CN110931222A - 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置 - Google Patents

一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110931222A
CN110931222A CN202010091856.XA CN202010091856A CN110931222A CN 110931222 A CN110931222 A CN 110931222A CN 202010091856 A CN202010091856 A CN 202010091856A CN 110931222 A CN110931222 A CN 110931222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
traction
winding
transformer
voltage side
low
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
CN202010091856.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘炜
张浩楠
张戬
潘卫国
吴拓剑
李由
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.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest 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 Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202010091856.XA priority Critical patent/CN110931222A/zh
Publication of CN110931222A publication Critical patent/CN110931222A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L55/00—Arrangements for supplying energy stored within a vehicle to a power network, i.e. vehicle-to-grid [V2G] arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/04—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 having two or more secondary windings, each supplying a separate load, e.g. for radio set power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/08—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure without magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，变压器TM4包括四个绕组T1、T2、T3和T4；T1绕组作为变压器TM4高压侧采用三相△型联结，连接至牵引变电所35kV侧母线；T2绕组作为变压器TM4低压侧之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所整流器装置RN原边；T3绕组作为变压器TM4低压侧之一，采用三相△型联结，连接至牵引变电所整流器装置RN原边；T4绕组作为变压器TM4低压侧之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所双向变流器装置PCS原边。本发明能够实现城市轨道交通牵引供电系统使用一台变压器可同时为整流机组和双向变流器装置供电；可节省变压器设备投资，减小牵引所变压器占地面积。

Description

一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置
技术领域
本发明涉及城市轨道交通直流牵引供电技术领域，具体为一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置。
背景技术
我国城市轨道交通普遍采用基于二极管的整流技术。该技术成熟稳定，得到广泛应用。但由于二极管单向导通的特性，整流机组无法利用列车的再生电能回馈。为了提高对列车的再生制动能量利用率，降低列车车公里能耗，多个城市地铁的牵引供电系统采用整流机组和逆变回馈装置并联的结构，列车牵引电能由整流机组提供，再生制动能量依靠逆变回馈装置吸收至牵引供电系统中压网络。双向变流器可以分别在整流/逆变两种状态工作，实现牵引和再生制动能量吸收两种功能，然而，现阶段双向变流器设备容量不能够满足列车牵引能耗所需。为采用整流机组+双向变流器的供电方式，地铁公司需要单独为双向变流器配设一套双绕组变压器，该方案增加了牵引供电系统变压器的占地面积，并且在变压器柜、系统绝缘性能防护及交流侧输电线方面均需增加大量投资。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，用于牵引变电所双向变流器配合整流机组向牵引网供电或将再生制动能量反馈回中压电网，可节省变压器设备投资，减小牵引所变压器占地面积，技术方案如下：
一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，变压器TM4包括四个绕组T1、T2、T3和T4；T1作为变压器TM4高压侧绕组，采用三相△型联结，连接至牵引变电所35kV侧母线；T2作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T3作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相△型联结，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T4作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所双向变流器PCS原边。
进一步的，低压侧绕组T4与高压侧绕组T1带电气隔离，具有隔离变压器功能。
更进一步的，高压侧绕组T1/低压侧绕组T2/低压侧绕组T3的变比为35kV/1180V/1180V，用于整流机组RN将1180V交流整流成1500V直流给牵引网供电；高压侧绕组T1/低压侧绕组T4的变比为35kV/1000V，用于双向变流器PCS配合整流机组RN向牵引网供电或将再生制动能量反馈回电网。
更进一步的，低压侧绕组T2、低压侧绕组T3采用轴向双分裂结构与牵引变电所整流机组RN并联构成12脉波整流。
更进一步的，所述变压器TM4为不等容四绕组变压器，分别用于整流机组RN与双向变流器PCS供电。
本发明的有益效果是：
1）本发明能够实现城市轨道交通牵引供电系统使用一台变压器可同时为整流机组和双向变流器供电，在保证整流机组将1180V交流电整流成1500V直流电为城市轨道交通牵引网供电的同时，也可保证双向变流器同时配合整流机组向牵引网供电或将再生制动能量反馈回电网，使牵引供电系统可靠稳定运行；
2）本发明能够代替地铁公司需要再投入一套双绕组变压器为双向变流器供电的方案，节省牵引变电所变压器投资费用同时也可缓解牵引变电所变压器占地面积压力。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器接线方式图。
图2为本发明提出的一种新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器绕组分布图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，一种新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器接线图，包括35/10kV牵引变电所交流高压侧母线、新型四绕组牵引变压器TM4、整流机组RN、双向变流器PCS以及1500V直流供电接触网。
所述新型四绕组变压器的四个绕组T1、T2、T3、T4联结方式为△/Y-△-Y；T1作为变压器TM4高压侧绕组，采用三相△型联结方式，连接至35/10kV牵引变电所交流高压侧母线；T2作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结方式，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T3作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相△型联结方式，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T4绕组作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结方式，连接至牵引变电所双向变流器PCS原边。
所述新型四绕组变压器TM4的高压侧绕组T1/低压侧绕组T2/低压侧绕组T3变比为35kV/1180V/1180V，用于整流机组RN将1180V交流整流成1500V直流给牵引网供电；高压侧绕组T1/低压侧绕组T4的变比为35kV/1000V，用于双向变流器PCS配合整流机组RN向牵引网供电或将再生制动能量反馈回电网。
如图2所示，一种新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器绕组分布图。
所述新型四绕组变压器TM4的低压侧绕组T4与高压侧绕组T1之间带有电气隔离，具有隔离变压器功能。
所述新型四绕组变压器TM4的低压侧绕组T2与低压侧绕组T3采用轴向双分裂结构，与牵引变电所整流机组并联连接构成12脉波整流。
所述新型四绕组变压器为不等容四绕组变压器；用于与整流机组RN连接的低压侧绕组T2、低压侧绕组T3容量均为1.5MW；用于与双向变流器PCS连接的低压侧绕组T4其持续功率为1MW，峰值功率为2MW。
新型柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置接线及绕组分布如图1-2所示。

