專利名稱：一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能治理裝置，具體涉及一種應(yīng)用于軌道交通電氣化領(lǐng)域的車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，我國電氣化鐵道建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，新型大功率交直交(AC-DC-AC)電力機(jī)車逐步成為了我國電氣化鐵道的主力車型。然而，既有線路上仍存在著大量的傳統(tǒng)型交直(AC-DC)電力機(jī)車，這導(dǎo)致我國電氣化鐵道普遍存在各類車型混跑的現(xiàn)狀，尤其是鐵路局各編組站和樞紐站更為明顯。因此，良好的牽引供電網(wǎng)與電力機(jī)車的系統(tǒng)匹配，是列車安全可靠、高效運(yùn)行的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)型交直電力機(jī)車采用半控橋式整流，其通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來實現(xiàn)機(jī)車出力的調(diào)節(jié)，其功率因數(shù)低，諧波特性主要集中在3、5、7等次。隨著鐵路大提速以及客運(yùn)專線的快速建設(shè)，新型交直交電力機(jī)車在我國大量采用。新型交直交電力機(jī)車功率因數(shù)較高，注入系統(tǒng)的諧波電流較小，但其交流網(wǎng)側(cè)高頻帶出現(xiàn)大量的30 50次和在100 120次等高次諧波，特別是機(jī)車啟動、爬坡、制動等調(diào)節(jié)過程中諧波含量顯著增大，注入系統(tǒng)的諧波電流次數(shù)相應(yīng)提高。加之我國各類車型混跑的情況，使得牽引供電系統(tǒng)中諧波含量豐富，諧波頻帶分布廣泛，這種情況大大增加了系統(tǒng)產(chǎn)生諧波諧振的可能性。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振時，會形成較大的過電壓和過電流，頻繁出現(xiàn)直流電力機(jī)車RC回路燒損、二次繼電保護(hù)設(shè)備和計量儀表的絕緣損壞、繼電保護(hù)設(shè)備誤動作。同時，還會導(dǎo)致氧化鋅避雷器損壞，牽弓I變電所交直流充電模板屏燒毀等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鐵路的正常運(yùn)行。目前，國外鐵路由于運(yùn)力需求不是非常緊迫或交直流機(jī)車不混跑、或單一牽引網(wǎng)的機(jī)車密集度不高，車網(wǎng)諧振問題未凸顯現(xiàn)或不顯著，技術(shù)研究基本體現(xiàn)在諧振仿真模型。國內(nèi)研究工作開展相對較晚，主要集中在諧波分析的算法、電力系統(tǒng)諧波的建模、諧波的危害及影響。在工程實踐中，有提出優(yōu)化行車調(diào)度，交流機(jī)車分散使用的方案，其缺點(diǎn)是實施難度大，并減弱線路運(yùn)輸運(yùn)力。又如修改交流機(jī)車控制軟件、改變牽引供電系統(tǒng)阻抗潮流分布、變壓器原邊繞組出線使用磁珠、改變直流機(jī)車RC繞組的參數(shù)和耐熱系數(shù)等方法，但均因改造工程量巨大，可操作性低等，導(dǎo)致車網(wǎng)諧振問題現(xiàn)象持續(xù)且無法有效的治理。在現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明有關(guān)的文獻(xiàn)主要有山東雷奇電器有限公司于2009年01月16日申請，并于2009年10月28日公告，公告號為CN201336573Y的中國實用新型專利《牽引網(wǎng)諧振抑制裝置》。如附圖1所示，該實用新型專利主要包括變壓器及牽引變壓器輸出側(cè)的兩組牽引供電臂，每組牽引供電臂上電連接電流互感器，每組牽引供電臂上設(shè)置有若干并聯(lián)的濾波器。控制器通過實時檢測電網(wǎng)中的電流互感器的電壓值和電流互感器二次側(cè)的電流值，從而根據(jù)設(shè)定的參數(shù)控制濾波支路的投切組數(shù)，從而避免系統(tǒng)諧振點(diǎn)。該專利采用互感器改變系統(tǒng)諧振點(diǎn)，采用接觸器實現(xiàn)濾波支路投切，但只能濾除固定次系統(tǒng)諧波，且易造成系統(tǒng)過補(bǔ)。