[发明专利]一种适用于分区亭电分相的虚拟同相供电系统拓扑结构

说明书

本发明公开了一种适用于分区亭电分相的虚拟同相供电系统拓扑结构，其包括降压变压器TR₁，TR₁的原边绕组与位于列车从牵引供电臂β₁向牵引供电臂β₂系统中的牵引供电臂β₂电连接，各次边绕组分别与一个整流器电连接，这些整流器输出的直流母线并联，另一端与若干相互并联的逆变单元电连接，整流单元与逆变单元间的直流母线上设置有LC滤波器，LC滤波器与储能单元并联；逆变单元的输出侧经过滤波器滤波后与升压变压器TR₂的原边绕组电连接，TR₂的次边绕组一端与牵引供电臂β₁电连接，TR₂的另一端与中性段电连接。本发明能够解决现有技术中供电系统可靠性不足的问题，容量低、可靠性强、可调性好。

技术领域

本发明涉及铁路牵引供电技术领域，具体涉及一种适用于分区亭电分相的虚拟同相供电系统拓扑结构。

背景技术

电力机车，如动车组，其过电分相的方法有多种，早期列车速度较慢，通常采用手动过电分相，在分相区设有分相标志指挥司机过电分相操作。到中性段前，司机先将牵引级位降到0，断开辅助系统，再将牵引变压器原边的主断路器断开，使机车不带电通过中性段。机车进入下一相供电臂的供电区后，司机合上主断路、并启动辅助系统、逐步恢复牵引级位。

手动过电分相司机劳动强度大，在过分相时必须由司机断电，如果没断电过电分相，会在进入中性段时牵引网与受电弓产生过电压拉弧，烧坏牵引网和受电弓，甚至两相短路等严重事故，随着列车运行速度的不断提高这一问题将更为突出。

目前，电力机车通常采用自动过电分相方法，主要有两种方法：地面自动过分相和车上自动过分相。采用地面过电分相时，电力机车不需要任何动作，主电路断电时间很短，适合坡度较大和运量大的困难地段。

传统地面过电分相装置采用空气断路器或电力电子开关，通过开关的切换实现电力机车通过电分相，但这种方式存在供电死区。现有技术中有一种不断电过电分相方式，如图1所示，利用背靠背变流器给中性段供电，实现对列车而言的贯通供电。在专利号ZL201410036222.9的专利中，提出了采用级联多电平的基于电力电子装置的地面过电分相系统，其拓扑结构如附图2所示。另外还有一种组合式同相供电系统，如图3所示，利用变流器与变压器的组合，在满足列车不断电过电分相的情况下，进一步降低系统的容量。但上述结构系统容量均存在容量较大，可靠性较低的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中供电系统可靠性不足的问题，适用于分区亭电分相的虚拟同相供电系统拓扑结构。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种适用于分区亭电分相的虚拟同相供电系统拓扑结构，包括降压变压器TR₁，在列车从牵引供电臂β₁向牵引供电臂β₂系统中，降压变压器TR₁的原边绕组与牵引供电臂β₂电连接，降压变压器TR₁的各次边绕组分别与一个整流器电连接，整流器间通过输出的直流母线并联，另一端与若干相互并联的逆变单元电连接，整流单元与逆变单元间的直流母线上设置有LC滤波器，LC滤波器与储能单元并联；逆变单元的输出侧经过滤波器滤波后与升压变压器TR₂的原边绕组电连接，升压变压器TR₂的次边绕组一端与牵引供电臂β₁电连接，升压变压器TR₂的另一端与中性段电连接。

通过设置相互并联的整流单元和逆变单元，使各单元间相互独立，某个单元损坏，可以很方便的切除及更换，从而保证其可靠性；通过设置储能单元，以形成中间直流单元，能够实现整流侧低容量连续工作、逆变器大容量间歇工作模式，从而更好的满足虚拟同相供电系统的特点，减低系统的容量。