Claims (5)

1.一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，其特征在于，变压器TM4包括四个绕组T1、T2、T3和T4；T1作为变压器TM4高压侧绕组，采用三相△型联结，连接至牵引变电所35kV侧母线；T2作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T3作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相△型联结，连接至牵引变电所整流机组RN原边；T4作为变压器TM4低压侧绕组之一，采用三相Y型联结，连接至牵引变电所双向变流器PCS原边。
2.根据权利要求1所述的柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，其特征在于，低压侧绕组T4与高压侧绕组T1带电气隔离，具有隔离变压器功能。
3.根据权利要求1所述的柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，其特征在于，高压侧绕组T1/低压侧绕组T2/低压侧绕组T3的变比为35kV/1180V/1180V，用于整流机组RN将1180V交流整流成1500V直流给牵引网供电；高压侧绕组T1/低压侧绕组T4的变比为35kV/1000V，用于双向变流器PCS配合整流机组RN向牵引网供电或将再生制动能量反馈回电网。
4.根据权利要求1所述的柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，其特征在于，低压侧绕组T2、低压侧绕组T3采用轴向双分裂结构与牵引变电所整流机组RN并联构成12脉波整流。
5.根据权利要求1所述的柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置，其特征在于，变压器TM4为不等容四绕组变压器，分别用于整流机组RN与双向变流器PCS供电。
CN202010091856.XA 2020-02-14 2020-02-14 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置 Pending CN110931222A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010091856.XA CN110931222A (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010091856.XA CN110931222A (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110931222A true CN110931222A (zh) 2020-03-27

