题，以及造成机车器件损毁。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明解决了常规三相变单相的牵引变压器在左右供电臂负载不平衡时，一次侧三相电流输入也不平衡的问题和不能实现同相供电的问题，具体提供一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置，包括：第一单相隔离牵引变压器组件和第二单相隔离牵引变压器组件；
第一单相隔离牵引变压器组件一次侧第一端与三相电UA端连接；
第一单相隔离牵引变压器组件一次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件一次侧中间抽头连接；
第一单相隔离牵引变压器组件二次侧第一端连接装置输出第一端；
第一单相隔离牵引变压器组件二次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件二次侧第一端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件一次侧第一端与三相电UB端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件一次侧第二端与三相电UC端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件二次侧第二端连接装置输出第二端。
优选地，第一单相隔离牵引变压器组件包括：第一单相隔离牵引变压器S1，可调电抗器L1以及电容器C1；
第一单相隔离牵引变压器S1的一次侧第一端S11与三相电UA端连接；
第一单相隔离牵引变压器S1的一次侧第二端S12与第二单相隔离牵引变压器组件中间抽头S22连接；
第一单相隔离牵引变压器S1的二次侧第一端a1，可调电抗器L1第一端以及电容器C1第一端分别连接装置输出第一端；
第一单相隔离牵引变压器S1的二次侧第二端a2，可调电抗器L1第二端以及电容器C1第二端分别与第二单相隔离牵引变压器组件二次侧第一端连接。
优选地，第二单相隔离牵引变压器组件包括：第二单相隔离牵引变压器S2，可调电抗器L2以及电容器C2；
第二单相隔离牵引变压器S2一次侧第一端S21与三相电UB端连接；
第二单相隔离牵引变压器S2一次侧第二端S23与三相电UC端连接；
第二单相隔离牵引变压器S2一次侧中间抽头S22连接第一单相隔离牵引变压器组件一次侧第二端；
第二单相隔离牵引变压器S2的二次侧第一端b1，可调电抗器L2第一端以及电容器C2第一端分别与第一单相隔离牵引变压器组件二次侧第二端连接；
第二单相隔离牵引变压器S2的二次侧第二端b2，可调电抗器L2第二端以及电容器C2第二端分别与装置输出第二端连接。
一种同相牵引供电系统，包括：同相牵引供电装置。
优选地，包括：若干个同相牵引供电装置；
同相牵引供电装置之间并联连接。
优选地，每个同相牵引供电装置的装置输出第一端连接供电系统的第一单相交流输出线路；每个同相牵引供电装置的装置输出第二端连接供电系统的第二单相交流输出线路。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明的第一单相隔离牵引变压器组件和第二单相隔离牵引变压器组件之间的配合，可实现三相变单相供电时，任何时刻一次侧三相电流输入的平衡，从而消除了因变压器偏载引起的变压器烧毁事故。
本发明可多台变压器输出并联使用，实现多段牵引电网的无缝同相供电，避免了现有牵引网的换相区带来的安全隐患。
三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置可实现同一牵引网上的变压器同相供电，无需再提供分相供电和分段区域，提高了电网的供电效率和可维护性，同时也提高了机车运行的可靠性。
通过调节二次侧电感和电容的无功输出量，实现三相变压器一次侧无功功率的补偿，提高了电网的节能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1为三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置示意图；
图2为同相牵引供电系统示意图。
具体实施方式
本发明提供一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置，如图1所示，包括：第一单相隔离牵引变压器组件1和第二单相隔离牵引变压器组件2；
第一单相隔离牵引变压器组件1一次侧第一端与三相电UA端连接；第一单相隔离牵引变压器组件1一次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件2一次侧中间抽头连接；第一单相隔离牵引变压器组件1二次侧第一端连接装置输出第一端；第一单相隔离牵引变压器组件1二次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件2二次侧第一端连接；第二单相隔离牵引变压器组件2一次侧第一端与三相电UB端连接；第二单相隔离牵引变压器组件2一次侧第二端与三相电UC端连接；第二单相隔离牵引变压器组件2二次侧第二端连接装置输出第二端。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
进一步需要说明的是，第一单相隔离牵引变压器组件1包括：第一单相隔离牵引变压器S1，可调电抗器L1以及电容器C1；第一单相隔离牵引变压器S1的一次侧第一端S11与三相电UA端连接；第一单相隔离牵引变压器S1的一次侧第二端S12与第二单相隔离牵引变压器组件2一次侧中间抽头S22连接；第一单相隔离牵引变压器S1的二次侧第一端a1，可调电抗器L1第一端以及电容器C1第一端分别连接装置输出第一端；第一单相隔离牵引变压器S1的二次侧第二端a2，可调电抗器L1第二端以及电容器C1第二端分别与第二单相隔离牵引变压器组件2二次侧第一端连接。