因此，提出一種新的車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，適應(yīng)于我國電氣化鐵道普遍存在交直型和交直交型電力機(jī)車各車型混跑的現(xiàn)狀，解決各路普遍存在因車網(wǎng)諧振導(dǎo)致直流電力機(jī)車RC回路燒損的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)綜合治理系統(tǒng)功能集中化成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對我國電氣化鐵道普遍存在交直型和交直交型電力機(jī)車各車型混跑特殊性，能夠解決各路普遍存在因車網(wǎng)諧振導(dǎo)致直流電力機(jī)車RC回路燒損的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)綜合治理系統(tǒng)功能集中化，安裝方式靈活，同時還具有可靠性高、通用性強(qiáng)、改造成本低的特點(diǎn)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)方案，一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，包括:高壓有源濾波器、高通濾波器和車網(wǎng)諧振地面控制單元。高壓有源濾波器通過升壓變壓器連接在牽引供電母線上，高壓有源濾波器濾除12次以下諧波，同時進(jìn)行無功動態(tài)補(bǔ)償。高通濾波器直掛在牽引供電母線上，高通濾波器用于濾除13次以上高次諧波。車網(wǎng)諧振地面控制單元分別與高壓有源濾波器和高通濾波器相連，車網(wǎng)諧振地面控制單元分別對高壓有源濾波器和高通濾波器進(jìn)行動態(tài)實時控制。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，高壓有源濾波器進(jìn)一步包括η重的預(yù)充電單元和與之對應(yīng)的η重逆變功率單元，n ^ I。升壓變壓器的二次側(cè)采用多重化結(jié)構(gòu)，預(yù)充電單元連接在升壓變壓器的二次側(cè)，預(yù)充電單元與逆變功率單元相連。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，高壓有源濾波器進(jìn)一步包括兩重以上的逆變功率單元。兩重以上的逆變功率單元之間相互串聯(lián)，并連接在預(yù)充電單元與升壓變壓器之間。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，預(yù)充電單元由接觸器一、接觸器二和充電電阻 組成，接觸器一與充電電阻串聯(lián)后再與接觸器二并聯(lián)。預(yù)充電單元用于抑制逆變功率單元直流側(cè)電容充電過程中的過電流。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，逆變功率單元進(jìn)一步包括逆變單元，逆變單元采用全控型整流橋。逆變單元與預(yù)充電單元相連。在逆變單元的直流電容充電前接入預(yù)充電單元，通過預(yù)充電單元將電流限制在一個可控的范圍內(nèi)。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，逆變功率單元還進(jìn)一步包括旁路開關(guān)。旁路開關(guān)連接在逆變單元的兩個串聯(lián)級聯(lián)點(diǎn)之間，并與逆變單元并聯(lián)。當(dāng)一個或多個逆變功率單元出現(xiàn)故障時，通過旁路開關(guān)旁路故障的逆變單元。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，高通濾波器包括開關(guān)、電容器、電抗器和電阻器。電抗器與電阻器并聯(lián)后與電容器串聯(lián)組成二階無源濾波器，再與開關(guān)串聯(lián)。作為本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，車網(wǎng)諧振地面控制單元包括車網(wǎng)諧振總控制器、高通濾波器濾波控制器和η組的高壓有源濾波器從控制器。車網(wǎng)諧振總控制器分別與高通濾波器濾波控制器和高壓有源濾波器從控制器相連，η組的高壓有源濾波器從控制器之間通過光纖相互連接。車網(wǎng)諧振總控制器采集牽引供電系統(tǒng)母線電壓和電流信號，通過高壓有源濾波器從控制器控制各重逆變功率單元，并實現(xiàn)與各重高壓有源濾波器從控制器的通訊及動態(tài)實時控制。車網(wǎng)諧振總控制器采集包括電壓、電流、無功功率、有功功率、諧波在內(nèi)的電能質(zhì)量參數(shù)和故障保護(hù)信息，并實時上傳至監(jiān)控保護(hù)單元和上位機(jī)。通過實施上述本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的高壓有源濾波器(HAPF)能夠濾除12次以下諧波兼顧無功動態(tài)補(bǔ)償，高通濾波器(HPF)能夠濾除13次以上高次諧波，系統(tǒng)采用有源加無源相結(jié)合的綜合治理方式，有效地降低了成本；
(2)本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)安裝方式靈活，可靈活安裝于牽引變電所、開閉所、編組站、樞紐站等區(qū)域；
(3)本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)通用性強(qiáng)、可靠性高，通過加裝HAPF和HPF地面治理裝置，改變系統(tǒng)阻抗特性，有效濾除了諧波，從而改變了系統(tǒng)諧振點(diǎn)，能夠滿足電力機(jī)車在各種線路下的各種運(yùn)行方式；
(4)本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)采用具有旁路開關(guān)的高壓級聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過多重化變壓器升壓式直掛于牽引供電母線，有效降低了高壓有源濾波器(HAPF)的容量和成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)牽引網(wǎng)諧振抑制裝置的主電路電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)一種具體實施方式
的主電路電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖3是本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)一種具體實施方式
中逆變功率單元的電路原理 圖4是本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)一種具體實施方式
中高壓有源濾波器的電路原理 圖5是本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)一種具體實施方式
中車網(wǎng)諧振地面控制單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖中:1-高壓有源濾波器，2-高通濾波器，3-車網(wǎng)諧振地面控制單元，4-預(yù)充電單元，5-逆變功率單元，6-多重化升壓變壓器，7-牽引變電所，8-編組站，9-監(jiān)控保護(hù)單元，10-上位機(jī)，11-開關(guān)，501-逆變單元，502-旁路開關(guān)，51 5η-逆變功率單元I 逆變功率單元η，300-車網(wǎng)諧振總控制器，301-高通濾波器濾波控制器，31 3η-高壓有源濾波器從控制器I 高壓有源濾波器從控制器η。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如附圖2至5所示，給出了本發(fā)明一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的具體實施例，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。針對目前電氣化鐵道普遍存在交直型和交直交型電力機(jī)車各車型混跑特殊性，各路普遍存在因車網(wǎng)諧振導(dǎo)致直流電力機(jī)車RC回路燒損等現(xiàn)狀，本發(fā)明具體實施方式
提出了一種采用高壓有源濾波器(HAPF，High Active Power Filter)和二階高通濾波器(HPF，High Pass Filte)構(gòu)成的車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的技術(shù)方案,本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)功能集中化，安裝方式靈活。高壓有源濾波器I和高通濾波器2的組合可根據(jù)牽引供電系統(tǒng)和供電線路的實際工況需要，安裝于牽引變電所7或編組站8 (或開閉所、樞紐站等)。同時，本發(fā)明可有效濾除高次諧波，避免線路不同運(yùn)行方式而諧振點(diǎn)改變的影響，兼顧無功動態(tài)補(bǔ)償，對既有所改造和新建所擴(kuò)建，具有可靠性高、通用性強(qiáng)、改造成本低等優(yōu)點(diǎn)。如附圖2所示為一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的具體實施方式
，包括:高壓有源濾波器1、高通濾波器2和車網(wǎng)諧振地面控制單元3。高壓有源濾波器I通過多重化結(jié)構(gòu)的升壓變壓器6連接在牽引供電母線27.5kV或2X27.5kV上，高壓有源濾波器I濾除12次以下諧波，同時進(jìn)行無功動態(tài)補(bǔ)償。其中，單相10kV/27.5kV升壓變壓器6的二次側(cè)采用多重化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為便于鐵路變電所安裝和減少占地面積，升壓變壓器6內(nèi)置連接電抗器。第I重高壓有源濾波器從控制器31至第N重高壓有源濾波器從控制器3n分別用于高壓有源濾波器I的逆變功率單元I 逆變功率單元η供電。多重化升壓變壓器6的優(yōu)點(diǎn)是輸出諧波含量小。高通濾波器2直掛在牽引供電母線27.5kV或2X27.5kV上，高通濾波器2用于濾除13次以上高次諧波。高壓有源濾波器I和高通濾波器2還分別進(jìn)一步包括開關(guān)11。高壓有源濾波器I的升壓變壓器6通過開關(guān)11連接在牽引供電母線上。車網(wǎng)諧振地面控制單元3分別與高壓有源濾波器I和高通濾波器2相連，控制高壓有源濾波器I濾除12次以下的諧波，同時進(jìn)行無功動態(tài)補(bǔ)償，控制高通濾波器2濾除13次以上的高次諧波。車網(wǎng)諧振地面控制單元3還分別對高壓有源濾波器I和高通濾波器2的運(yùn)行狀態(tài)和故障保護(hù)，以及其與鐵路局電調(diào)和行調(diào)等各部分進(jìn)行動態(tài)實時監(jiān)控，并對高壓有源濾波器I和高通濾波器2之間的通訊進(jìn)行控制。高壓有源濾波器I進(jìn)一步包括η重的預(yù)充電單元4和與之對應(yīng)的η重逆變功率單元5，η > I。預(yù)充電單元4連接在多重化升壓變壓器6的二次側(cè)，預(yù)充電單元4與逆變功率單元5相連。如附圖2所示，作為一種典型的實施方式，高壓有源濾波器I進(jìn)一步包括兩重以上的逆變功率單元5，兩重以上的逆變功率單元5之間相互串聯(lián)，并連接在預(yù)充電單元4與升壓變壓器6之間。預(yù)充電單元4進(jìn)一步由接觸器一(如:ΚΜ1和ΚΜ3)、接觸器二(如:ΚΜ2和ΚΜ4)和充電電阻(如:Rcl和Rc2)組成，接觸器一與充電電阻串聯(lián)后再與接觸器二并聯(lián)。預(yù)充電單元4用于抑制逆變功率單元5直流側(cè)電容充電過程中的過電流，保護(hù)逆變功率單元5的續(xù)流二極管，避免充電初期的大電流對器件造成可能的損傷或破壞。由于逆變功率單元5在充電的瞬間電容器相當(dāng)于短路，沖擊電流很大，因而采用充電電阻進(jìn)行限流。
如附圖3所示,逆變功率單元5進(jìn)一步包括逆變單元501,逆變單元501采用全控型整流橋。逆變單元501與預(yù)充電單元4相連。在逆變單元501的直流電容充電前接入預(yù)充電單元4，通過預(yù)充電單元4將電流限制在一個可控的范圍內(nèi)。如附圖4所示，逆變功率單元5采用η個相同的H橋逆變單元模板級聯(lián)而成，一方面提高了逆變功率單元5的輸出電壓。另一方面實現(xiàn)了較大的電平數(shù)目，等效開關(guān)頻率高，輸出電壓特性好。單個H橋逆變單兀米用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)、IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor,集成門極換流晶閘管)等大功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成的全控橋整流橋。逆變功率單元5還進(jìn)一步包括旁路開關(guān)502。以一個逆變功率單元5為例，旁路開關(guān)502連接在逆變單元501的兩個串聯(lián)級聯(lián)點(diǎn)(如附圖3和4中所示的LI和L2點(diǎn))之間，并與逆變單元501并聯(lián)。旁路開關(guān)502則由接觸器或者晶閘管等半導(dǎo)體器件構(gòu)成，當(dāng)一個或多個逆變功率單元5出現(xiàn)故障時，通過旁路開關(guān)502旁路故障的逆變單元501，從而保證高壓有源濾波器I仍能正常工作。在一種典型的實施方式中，旁路開關(guān)502采用6kV戶內(nèi)真空接觸器，機(jī)械保持，直流220V作為其控制電源，由車網(wǎng)諧振地面控制單元3發(fā)出指令控制其分合。