[发明专利]三相10kV转单相27.5kV检修用机车电源装置

说明书

本发明涉及一种三相10kV转单相27.5kV检修用机车电源装置，由多绕组变压器、多个P型功率单元、储能元件和单相输出隔离变压器组成；多绕组变压器的接入端接入电网10kV三相电源，多绕组变压器的输出端的多绕组抽头一对一地接入到多个P型功率单元，多个P型功率单元的输出端口B级联连接到单相输出隔离变压器，单相输出隔离变压器输出27.5kV交流电；同时P型功率单元的E端口接入到储能元件。这样，该电源装置即可实现就地将10kV公用电网电源转换为单相27.5kV，满足维修机车瞬时取流大的难题，也解决了铁路维修保养车间牵引电源成本高和部分地带电源匮乏的问题，而且该电源装置结构简单，工程实现性好，成本低。

技术领域

本发明属于电气化铁路技术领域，尤其涉及一种三相10kV转单相 27.5kV检修用机车电源装置。

背景技术

电气化铁路是关系到国计民生的重要交通工具，尤其近年来铁路修建速度和规模逐年扩大，机车的保有数量也不断上升。大量的机车每年投入使用，同时也面临着大量的机车需要维护保养。因此，机车所需求的维护保养车间也成为电气化铁路建设必不可少的一环。由于维护保养车间的建设成本高昂，尤其是检修用的机车牵引电源建设难度和施工成本非常巨大，导致维护保养的整体费用居高不下。

尤其近年来，青藏铁路、格库铁路、川藏铁路、拉林铁路等一大批气候条件恶劣、海拔高、施工条件艰难的地带不断有新的铁路得到建设，其维护保养车间的建设成本同样非常巨大。维修期间功率用量小，采用常规牵引27.5kV的施工方案，成本难以控制。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种可就地实现将三相10kV交流电转换为单相27.5kV交流电，为维修机车进行牵引供电，且结构简单，工程实现性好，成本低，有利于普及应用的电源装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种三相10kV转单相27.5kV检修用机车电源装置，由多绕组变压器、多个P型功率单元、储能元件和单相输出隔离变压器组成；其中，所述多绕组变压器的接入端接入电网10kV三相电源，多绕组变压器的输出端的多绕组抽头一对一地接入到多个P型功率单元，多个所述P型功率单元的输出端口B级联连接到单相输出隔离变压器，所述单相输出隔离变压器输出27.5kV交流电；同时所述P型功率单元的E端口接入到储能元件。

进一步地，所述P型功率单元由M变换器和N变换器组成；其中所述M变换器由三相整流器、直流电容、单相逆变器、旁路开关K组成,所述三相整流器的交流输入端为P型功率单元的三相输入端口A，所述三相整流器的直流输出端连接上下串联型直流电容上，所述上下串联型直流电容的输出端连接在单相逆变器的输入端上，所述单相逆变器的输出端口B上并联有旁路开关K；所述N变换器由输入型单相功率变换器、高频变压器、输出型单相功率变换器、LC滤波器组成，所述输入型单相功率变换器的输出端与高频变压器的输入端相连，所述高频变压器的输出端与输出型单相功率变换器的输入端相连，所述输出型单相功率变换器的输出端口 E上连接有LC滤波器。

进一步地，所述三相整流器为混合整流器，包括两组全控桥和一组不可控桥组成，所述全控桥由上下串联的全控器件组成，所述不可控桥由上下串联的不可控器件组成，且所述不可控桥的整流桥输入点与上下串联型直流电容的中点相连。

进一步地，所述上下串联型直流电容的两端引出端口C与N变换器的输入端口D相连。

进一步地，所述N变换器的输出端口E与储能元件的汇流端口F相连。

进一步地，所述多绕组变压器为移相变压器。

进一步地，所述P型功率单元的个数与移相变压器的低压绕组的个数一致，且根据电源装置容量和电流进行灵活配置。

进一步地，所述M变换器的不可控桥的整流桥按照相序轮换的方式与多绕组变压器的低压绕组相连。