[发明专利]铁路牵引取电贯通线供电电源

说明书

本发明提供一种铁路牵引取电贯通线供电电源，包括在电流路径上依次设置的高压开关柜、变压器、中压回路；功率变换单元通过耦合变压器与中压回路连接；监视与控制单元通过信号电缆与高压开关柜、变压器、中压回路、功率变换单元相连接。本发明从接触网取电，经过净化处理后向贯通线提供高品质三相10kV供电电源的装置是从电气化铁路牵引接触网的27.5kV(或55kV)交流取得输入电源，然后经变压器降压后，再经过串联于10kV回路的电压源进行动态调节和滤波，得到稳定的贯通线供电电源。可以消除由于铁路行车引起的三相不平衡、电压波动、电压谐波，输出侧电压品质得到保证。

技术领域

本发明属于电力电子电能变换和控制领域，涉及一种串联型电压质量有源净化装置，尤其涉及一种从接触网取电，经过变压、串联稳压、滤波、高低压耦合处理后向贯通线提供三相10kV高品质中压供电电源的装置。

背景技术

贯通线电源用于向铁路沿线二、三级负荷提供工作电源，同时作为铁路自闭线的备用电源，现有铁路贯通线电源的取电方式主要有：1)由地方电网提供两路10kV电源，分别作为自闭线和贯通线电源。此种方式供电质量好，电压稳定，电能质量好，停电风险小，但建设成本高，经济性差，特别是在远离地方电网的地方不具备实施条件；2)由地方电网提供一路10kV供电，在变电所内分成两路，分别向自闭线和贯通线供电。此种供电方式电能质量好，但停电几率较高，一旦发生停电，需要其他牵引所跨区供电。一旦相邻牵引所也是一路供电，则有极大可能造成停车事故；3)由地方电网提供一路10kV供电，变电所内通过变压器从110kV、或更高等级高压干线取电，降压后得到10kV供电。从高压干线取电通常难以得到审批且费用不菲，同时变压器变比过大需要特殊定制，因此难以推广。4)由地方电网提供一路10kV供电用于自闭线供电，变电所内通过27.5kV/10kV变压器提供第二路10kV供电向贯通线供电。此种供电方式建设成本低、停电风险小，但受铁路行车影响，10kV贯通线电源存在三相不平衡、电压谐波大、电压波动范围大的缺陷，供电质量不符合GB/T12325《电能质量供电电压偏差》的规定，不能作为自闭线的备用电源。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的问题，本发明提供一种从接触网取电，经过变压、稳压、滤波、高低压耦合处理后输出三相10kV高品质交流电源的实现方法，以及从接触网取电，经过变压、稳压、滤波、高低压耦合处理输出三相10kV高品质交流电源的净化电源装置。

本发明所提出的技术解决方案是：从接触网取得27.5kV(或55kV)输入电源，经过降压、稳压、滤波、高低压耦合处理后，输出三相10kV高品质交流电 源的净化电源装置，包括在电流路径上依次设置的高压开关柜、变压器、中压回路；

功率变换单元通过耦合变压器与中压回路连接；

监视与控制单元通过信号电缆与高压开关柜、变压器、中压回路、功率变换单元相连接。

上述高压开关柜内包括高压开关、继电保护器以及接地开关。

上述功率变换单元包括依次连接的整流器、直流滤波器、逆变器、滤波器、短路开关；控制单元控制整流器实现交流输入到直流的整流和直流到交流的回馈；短路开关与耦合变压器连接。

上述整流器为双向PWM整流器，由IBGT及其驱动、散热、保护电路构成；

直流滤波器由直流电感及电容构成LC滤波电路，实现直流滤波及储能；

逆变器由IGBT及其驱动、散热、保护电路构成，在控制单元的控制下实现直流到交流的逆变以及逆变器的故障保护；

滤波器由交流电感和交流电容构成低通滤波器，实现逆变器的输出滤波；

耦合变压器为单相干式变压器，实现功率变换单元与中压回路的耦合。

变压器为干式变压器，具有中压10kV和低压460V两组副边绕组，将27.5kV交流变换为三相10kV和三相460V。