进一步需要说明的是，第二单相隔离牵引变压器组件2包括：第二单相隔离牵引变压器S2，可调电抗器L2以及电容器C2；第二单相隔离牵引变压器S2一次侧第一端S21与三相电UB端连接；第二单相隔离牵引变压器S2一次侧第二端S23与三相电UC端连接；第二单相隔离牵引变压器S2一次侧中间抽头S22连接第一单相隔离牵引变压器组件1一次侧第二端；第二单相隔离牵引变压器S2的二次侧第一端b1，可调电抗器L2第一端以及电容器C2第一端分别与第一单相隔离牵引变压器组件1二次侧第二端连接；第二单相隔离牵引变压器S2的二次侧第二端b2，可调电抗器L2第二端以及电容器C2第二端分别与装置输出第二端连接。
装置输出第一端和装置输出第二端可以直接连接负载。
本发明中第一单相隔离牵引变压器S1的原边S11端输入接三相电网A相输出，S12端输入接第二单相隔离牵引变压器原边S2的中间抽头S22。原边线圈带中间抽头的第二单相隔离牵引变压器S2的原边S21输入端接三相电网B相输出，原边线圈带中间抽头的第二单相隔离牵引变压器S2的原边S23输入端接三相电网C相输出。第一单相隔离牵引变压器S1的副边输出端a2接第二单相隔离牵引变压器S2副边输出端b1，使两变压器的副边输出形成单相串联结构。
第一单相隔离牵引变压器S1的副边输出端a1和第二单相隔离牵引变压器S2的副边输出端b2，组成单相输出电源的两个输出端。第一单相隔离牵引变压器S1的副边输出端a1和a2之间并联可调电抗器L1和并联电容器C1。第二单相隔离牵引变压器S2的副边输出端b1和b2之间并联可调电抗器L2和并联电容器C2。
本发明的三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置可通过二种不同的结构实现，第一种结构由特种牵引变压器，可调电抗器和并联电容器组成，第二种结构由特种牵引变压器，基于逆变器类型的静止无功发生器组成。通过调节无功的输出量，实现三相变压器一次侧功率因数为1。
本发明还提供一种同相牵引供电系统，如图2所示，包括：同相牵引供电装置3。
具体的，包括：若干个同相牵引供电装置3；同相牵引供电装置3之间并联连接。每个同相牵引供电装置3的装置输出第一端连接供电系统的第一单相交流输出线路；每个同相牵引供电装置3的装置输出第二端连接供电系统的第二单相交流输出线路。同相牵引供电系统的输出端可以为单相交流输出线路，或单相交流输出回路等等。负载可以直接连接到单相交流输出线路。
本发明可实现三相变单相供电时，任何时刻一次侧三相电流输入的平衡，从而消除了因变压器偏载引起的变压器烧毁事故。可实现同一牵引网上的变压器同相供电，无需再提供分相供电和分段区域，提高了电网的供电效率和可维护性，同时也提高了机车运行的可靠性。通过调节无功的输出量，实现三相变压器一次侧无功功率的补偿，提高了电网的节能效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置，其特征在于，包括：第一单相隔离牵引变压器组件(1)和第二单相隔离牵引变压器组件(2)；
第一单相隔离牵引变压器组件(1)一次侧第一端与三相电UA端连接；
第一单相隔离牵引变压器组件(1)一次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件(2)一次侧中间抽头连接；
第一单相隔离牵引变压器组件(1)二次侧第一端连接装置输出第一端；
第一单相隔离牵引变压器组件(1)二次侧第二端与第二单相隔离牵引变压器组件(2)二次侧第一端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件(2)一次侧第一端与三相电UB端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件(2)一次侧第二端与三相电UC端连接；
第二单相隔离牵引变压器组件(2)二次侧第二端连接装置输出第二端。
2.根据权利要求1所述的三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置，其特征在于，
第一单相隔离牵引变压器组件(1)包括：第一单相隔离牵引变压器(S1)，可调电抗器L1以及电容器C1；
第一单相隔离牵引变压器(S1)的一次侧第一端S11与三相电UA端连接；
第一单相隔离牵引变压器(S1)的一次侧第二端S12与第二单相隔离牵引变压器组件(2)一次侧中间抽头S22连接；
第一单相隔离牵引变压器(S1)的二次侧第一端a1，可调电抗器L1第一端以及电容器C1第一端分别连接装置输出第一端；
第一单相隔离牵引变压器(S1)的二次侧第二端a2，可调电抗器L1第二端以及电容器C1第二端分别与第二单相隔离牵引变压器组件(2)二次侧第一端连接。
3.根据权利要求1所述的三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置，其特征在于，
第二单相隔离牵引变压器组件(2)包括：第二单相隔离牵引变压器(S2)，可调电抗器L2以及电容器C2；
第二单相隔离牵引变压器(S2)一次侧第一端S21与三相电UB端连接；
第二单相隔离牵引变压器(S2)一次侧第二端S23与三相电UC端连接；
第二单相隔离牵引变压器(S2)一次侧中间抽头S22连接第一单相隔离牵引变压器组件(1)一次侧第二端；
第二单相隔离牵引变压器(S2)的二次侧第一端b1，可调电抗器L2第一端以及电容器C2第一端分别与第一单相隔离牵引变压器组件(1)二次侧第二端连接；
第二单相隔离牵引变压器(S2)的二次侧第二端b2，可调电抗器L2第二端以及电容器C2第二端分别与装置输出第二端连接。
4.一种同相牵引供电系统，其特征在于，包括：如权利要求1至3任一所述的同相牵引供电装置(3)。
5.根据权利要求4所述的同相牵引供电系统，其特征在于，包括：若干个同相牵引供电装置(3)；
同相牵引供电装置(3)之间并联连接。
6.根据权利要求5所述的同相牵引供电系统，其特征在于，
每个同相牵引供电装置(3)的装置输出第一端连接供电系统的第一单相交流输出线路；
每个同相牵引供电装置(3)的装置输出第二端连接供电系统的第二单相交流输出线路。
