專利名稱：電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器。
背景技術(shù)：
電氣化鐵路的供電方式是在鐵路沿線建立若干個(gè)牽引變電站，經(jīng)牽引變壓器降為單相27. 5kV或55kV后通過(guò)牽引網(wǎng)向電力機(jī)車供電。電力機(jī)車采用25kV單相工頻交流電壓，經(jīng)全波整流后驅(qū)動(dòng)直流牽引電動(dòng)機(jī)，在架空接觸導(dǎo)線和鋼軌之間行駛。電力機(jī)車是一種大功率單相整流牽引負(fù)荷，其供電和驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定它具有以下特點(diǎn)a)不對(duì)稱性，產(chǎn)生負(fù)序電流，引起電網(wǎng)三相不平衡；b)非線性，產(chǎn)生諧波，注入諧波電流，引起電壓波形畸變；c)沖擊性負(fù)荷，引起系統(tǒng)電壓波動(dòng)；d)功率因數(shù)低，一般在0. 75左右。而且所需要的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)變化。電鐵所帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)及電網(wǎng)其他用戶、包括電鐵自身都產(chǎn)生了不利影響。目前鐵路牽引供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄问窃诠╇姳凵习惭bTCR型SVC。 但是，TCR型在鐵路的應(yīng)用存在很大的局限性。該產(chǎn)品在單相系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠解決功率因數(shù)問(wèn)題和部分諧波問(wèn)題，但是，對(duì)于電力機(jī)車的瞬時(shí)沖擊性的跟蹤性能不佳，而對(duì)于三相不平衡問(wèn)題則不能起到作用。采用兩相有源逆變器背靠背連接的功率控制器是另一種補(bǔ)償方式，但該方式由于有一側(cè)需要采用逆變器的并聯(lián)連接，等效開(kāi)關(guān)頻率不高，對(duì)諧波的補(bǔ)償不
王困相

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器，解決電氣化鐵路固有的動(dòng)態(tài)無(wú)功、諧波、功率因數(shù)和負(fù)荷不平衡的補(bǔ)償問(wèn)題。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括三相隔離變壓器以及設(shè)置于其輸出端的三組連接電抗器和三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器，其中所述的三相隔離變壓器的原邊采用三角形連接，原邊三個(gè)接線端分別與牽引供電母線相連，三相隔離變壓器的三個(gè)副邊繞組的同名端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組連接電抗器的輸入端，三組連接電抗器的輸出端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器的一個(gè)交流輸出端，三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器的另一個(gè)交流輸出端均與三相隔離變壓器的三個(gè)副邊繞組的三個(gè)非同名端相連接。本實(shí)用新型采用了三相鏈?zhǔn)綋Q流器通過(guò)隔離變壓器實(shí)現(xiàn)三角形的連接，除可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功的快速補(bǔ)償外，還可以實(shí)現(xiàn)鐵路負(fù)載不平衡負(fù)荷的補(bǔ)償；由于鏈?zhǔn)綋Q流器等效開(kāi)關(guān)頻率高，也可實(shí)現(xiàn)諧波濾波。因此本實(shí)用新型可以有效地解決電氣化鐵路固有的動(dòng)態(tài)無(wú)功、諧波、功率因數(shù)和負(fù)荷不平衡的補(bǔ)償問(wèn)題。
圖1為本實(shí)用新型示意圖。圖2為實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括三相隔離變壓器1以及設(shè)置于其輸出端的三組連接電抗器2和三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器3，其中三相隔離變壓器1的原邊采用三角形連接，原邊三個(gè)接線端分別與牽引供電母線 N、Τ、M相連，三相隔離變壓器1的三個(gè)副邊繞組的同名端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組連接電抗器2的輸入端LN、LT、LM，三組連接電抗器2的輸出端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器3的一個(gè)交流輸出端，三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器3的另一個(gè)交流輸出端均與三相隔離變壓器 1的三個(gè)副邊繞組的三個(gè)非同名端相連接。所述的單相鏈?zhǔn)綋Q流器3包括多個(gè)串聯(lián)連接的單相電壓源換流器4。如圖2所示，牽引變電站從電網(wǎng)引入三相交流電源A、B、C，經(jīng)過(guò)兩臺(tái)單相變壓器Tl 和T2或其他變壓器降壓方式降壓形成兩個(gè)單相牽引交流電源TN相和MN相，一般N極通過(guò)鐵軌接大地。TN相和MN相分別為鐵路線上的若干臺(tái)牽引機(jī)車提供交流電源，而牽引機(jī)車工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)功和諧波電流流入電網(wǎng)，另外由于是單相供電方式，流入電網(wǎng)的電流也是不平衡的。功率補(bǔ)償器5連接到N、T、M三個(gè)電源端，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功、不平衡負(fù)荷及諧波電流的補(bǔ)償。本實(shí)施例中的三相隔離變壓器1除實(shí)現(xiàn)隔離外也實(shí)現(xiàn)降壓，以便能采用合適的電壓等級(jí)的功率半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器3。所述的三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器3工作于無(wú)功補(bǔ)償方式，其輸出電流可以實(shí)現(xiàn)分相獨(dú)立控制，相應(yīng)地三相隔離變壓器1的原邊繞組電流也可以實(shí)現(xiàn)分相獨(dú)立控制，因此可以根據(jù)不平衡負(fù)荷的電納補(bǔ)償原理實(shí)現(xiàn)牽引母線的不平衡負(fù)荷補(bǔ)償。此外，由于單相鏈?zhǔn)綋Q流器的等效開(kāi)關(guān)頻率高，因此也可以實(shí)現(xiàn)多次諧波電流的補(bǔ)償。和采用兩相有源逆變器背靠背連接的功率控制器相比，兩者的成本相當(dāng)，但本實(shí)施例的補(bǔ)償器諧波電流補(bǔ)償性能更高， 且在不完全補(bǔ)償方式下運(yùn)行時(shí)，本實(shí)施例的補(bǔ)償器能獲得更高的三相功率因數(shù)。所述的連接電抗器2也可以直接以三相隔離變壓器1的漏抗實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器，其特征在于，包括三相隔離變壓器以及設(shè)置于其輸出端的三組連接電抗器和三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器，其特征是，所述的三相隔離變壓器的原邊采用三角形連接，原邊三個(gè)接線端分別與牽引供電母線相連，三相隔離變壓器的三個(gè)副邊繞組的同名端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組連接電抗器的輸入端，三組連接電抗器的輸出端分別連接到對(duì)應(yīng)的三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器的一個(gè)交流輸出端，三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器的另一個(gè)交流輸出端均與三相隔離變壓器的三個(gè)副邊繞組的三個(gè)非同名端相連接。
專利摘要一種電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的電氣化鐵路三相功率補(bǔ)償器，包括三相隔離變壓器以及設(shè)置于其輸出端的三組連接電抗器和三組單相鏈?zhǔn)綋Q流器。本裝置解決電氣化鐵路固有的動(dòng)態(tài)無(wú)功、諧波、功率因數(shù)和負(fù)荷不平衡的補(bǔ)償問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J3/26GK202084944SQ20112019678
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者劉文華, 張秀娟, 李建國(guó), 趙香花, 陳遠(yuǎn)華 申請(qǐng)人:思源清能電氣電子有限公司