CN111490546A - 轨道交通再生能量回馈系统和轨道交通配电网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道交通再生能量回馈系统和轨道交通配电网系统，其中，轨道交通再生能量回馈系统包括直流母线、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，变流器的直流侧连接直流母线，变流器的交流侧连接能馈变压器的原边绕组，能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置有用于对应改变副边绕组或者原边绕组的匝数的抽头机构。本系统在能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置对应的抽头机构，以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配，最终在不同电压等级进行切换时，无需投入对应的变压器，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道交通再生能量回馈系统和轨道交通配电网系统，属于城市轨道交通供电系统领域。
背景技术
城市轨道交通供电系统中，再生能量回馈装置取得了广泛的应用。授权公告号为CN 207588463 U的中国实用新型专利文件公开了一种轨道交通再生制动能量回收利用装置，包括变流器和能馈变压器，变流器的直流通过直流断路器与外部牵引网1500V直流母线连接，变流器的交流侧通过交流断路器与能馈变压器的输入端连接，能馈变压器将直流侧能量回馈至35kV交流网。但是，除了35kV的中压并网之外，还有其他中压并网以及低压并网，比如：共用整流变压器1180V并网和0.4kV并网等，那么，为了实现多个电压等级的并网之间的切换，就需要投入多个不同电压等级的变压器，不同的变压器输出连接不同的电压等级的交流线路，需要进行哪个电压等级的并网时，投入对应的变压器，这种布置方式不但使并网方案复杂多样，还增加了投入成本，给供电设计、设备制造、施工安装带来诸多困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通再生能量回馈系统和轨道交通配电网系统，解决不同电压等级的并网之间进行切换时，需要设置并投入对应的变压器，造成投入成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种轨道交通再生能量回馈系统，包括直流母线、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，变流器的直流侧连接直流母线，变流器的交流侧连接能馈变压器的原边绕组，能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置有用于对应改变副边绕组或者原边绕组的匝数的抽头机构，当能馈变压器的副边绕组与某一个电压等级的交流母线并网时，控制调节抽头机构以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配。
本系统包括至少两条不同电压等级的交流母线，为了适用不同电压等级的能量回馈，本系统在能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置对应的抽头机构，以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配，最终在不同电压等级进行切换时，无需投入对应的变压器，节约成本。
进一步的，抽头机构设置在能馈变压器的副边绕组上，抽头机构包括设置在副边绕组两端的端抽头和至少一个设置在副边绕组中的中间抽头，通过选择对应的抽头以改变副边绕组的匝数。
能馈变压器的副边绕组用于连接交流母线，由于本系统包括至少两条不同电压等级的交流母线，因此在能馈变压器的副边绕组上设置多个抽头，通过选择对应的抽头改变副边绕组的匝数以连接对应等级的交流母线。
进一步的，至少两条不同电压等级的交流母线包括35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线，副边绕组中设置有2个中间抽头。
对于包括三个等级交流母线的轨道交通再生能量回馈系统，需要在副边绕组中设置两个中间抽头以实现三个不同等级的能量回馈。
进一步的，轨道交通再生能量回馈系统还包括交流母线选择机构，能馈变压器的副边绕组输出连接交流母线选择机构的输入端，各条不同电压等级的交流母线对应连接交流母线选择机构的各选择输出端，交流母线选择机构能够实现输入端与任意一个选择输出端的内部选择导通。
通过交流母线选择机构选择能馈变压器的输出端，可以灵活的选择能量回馈所对应的交流母线。
另外，还提出一种轨道交通配电网系统，包括直流母线、供电整流装置、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，供电整流装置的直流侧连接直流母线，供电整流装置的交流侧连接至少两条不同电压等级的交流母线中相应的交流母线，变流器的直流侧连接直流母线，变流器的交流侧连接能馈变压器的原边绕组，能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置有用于对应改变副边绕组或者原边绕组的匝数的抽头机构，当能馈变压器的副边绕组与某一个电压等级的交流母线并网时，控制调节抽头机构以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配。
本系统包括至少两条不同电压等级的交流母线，为了适用不同电压等级的能量回馈，本系统在能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置对应的抽头机构，以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配，最终在不同电压等级进行切换时，无需投入对应的变压器，进一步的节约成本。
进一步的，抽头机构设置在能馈变压器的副边绕组上，抽头机构包括设置在副边绕组两端的端抽头和至少一个设置在副边绕组中的中间抽头，通过选择对应的抽头以改变副边绕组的匝数。
能馈变压器的副边绕组用于连接交流母线，由于本系统包括至少两条不同电压等级的交流母线，因此在能馈变压器的副边绕组上设置多个抽头，通过选择对应的抽头改变副边绕组的匝数以连接对应等级的交流母线。
进一步的，至少两条不同电压等级的交流母线包括35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线，副边绕组中设置有2个中间抽头。
对于包括三个等级交流母线的轨道交通再生能量回馈系统，需要在副边绕组中设置两个中间抽头以实现三个不同等级的能量回馈。
进一步的，轨道交通配电网系统还包括交流母线选择机构，能馈变压器的副边绕组输出连接交流母线选择机构的输入端，各条不同电压等级的交流母线对应连接交流母线选择机构的各选择输出端，交流母线选择机构能够实现输入端与任意一个选择输出端的内部选择导通。
通过交流母线选择机构选择能馈变压器的输出端，可以灵活的选择能量回馈所对应的交流母线。
进一步的，供电整流装置的交流侧连接的交流母线为35kV交流母线。
供电整流装置连接35kV交流母线，通过直流母线向各负载供电。
附图说明
图1为本发明轨道交通再生能量回馈系统的示意图；
图2为本发明能馈变压器的示意图；
图3为本发明能馈变压器副边绕组的示意图；
图中：1为变流器、2为能馈变压器、3为第一抽头、4为第二抽头、5为第三抽头、6为第四抽头。
具体实施方式
轨道交通配电网系统实施例：
本实施例提供一种轨道交通配电网系统，如图1所示，包括1500V直流母线、变流器1、能馈变压器2以及至少两条不同电压等级的交流母线，变流器1的直流侧连接直流母线，变流器1的交流侧连接能馈变压器2的原边绕组，能馈变压器2的副边绕组上设置有抽头机构，能馈变压器2的副边绕组与各不同电压等级的交流母线实现并网。轨道交通配电网系统还包括供电整流装置(图中未画出)，供电整流装置的交流侧连接其中相应的交流母线，供电整流装置的直流侧连接直流母线，供电整流装置用于交流向直流供电。
抽头机构用于改变副边绕组的匝数，当能馈变压器2的副边绕组与某一个电压等级的交流母线并网时，控制调节抽头机构以改变能馈变压器2的变比，使得能馈变压器2的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配。作为其他实施方式，也可以在能馈变压器2的原边绕组上设置抽头机构，来改变原边绕组的匝数，进而可以控制能馈变压器2的变比。
由于本系统包括至少两条不同电压等级的交流母线，那么对应的抽头机构包括设置在副边绕组两端的端抽头和至少一个设置在副边绕组中的中间抽头，作为一种具体的实施方式，至少两条不同电压等级的交流母线包括35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线，那么需要如图2所示的能馈变压器2，同时供电整流装置的交流侧连接35kV交流母线。能馈变压器2的副边绕组中设置有2个中间抽头，如图3所示能馈变压器2的副边绕组一共包括四个抽头，分别为第一抽头3、第二抽头4、第三抽头5以及第四抽头6，第一抽头3和第四抽头6连接35kV交流母线(即图2中A相中的A-1与A-2连接,A-3与A-4连接，B相中的B-1与B-2连接,B-3与B-4连接，C相中的C-1与C-2连接,C-3与C-4连接)，第二抽头4和第四抽头6连接1180V交流母线(即图2中的A相中的A-1与A-2连接,A-3与A-5连接，B相中的B-1与B-2连接,B-3与B-5连接，C相中的C-1与C-2连接,C-3与C-5连接)，第三抽头5和第四抽头6连接400V交流母线(即图2中的A相中的A-1与A-5连接，B相中的B-1与B-5连接，C相中的C-1与C-5连接)。
