CN203592908U - 一种直流-交流牵引供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种直流-交流牵引供电系统。铁路沿线电力系统交流PCC点稀少区，为满足电力牵引需求，外部电源设计方案极为复杂。本实用新型的直流-交流牵引变电所一次侧与高压直流输电网相连，二次侧与接触网相连为牵引负荷供电；直流-交流牵引变电所内的单相整流/逆变器一端连接高压直流输电网，另一端接入单相牵引变压器和牵引网；三相逆变器一端连接高压直流输电网，另一端接入三相变压器和牵引变电所内其他负荷。本实用新型从高压直流输电网取电，通过单相整流/逆变器向铁路牵引负荷供电并实现再生能量反馈电网，铁路全线电压相位相同而不设电分相，消除单相牵引负荷对公用电网以三相电压不平衡为代表的电能质量影响。
Description
技术领域
本实用新型属于铁路电气技术领域，具体涉及一种直流-交流牵引供电系统。
背景技术
为了解决电力资源分布和需求之间的不平衡，高压直流长距离输电在我国已经取得了一定规模的应用，体现了较好的技术优势。当前电力牵引是各种运输方式中唯一能以电代油的运输方式，符合大力发展节约型社会的要求。为了实现铁路运输高速重载的目标，采用电力牵引方式是必然选择。既有电气化铁路普遍采用单相工频交流制式，外部电源选择接入110kV、220kV甚至330kV的电力系统公共连接点（PCC点），但在我国西部地区由于交流输电网构架相对薄弱，电气化铁路外部电源选取相对较为困难。以既有青藏铁路为例，其中格尔木至拉萨区段，铁路沿线电力系统交流PCC点稀少，为了满足电力牵引的技术需求，外部电源设计方案复杂，工程实施费用巨大。结合青藏铁路沿线高压直流输电网络较为发达的实际情况，研究新型直流-交流牵引供电系统，既对该地区新建电气化铁路或者既有铁路的电气化改造具有重要意义，也体现了直流输电大规模应用背景下电气化铁路牵引供电新技术的发展趋势。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种直流-交流牵引供电系统，实现直流电压与交流电压的转换，提高了牵引供电的可靠性。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种直流-交流牵引供电系统，其特征在于：
所述的系统中设置有直流-交流牵引变电所，直流-交流牵引变电所的一次侧与高压直流输电网相连，二次侧与牵引网相连。
所述的直流-交流牵引变电所中设置有单相整流/逆变器和三相逆变器；
单相整流/逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与单相牵引变压器相连，单相牵引变压器输出连接牵引网；
三相逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与三相变压器相连，三相变压器连接牵引变电所其他负荷或铁路电力系统。
本实用新型具有以下优点：
一、通过对直流-交流牵引供电系统中变电所整流/逆变器的控制，可以实现直流电压与交流电压的转换，输出单相工频电压幅值和相位连续可调，保证了相邻变电所输出同相，相对于既有电气化铁路采用相序轮换方式接入电力系统的模式，从根本上避免了电分相环节，保证了电力机车能够高速、安全运行。
二、直接从高压直流输电网中取电，彻底避免了既有电气化铁路单相工频供电制式对电力系统电能质量的影响，保证了电力系统安全和经济运行，提高了牵引供电的可靠性。
三、针对交流电网相对薄弱而直流输电系统便于接入的地区，采用直流-交流牵引供电系统可以更为经济地从高压直流输电网获取足够的功率供给，有利于新建电气化铁路或者既有铁路的电气化改造，也有效地降低了外部电源工程的建设费用。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构原理示意图。
图2是本实用新型中牵引变电所内电气结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
本实用新型所述的一种直流-交流牵引供电系统，设置有直流-交流牵引变电所，直流-交流牵引变电所的一次侧与高压直流输电网相连，二次侧与牵引网相连，直流-交流牵引变电所通过接触网实现同相互联。。
直流-交流牵引变电所中设置有单相整流/逆变器和三相逆变器。单相整流/逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与单相牵引变压器相连，单相牵引变压器输出连接牵引网；三相逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与三相变压器相连，三相变压器连接牵引变电所其他负荷，也可以连接铁路电力系统。
本实用新型的工作原理是：直流-交流牵引供电系统中变电所直接从高压直流输电网取电，利用变电所内单相整流/逆变器实现直流电压与交流电压的转换，结合牵引变压器调压，向牵引网输出27.5kV工频电压。由于牵引变电所控制整流/逆变器工作,实现输出电压幅值和相位可调，保证了相邻变电所输出同相，而无需设置电分相，有利于牵引网压和频率的稳定，也实现了再生制动功率的吸收和反馈电网，降低对牵引变压器的容量需求，也解决了牵引变电所内其他负荷用电以及铁路电力系统的负荷需求。由于从高压直流输电网中取电，还可以彻底消除牵引负荷对电力系统以三相电压不平衡为代表的电能质量的影响。
该系统中利用整流/逆变器可以灵活调节各牵引变电所供电电压幅值和相位，保证了相邻变电所输出同相，而无需设置电分相，通过控制牵引和再生制动功率的双向流动，提高了能量利用效率，同时也解决了牵引变电所内其他负荷用电以及铁路电力系统的负荷需求。此外，由于从高压直流输电网中直接取电，彻底消除了牵引供电系统采用单相工频交流制式对公用电网负序的影响，提高了供电可靠性和经济性。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (2)
1.一种直流-交流牵引供电系统，其特征在于：
所述的系统中设置有直流-交流牵引变电所，直流-交流牵引变电所的一次侧与高压直流输电网相连，二次侧与牵引网相连。
2.根据权利要求1所述的一种直流-交流牵引供电系统，其特征在于：
所述的直流-交流牵引变电所中设置有单相整流/逆变器和三相逆变器；
单相整流/逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与单相牵引变压器相连，单相牵引变压器输出连接牵引网；
三相逆变器一端连接高压直流输电网，另一端与三相变压器相连，三相变压器连接牵引变电所其他负荷或铁路电力系统。
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