CN205647275U - 一种接触网取电供电电源系统 - Google Patents
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Abstract
一种接触网取电供电电源系统，包括特种变压器、机柜、以及设置在机柜内的依次连接的整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路和输出变压器；特种变压器的输入端与接触网单相27.5kV交流电源连接，其输出端分别接整流电路以及辅助供电电路输入端；输出变压器为三个或一个单相工频变压器。本实用新型提供了一种具有输入电压范围宽、可消除输入侧电压谐波、可提供不间断供电的特点的接触网取电供电电源系统。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子应用领域，涉及一种供电电源系统，尤其涉及一种接触网取电供电电源系统。该电源是从电气化铁路牵引接触网的单相27.5kV交流取得，然后经变压器降压后，再经过交流-直流-交流的变换后得到。
背景技术
在地区偏僻、远离公共电网的电气化铁路的重要负荷可以从接触网取电，取电的方式包括：1、接触网电源通过27.5/0.23kV变压器降压后直接作为负载供电电源；2、接触网电源经过自动调压器简单稳压处理后作为负载供电电源；3、接触网电源经过UPS治理后作为负载供电电源。
上述取电方式使用中普遍存在以下问题：
第一，接触网电压存在严重的电能质量问题，主要表现在电压有效值、电压峰值大范围频繁波动，电压波形失真度高，行车时电压波形品质变差，这些电能质量指标远远超出了普通用电设备的输入限制范围，通过变压器降压后直接作为用电设备供电电源，造成用电设备频繁损坏。
第二，接触网电源经过简单稳压处理后作为用电设备供电电源的方式由于不能消除电压谐波，造成用电设备误动作或损坏。
第三，接触网电源经过UPS治理后作为负载供电电源，由于接触网电源本身电压有效值、电压峰值大范围频繁波动，往往超过通用UPS输入电源的要求，容易造成UPS停机或损坏。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的问题，本实用新型提供一种接触网取电供电电源系统；该电源系统输入电压范围宽，输出电压稳定、谐波含量低。
本实用新型所提出的技术解决方案是：
一种接触网取电供电电源系统，包括特种变压器、机柜，其特殊之处是，还包括设置在机柜内的辅助供电电路、控制电路及控制供电电路、整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路和输出变压器；所述特种变压器的输入端与接触网单相27.5kV交流电源连接，其输出端分别接整流电路以及辅助供电电路输入端；所述整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路、输出变压器依次连接；所述输出变压器为三个或一个单相工频变压器；所述辅助供电电路向接触网取电供电电源系统提供工作电源；所述控制电路及控制供电电路用于控制接触网取电供电电源系统的工作；所述整流电路将输入的交流电压整流为脉动直流电压；所述直流滤波电路对整流电路输出的脉动直流电压进行滤波处理；所述逆变电路将脉动直流电压逆变为交流PWM波；所述输出滤波电路将交流PWM波滤波为纯正弦波。
为保证持续供电，上述接触网取电供电电源系统还可包括后备蓄电池组，所述后备蓄电池组连接在直流滤波电路和逆变电路之间。
上述整流电路为单相全桥整流电路；所述直流滤波电路为LC滤波电路；所述逆变电路由三个或一个单相H桥逆变电路组成；所述特种电压器为单相输入，单相或三相输出变压器，其输入电压为27.5kV单相，输出电压为220V或380V，工作频率为50Hz；所述输出变压器输出三相四线制220V/380V电源。
上述辅助供电电路包括依次连接的滤波器、变压器和开关电源。
本实用新型的优点：
本实用新型所提供的接触网取电供电电源系统可以从电气化铁路牵引接触网的单相27.5kV交流取得供电电源，并经过特种变压器降压后，再经过交流-直流-交流变换，得到稳定的、谐波含量低的三相四线制220V/380V，50Hz的稳定纯正弦波交流电源或单相220V，50Hz的稳定纯正弦波交流电源。
1.该电源输入电压范围宽，适应电气化铁路牵引接触网在行车过程中电压变化。输入电压范围可达±40％，容许的输入电压谐波含量可达40％。
2.本实用新型可实现电压变换和高低压隔离，电源对输入电压谐波不敏感。接触网取电供电电源系统采用交流-直流-交流的变换方式，由于中间直流环节的存在，输入侧电压谐波不会传递到输出侧。
3.该电源具有后备供电能力。当输入停电后，接触网取电供电电源系统可使用后备蓄电池组经过直流-交流逆变得到稳定的、谐波含量低的三相四线制220V/380V，50Hz的稳定纯正弦波交流电源或单相220V，50Hz的稳定纯正弦波交流电源。
4.本实用新型输入具有过压及欠压保护功能，当输入电压超过设定的最大或最小值时，该接触网取电供电电源系统将自动停机保护。本实用新型输出具有截流功能，当负载电流达到最大输出电流时，输出电流被自动限制在最大值。本实用新型输出具有短路保护功能，当输出发生相间或相对零短路时，该接触网取电供电电源系统将自动停机保护。
附图说明