CN201910098279.4A 2019-01-31 2019-01-31 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统 Pending CN109617081A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910098279.4A CN109617081A (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910098279.4A CN109617081A (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109617081A true CN109617081A (zh) 2019-04-12

Family

ID=66021218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910098279.4A Pending CN109617081A (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109617081A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113346765A (zh) * 2021-05-21 2021-09-03 西安交通大学 一种基于平衡变压器的同相供电装置拓扑结构和控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB923893A (en) * 1958-08-14 1963-04-18 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to electric supply systems
CN107104450A (zh) * 2017-04-26 2017-08-29 国网江西省电力公司电力科学研究院 一种三相变单相平衡变压器控制方法
CN108859872A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种虚拟贯通交流牵引供电系统
CN209217721U (zh) * 2019-01-31 2019-08-06 山东优逸电气有限公司 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB923893A (en) * 1958-08-14 1963-04-18 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to electric supply systems
CN107104450A (zh) * 2017-04-26 2017-08-29 国网江西省电力公司电力科学研究院 一种三相变单相平衡变压器控制方法
CN108859872A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种虚拟贯通交流牵引供电系统
CN209217721U (zh) * 2019-01-31 2019-08-06 山东优逸电气有限公司 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113346765A (zh) * 2021-05-21 2021-09-03 西安交通大学 一种基于平衡变压器的同相供电装置拓扑结构和控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103311924B (zh) 一种单相组合式同相供变电构造
CN103419679B (zh) 一种Vv接线同相供变电构造
CN202986865U (zh) 单相三相组合式同相供变电系统
WO2014101282A1 (zh) 一种单相三相组合式同相供变电装置
CN109617044A (zh) 一种基于v/v接线的电气化铁路同相供电系统
CN108923429B (zh) 一种同相供电变电所
CN103427415A (zh) 一种三相组合式同相供变电构造
CN101574935B (zh) 模块组合型牵引供电网电能质量调节系统
CN106130020B (zh) 一种适用于双回线路的串联补偿装置
CN209217721U (zh) 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统
CN216564513U (zh) 一种石油钻井用公共电网直流输电系统
CN109617081A (zh) 一种三相电平衡输入单相电输出的同相牵引供电装置及系统
CN104135164A (zh) 交错并联多电平电子电力变压器
CN205283150U (zh) 一种电气化铁路同相供电功率互馈实验装置
CN109215977A (zh) 一种牵引-补偿变压器
CN210062722U (zh) 一种电气化铁路同相牵引供电系统
CN216086501U (zh) 一种基于三相ac/dc型电力电子变压器的同相供电系统
CN105429176A (zh) 一种电气化铁路同相供电功率互馈实验系统
CN106411148B (zh) 一种电气化铁路牵引变电所自用电交直交型供电系统结构
CN106159975B (zh) 一种适用于多回线路的串联补偿装置
CN102064558B (zh) 三相电磁平衡节电器
CN108202644A (zh) 一种交流牵引变电所同相供电系统
CN212063844U (zh) 一种基于可调电抗器的三相变单相供变电装置
CN203352171U (zh) 一种三相组合式同相供变电构造
CN210608555U (zh) 一种基于负序注入的高速铁路不平衡优化补偿装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination