[发明专利]一种电气化铁道同相牵引供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气化铁道同相供电系统

背景技术

单相系统所具有的结构简单、建设成本低、运用和维护方便等优点，决定 了在电气化铁路普遍采用单相工频交流电为铁路机车供电。但同时为保证公用 电力系统的三相平衡，减少负序和无功，电气化铁路不能直接用单相供电，而 必须由牵引变电所的牵引变压器采取三相进线、轮流换相输出供电的方式。当 牵引变电所中采用三相-二相牵引变压器时，变压器的两相输出α相和β相，分 别向上行和下行的供电臂供电，从而实现两相的轮流使用，基本实现供电的平 衡。变电所内由α相到β相的转换由分相环节实现。机车在运行时要不断地、 频繁地通过分相环节。

通常机车过分相的过程是：当机车运行到分相环节处，机车受电弓需要先 与α相供电臂断开，进入到中性段，然后再由中性段进入到β相。现有的过分 相方法通常是自动过分相，由机车上自动过分相装置自动完成，无需人工干预。

过分相过程的存在给铁路运输带来了一系列的问题：一、过分相时有一个 断电过程，在中性段机车是依靠惯性运行，从而使列车在短时间内失去动力， 速度降低，在长大坡道和出站地段，影响更大；尤其对于高速、重载运输机车， 甚至可能造成列车非正常停车。二、在高速运行条件下，自动过电分相装置 虽然不需要人工的干预，但因工作电压高、转换动作频繁，使其准确性和可靠 性不高，也严重影响机车的安全运行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电气化铁道同相牵引供电系统，该系统能实现铁 路牵引变电所的两臂同相供电而无需分相，减少了过分相环节，有利于铁路的 高速、平稳、安全运行；且该系统结构简单，成本低，便于实施。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种电气化铁道同相牵引 供电系统，其组成是：牵引变电所的牵引变压器为三相-两相变压器，牵引变压 器的原边三相与公用电网相连，次边的α输出相和β输出相之间依次连接有降压 变压器、单相变流器一、直流电容、单相变流器二；α相为机车供电，其输出电 压为27.5kV；β相的输出电压为600～2000V。

本发明的工作原理是：该系统采用三相-两相变压器，变压器的输出相α的 电压为27.5kV，由该相向机车进行供电，即变电所左右供电臂均与变压器的输出 相α相连，从而保证变电所左右供电臂的电压完全一致；同时由于α相和β相之 间依次连接有降压变压器、单相变流器一、直流电容、单相变流器二构成了一 种交-直-交的电能转换控制，实现电能质量的综合补偿，保证整个牵引变电所 的原边三相电流基本对称。

在单相变流器一、直流电容、单相变流器二进行综合补偿过程中，由于次 边的β相的输出电压低仅为600～2000V，能够满足单相变流器二的电压耐受能 力，因此，β相与单相变流器二之间无需设置升压变压器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、实现了铁路牵引变电所的两臂同相供电而无需分相，减少了过分相环 节，有利于铁路的高速、平稳、安全运行。

二、牵引变压器次边牵引端口仅接一个降压变压器，省掉了β相的升压变压 器，节省了变压器的个数，简化了系统的结构，牵引变电所占用场地减小，降 低了投资，便于后期维护。

三、牵引变压器次边绕组β相的输出电压为600～2000V，变压器绝缘设计要 求低，降低了牵引变压器绕组电压等级，降低了投资和占地，便于实施。

四、若将本发明的系统用于同一个供电网中，由于同一供电网中各牵引所 的系统结构和连接方式相同，因此，各牵引变电所对机车的供电相位完全一致， 各变电所之间也无需过分相，从而可以实现同一供电网中全线贯通供电，在同 一供电网的供电线路上彻底取消所有分相环节，进一步保证了铁路的高速、平 稳、安全运行。

上述的牵引变压器Scott为变压器、阻抗匹配平衡变压器、YNvd变压器或 Vv变压器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

实施例1