图1是本实用新型的电气原理示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种接触网取电供电电源系统包括特种变压器和机柜，机柜内包括依次连接的整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路和输出变压器，还包括与直流滤波电路连接的后备蓄电池组；机柜内还设置有控制电路及控制供电电路；特种变压器通过辅助供电电路与整流电路与控制电路及控制供电电路连接。必要时，本实用新型电源系统还可设置短路保护电路、过压/欠压保护电路、截流电路。
特种电压器为单相输入，单相或三相输出变压器，其输入电压为27.5kV单相，输出电压为220V或380V，工作频率为50Hz。整流电路为单相全桥整流电路，主要由二极管(或可控硅)和软起电路组成，用于将输入的交流电压整流为脉动直流电压。直流滤波电路主要是由电感和电容组成的LC滤波电路，用于前述脉动直流电压的滤波处理及储能。逆变电路主要由三个(或一个)单相H桥逆变电路组成的IGBT、驱动电路、散热器，用于将直流电压逆变为交流PWM波。输出滤波电路主要由电感和电容组成，用于将前述PWM波滤波为纯正弦波。输出变压器为三个(或一个)单相工频变压器，用于电路隔离和电压变换。后备蓄电池组连接于直流滤波电路和逆变电路之间，主要由蓄电池、充电器、蓄电池管理器组成，用于接触网取电供电电源系统输入端停电后的持续供电及蓄电池充电和管理。辅助供电电路主要由滤波器、变压器、开关电源组成，用于向所述接触网取电供电电源系统提供稳定的工作电源。控制电路及控制供电电路具有带输出电压反馈控制及负载电流前馈控制的双环控制拓扑，外环为有效值控制环，内环为波形控制环，使接触网取电供电电源系统具有稳态控制精度高，动态超调量小，响应速度快，波形品质好的特点。机柜用于安装整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路、输出变压器、后备蓄电池组、辅助供电电路、控制电路及控制供电电路，及其他必要的元器件，组成接触网取电供电电源系统。
Claims (4)
1.一种接触网取电供电电源系统，包括特种变压器、机柜，其特征在于：还包括设置在机柜内的辅助供电电路、控制电路及控制供电电路、整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路和输出变压器；所述特种变压器的输入端与接触网单相27.5kV交流电源连接，其输出端分别接整流电路以及辅助供电电路输入端；所述整流电路、直流滤波电路、逆变电路、输出滤波电路、输出变压器依次连接；所述输出变压器为三个或一个单相工频变压器；所述辅助供电电路向接触网取电供电电源系统提供工作电源；所述控制电路及控制供电电路用于控制接触网取电供电电源系统的工作；所述整流电路将输入的交流电压整流为脉动直流电压；所述直流滤波电路对整流电路输出的脉动直流电压进行滤波处理；所述逆变电路将脉动直流电压逆变为交流PWM波；所述输出滤波电路将交流PWM波滤波为纯正弦波。
2.根据权利要求1所述一种接触网取电供电电源系统，其特征在于：还包括后备蓄电池组，所述后备蓄电池组连接在直流滤波电路和逆变电路之间。
3.根据权利要求1或2所述一种接触网取电供电电源系统，其特征在于：所述整流电路为单相全桥整流电路；所述直流滤波电路为LC滤波电路；所述逆变电路由三个或一个单相H桥逆变电路组成；所述特种电压器为单相输入，单相或三相输出变压器，其输入电压为27.5kV单相，输出电压为220V或380V，工作频率为50Hz；所述输出变压器输出三相四线制220V/380V电源。
4.根据权利要求3所述一种接触网取电供电电源系统，其特征在于：所述辅助供电电路包括依次连接的滤波器、变压器和开关电源。
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| CN201620698316.7U CN205647275U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种接触网取电供电电源系统 |
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| CN201620698316.7U CN205647275U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种接触网取电供电电源系统 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106787813A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-05-31 | 康富科技股份有限公司 | 一种变速恒频恒压发电装置 |
| CN111490548A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-04 | 福开尔（西安）电气有限公司 | 一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备及方法 |
| CN113315386A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-27 | 深圳市瑞沃德生命科技有限公司 | 电源系统、冷冻切片机以及供电方法 |
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