为了更加方便不同电压等级能量回馈的切换，轨道交通再生能量回馈系统还包括交流母线选择机构(图中未画出)，能馈变压器2的副边绕组输出连接交流母线选择机构的输入端，35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线对应连接交流母线选择机构对应的选择输出端，交流母线选择机构能够实现输入端与任意一个选择输出端的内部选择导通。交流母线选择机构的实现方式可以是简单的开关也可以是智能控制器等，具体实施方式本发明不做限制。
轨道交通配电网系统的工作过程为：35kV交流母线通过供电整流装置向直流侧供电，能馈变压器2以及变流器1将直流侧的能量回馈给不同电压等级的其中一个的交流侧。该系统实现了能馈变压器的标准化设计，进而可以统一同等容量变压器的安装及外形尺寸，方便施工时提前预留安装位置，便于施工的标准化。
轨道交通再生能量回馈系统实施例：
轨道交通再生能量回馈系统包括直流母线、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，变流器的直流侧连接直流母线，变流器的交流侧连接能馈变压器的原边绕组，能馈变压器的副边绕组上设置有抽头机构，能馈变压器的副边绕组通过抽头机构连接各不同电压等级的交流母线。
关于抽头机构的具体实施方式以及其连接关系等在上述轨道交通配电网系统实施例中已经详细介绍，这里不做赘述。
Claims (9)
1.一种轨道交通再生能量回馈系统，包括直流母线、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，所述变流器的直流侧连接所述直流母线，所述变流器的交流侧连接所述能馈变压器的原边绕组，其特征在于，所述能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置有用于对应改变副边绕组或者原边绕组的匝数的抽头机构，当能馈变压器的副边绕组与某一个电压等级的交流母线并网时，控制调节抽头机构以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配。
2.根据权利要求1所述的轨道交通再生能量回馈系统，其特征在于，所述抽头机构设置在所述能馈变压器的副边绕组上，所述抽头机构包括设置在副边绕组两端的端抽头和至少一个设置在副边绕组中的中间抽头，通过选择对应的抽头以改变副边绕组的匝数。
3.根据权利要求2所述的轨道交通再生能量回馈系统，其特征在于，所述至少两条不同电压等级的交流母线包括35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线，所述副边绕组中设置有2个中间抽头。
4.根据权利要求2或3所述的轨道交通再生能量回馈系统，其特征在于，所述轨道交通再生能量回馈系统还包括交流母线选择机构，所述能馈变压器的副边绕组输出连接所述交流母线选择机构的输入端，各条不同电压等级的交流母线对应连接所述交流母线选择机构的各选择输出端，交流母线选择机构能够实现输入端与任意一个选择输出端的内部选择导通。
5.一种轨道交通配电网系统，包括直流母线、供电整流装置、变流器、能馈变压器以及至少两条不同电压等级的交流母线，所述供电整流装置的直流侧连接所述直流母线，所述供电整流装置的交流侧连接至少两条不同电压等级的交流母线中相应的交流母线，所述变流器的直流侧连接所述直流母线，所述变流器的交流侧连接所述能馈变压器的原边绕组，其特征在于，所述能馈变压器的副边绕组或者原边绕组上设置有用于对应改变副边绕组或者原边绕组的匝数的抽头机构，当能馈变压器的副边绕组与某一个电压等级的交流母线并网时，控制调节抽头机构以改变能馈变压器的变比，使得能馈变压器的副边绕组输出的电压与所并网的交流母线的电压匹配。
6.根据权利要求5所述的轨道交通配电网系统，其特征在于，所述抽头机构设置在所述能馈变压器的副边绕组上，所述抽头机构包括设置在副边绕组两端的端抽头和至少一个设置在副边绕组中的中间抽头，通过选择对应的抽头以改变副边绕组的匝数。
7.根据权利要求6所述的轨道交通配电网系统，其特征在于，所述至少两条不同电压等级的交流母线包括35kV交流母线、1180V交流母线和400V交流母线，所述副边绕组中设置有2个中间抽头。
8.根据权利要求6或7所述的轨道交通配电网系统，其特征在于，所述轨道交通配电网系统还包括交流母线选择机构，所述能馈变压器的副边绕组输出连接所述交流母线选择机构的输入端，各条不同电压等级的交流母线对应连接所述交流母线选择机构的各选择输出端，交流母线选择机构能够实现输入端与任意一个选择输出端的内部选择导通。
9.根据权利要求7所述的轨道交通配电网系统，其特征在于，所述供电整流装置的交流侧连接的交流母线为35kV交流母线。
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