Family

ID=69854456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010091856.XA Pending CN110931222A (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110931222A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114825586A (zh) * 2022-04-07 2022-07-29 西南交通大学 一种双边牵引供电双树形外部电源备投构造及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299646A (zh) * 2011-09-06 2011-12-28 清华大学 无交流电感节能型高压直流牵引供电变流装置及控制方法
CN202906763U (zh) * 2012-04-05 2013-04-24 北京千驷驭电气有限公司 一种共用变压器的牵引供电装置
CN206086434U (zh) * 2016-05-17 2017-04-12 深圳市禾望电气股份有限公司 一种混合牵引供电装置
CN110071648A (zh) * 2019-04-29 2019-07-30 西南交通大学 一种城轨交通牵引供电系统中pwm整流器的运行控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299646A (zh) * 2011-09-06 2011-12-28 清华大学 无交流电感节能型高压直流牵引供电变流装置及控制方法
CN202906763U (zh) * 2012-04-05 2013-04-24 北京千驷驭电气有限公司 一种共用变压器的牵引供电装置
CN206086434U (zh) * 2016-05-17 2017-04-12 深圳市禾望电气股份有限公司 一种混合牵引供电装置
CN110071648A (zh) * 2019-04-29 2019-07-30 西南交通大学 一种城轨交通牵引供电系统中pwm整流器的运行控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114825586A (zh) * 2022-04-07 2022-07-29 西南交通大学 一种双边牵引供电双树形外部电源备投构造及控制方法
CN114825586B (zh) * 2022-04-07 2023-03-31 西南交通大学 一种双边牵引供电双树形外部电源备投构造及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105226969B (zh) 城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统及其能馈方法
CN109572491B (zh) 一种电气化铁路牵引网供电构造及其控制方法
CN103269083B (zh) 一种多端高压直流输电系统
CN203358382U (zh) 基于新能源的双向互动电气化铁路高压直流牵引供电系统
CN103448573A (zh) 一种双向互动式电气化铁路高压直流牵引供电系统
EP4369549A1 (en) Flexible direct-current traction power supply system connected with distributed external power supplies, and operating method therefor
CN205632170U (zh) 一种含储能的低压逆变回馈式牵引供电系统
CN102328601A (zh) 一种高功率因数高性价比能馈式牵引供电系统
CN110718930A (zh) 一种铁路牵引网再生制动能量利用装置
CN210617908U (zh) 一种牵引变电所供电构造
CN101633322B (zh) 可向电网回馈制动能量的磁浮牵引供电系统
CN109687463B (zh) 与配电变压整流器集成的交直流混合微网架构
CN106849060A (zh) 一种含光伏电源的高速铁路牵引供电系统及控制方法
CN110588449B (zh) 一种牵引变电所供电构造及其控制方法
CN110931222A (zh) 一种柔性牵引供电系统四绕组牵引变压器装置
CN109768721A (zh) 一种智能化能量双向流动的三电平变流器控制方法
CN110816367B (zh) 一种城市轨道交通制动能量分布式协同吸收方法
CN218648579U (zh) 一种采用双向变流器的轨道交通供电系统
CN206099785U (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
CN209505511U (zh) 一种电气化铁路牵引网供电构造
CN109256764A (zh) 一种适用于中压直流牵引供电的车载网侧变流器
CN111355240B (zh) 一种轨道交通配电网系统、供电系统及再生能量逆变电路
CN210351038U (zh) 一种低损耗型城市轨道交通双向变流器
CN109484199B (zh) 一种利用电气化铁路再生制动能量的供电构造及其方法
CN115246326A (zh) 电气化铁路车载-地面混合式储能系统及能量管理方法

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
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Wei

Inventor after: Zhang Hao

Inventor after: Zhang Jian

Inventor after: Pan Weiguo

Inventor after: Wu Tuojian

Inventor after: Li You

Inventor before: Liu Wei

Inventor before: Zhang Haonan

Inventor before: Zhang Jian

Inventor before: Pan Weiguo

Inventor before: Wu Tuojian

Inventor before: Li You

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200327