高通濾波器2可以有一個或是兩個以上，高通濾波器2進(jìn)一步包括開關(guān)11、電容器C、電抗器L和電阻器R。電抗器L與電阻器R并聯(lián)后與電容器C串聯(lián)組成二階無源濾波器，再與開關(guān)11串聯(lián)，通過開關(guān)11連接在牽引供電母線上。如附圖5所示，車網(wǎng)諧振地面控制單元3進(jìn)一步包括車網(wǎng)諧振總控制器300、高通濾波器濾波控制器301和η組的高壓有源濾波器從控制器。車網(wǎng)諧振總控制器300分別與高通濾波器濾波控制器301和高壓有源濾波器從控制器相連，η組的高壓有源濾波器從控制器之間通過光纖相互連接。車網(wǎng)諧振地面控制單元3采用模塊化、分布式主從控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，車網(wǎng)諧振總控制器300采集牽弓I供電系統(tǒng)母線電壓和電流信號，通過高壓有源濾波器從控制器控制各重逆變功率單元5，并實現(xiàn)與各重高壓有源濾波器從控制器的通訊及動態(tài)實時控制。同時，車網(wǎng)諧振總控制器300采集電壓、電流、無功功率、有功功率、諧波分布等電能質(zhì)量參數(shù)和故障保護(hù)信息，并實時上傳至監(jiān)控保護(hù)單元9和上位機(jī)10。監(jiān)控保護(hù)單元9實現(xiàn)車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)，監(jiān)控保護(hù)的上傳和信息交互，以及車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的總調(diào)度。高壓有源濾波器從控制器I 高壓有源濾波器從控制器η實現(xiàn)單重逆變單元501的控制，高壓有源濾波器從控制器I 高壓有源濾波器從控制器η采用光纖相互連接，有效的提高了綜合治理裝置的抗干擾能力，確保了綜合治理裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明提出的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)的具體實施方案，采用高壓有源濾波器1+高通濾波器2的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，高壓有源濾波器I濾除12次以下諧波兼顧無功動態(tài)補(bǔ)償，高通濾波器2濾除13次以上高次諧波，綜合治理裝置采用有源加無源相結(jié)合的綜合治理方式，有效降低了成本。其次，本發(fā)明具有旁路開關(guān)502的高壓級聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過多重化變壓器升壓式直掛于牽引供電母線，有效的降低了高壓有源濾波器I的容量和成本。本發(fā)明系統(tǒng)的安裝方式靈活，可靈活安裝于牽引變電所、開閉所、編組站、樞紐站等區(qū)域。同時，本發(fā)明系統(tǒng)通過加裝HAPF+HPF地面治理裝置，通用性強(qiáng)、可靠性高，通過改變系統(tǒng)阻抗特性，有效地濾除了諧波，從而改變了系統(tǒng)的諧振點(diǎn)，滿足了電力機(jī)車在各種線路下的各種運(yùn)行方式。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于，包括:高壓有源濾波器(I)、高通濾波器(2 )和車網(wǎng)諧振地面控制單元(3 );所述高壓有源濾波器(I)通過升壓變壓器(6 )連接在牽引供電母線上，高壓有源濾波器(I)濾除12次以下諧波，同時進(jìn)行無功動態(tài)補(bǔ)償；所述高通濾波器(2)直掛在牽引供電母線上，高通濾波器(2)用于濾除13次以上高次諧波；所述車網(wǎng)諧振地面控制單元(3)分別與高壓有源濾波器(I)和高通濾波器(2)相連，車網(wǎng)諧振地面控制單元(3)分別對高壓有源濾波器(I)和高通濾波器(2)進(jìn)行動態(tài)實時控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓有源濾波器(I)進(jìn)一步包括η重的預(yù)充電單元(4)和與之對應(yīng)的η重逆變功率單元(5)，n> I ;升壓變壓器(6)的二次側(cè)采用多重化結(jié)構(gòu)，所述預(yù)充電單元(4)連接在升壓變壓器(6)的二次側(cè)，預(yù)充電單元(4)與逆變功率單元(5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓有源濾波器(I)進(jìn)一步包括兩重以上的逆變功率單元(5)，所述兩重以上的逆變功率單元(5)之間相互串聯(lián)，并連接在預(yù)充電單元(4)與升壓變壓器(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述預(yù)充電單元(4)由接觸器一、接觸器二和充電電阻組成，接觸器一與充電電阻串聯(lián)后再與接觸器二并聯(lián)，所述預(yù)充電單元(4)用于抑制逆變功率單元(5)直流側(cè)電容充電過程中的過電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述逆變功率單元(5)進(jìn)一步包括逆變單元(501),所述逆變單元(501)采用全控型整流橋；所述逆變單元(501)與預(yù)充電單元(4)相連；在逆變單元(501)的直流電容充電前接入預(yù)充電單元(4)，通過預(yù)充電單元(4)將電流限制在一個可控的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述逆變功率單元(5)還進(jìn)一步包括旁路開關(guān)(502)，所述旁路開關(guān)(502)連接在逆變單元(501)的兩個串聯(lián)級聯(lián)點(diǎn)之間，并與逆變單元(501)并聯(lián)，當(dāng)一個或多個逆變功率單元(5)出現(xiàn)故障時，通過旁路開關(guān)(502 )旁路故障的逆變單元(501)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1_4、6中任一權(quán)利要求所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述高通濾波器(2)包括開關(guān)(11)、電容器(C)、電抗器(L)和電阻器(R);所述電抗器(L)與電阻器(R)并聯(lián)后與電容器(C)串聯(lián)組成二階無源濾波器，再與開關(guān)(11)串聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，其特征在于:所述車網(wǎng)諧振地面控制單元(3)包括車網(wǎng)諧振總控制器(300)、高通濾波器濾波控制器(301)和η組的高壓有源濾波器從控制器；所述車網(wǎng)諧振總控制器(300)分別與高通濾波器濾波控制器(301)和高壓有源濾波器從控制器相連，η組的高壓有源濾波器從控制器之間通過光纖相互連接；車網(wǎng)諧振總控制器(300)采集牽引供電系統(tǒng)母線電壓和電流信號，通過高壓有源濾波器從控制器控制各重逆變功率單元(5)，并實現(xiàn)與各重高壓有源濾波器從控制器的通訊及動態(tài)實時控制；車網(wǎng)諧振總控制器(300)采集包括電壓、電流、無功功率、有功功率、諧波在內(nèi)的電能質(zhì)量參數(shù)和故障保護(hù)信息，并實時上傳至監(jiān)控保護(hù)單元(9)和上位機(jī)(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)，包括高壓有源濾波器、高通濾波器和車網(wǎng)諧振地面控制單元。高壓有源濾波器通過多重化升壓變壓器連接在牽引供電母線上，高壓有源濾波器濾除12次以下諧波，同時進(jìn)行無功動態(tài)補(bǔ)償。高通濾波器直掛在牽引供電母線上，高通濾波器用于濾除13次以上高次諧波。車網(wǎng)諧振地面控制單元分別與高壓有源濾波器和高通濾波器相連，車網(wǎng)諧振地面控制單元分別對高壓有源濾波器和高通濾波器進(jìn)行動態(tài)實時控制。本發(fā)明車網(wǎng)諧振地面綜合治理系統(tǒng)能夠很好地適應(yīng)我國電氣化鐵道普遍存在交直型和交直交型電力機(jī)車各車型混跑的現(xiàn)狀，實現(xiàn)系統(tǒng)功能集中化，安裝方式靈活，同時具有可靠性高、通用性強(qiáng)、改造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B60M3/00GK103094903SQ201310033619
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者鄧建華, 黃燕艷, 吳強(qiáng), 周方圓, 沈輝, 文韜, 吳明水, 邱文俊, 王才孝, 蔡蔚, 潘燕, 甘幸, 唐奔 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司