[发明专利]一种基于三相AC/DC型电力电子变压器的同相供电系统

说明书

本发明提供了一种基于三相AC/DC型电力电子变压器的同相供电系统，包括牵引变压器TT、三相补偿变压器MT、三相AC/DC型电力电子变压器和协调控制单元CC，牵引变压器TT原边接三相电网中的两相，牵引变压器TT次边的一端接牵引母线，三相补偿变压器MT的原边接三相电网，三相补偿变压器MT的次边与三相AC/DC型电力电子变压器的输入端连接；牵引变压器TT的原边设置有电流互感器CT，所述三相电网中设置有电压互感器PT1和PT2，所述电压互感器PT1和PT2分别并联在三相电网不同两相之间。本发明通过设置三相补偿变压器MT和三相AC/DC型电力电子变压器，可以构成新的同相供电补偿方案，将电力电子变压器技术应用到同相供电系统中，通过合理配置模块单元数量，可适应不同电压等级。

技术领域

本发明涉及电气化铁路与城市轨道技术领域，尤其涉及一种基于三相AC/DC型电力电子变压器的同相供电系统。

背景技术

我国电气化铁道普遍采用单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电力系统中尽可能平衡，电气化铁道往往采用轮换相序、分相分区供电的方案。分相分区处的相邻供电区间便形成分相绝缘器，称为电分相或分相。在列车通过电分相的暂态电气过程中，易产生较大的操作过电压或过电流，造成牵引网与车载设备烧损等事故，影响供电可靠性和列车安全运行。因此，电分相环节是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，列车过分相成为了高速铁路乃至整个电气化铁路牵引供电的瓶颈。

理论和实践表明采用同相供电技术可以在取消牵引变电所出口处电分相、消除供电瓶颈的同时，还能有效治理负序电流、达到以三相电压不平衡度(负序)限值为主的电能质量要求，有利于促进电力与铁路的和谐发展。

为此，发明人所在团队提出“一种电气化铁路同相供电系统(CN201821911578.2)”，通过三相补偿变压器与多个并联的低压三相交直变流器实现三相负序补偿。但这种拓扑和补偿方案需要考虑到IGBT模块电压等级和价格因素，三相补偿变压器的副边电压要足够低，灵活性相对有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三相AC/DC型电力电子变压器的同相供电系统，通过设置三相补偿变压器MT和三相AC/DC型电力电子变压器，可以构成新的同相供电补偿方案，将电力电子变压器技术应用到同相供电系统中，通过合理配置模块单元数量，可适应不同电压等级。

本发明通过以下技术手段实现：

一种基于三相AC/DC型电力电子变压器的同相供电系统，包括牵引变压器TT、三相补偿变压器MT、三相AC/DC型电力电子变压器和协调控制单元CC，所述牵引变压器TT原边接三相电网中的两相，所述牵引变压器TT次边的一端接牵引母线，另一端接地，所述三相补偿变压器MT的原边接三相电网，所述三相补偿变压器MT的次边与三相AC/DC型电力电子变压器的输入端连接；

所述牵引变压器TT的原边设置有电流互感器CT，所述三相电网中设置有电压互感器PT1和PT2，所述电压互感器PT1和PT2分别并联在三相电网不同两相之间，所述协调控制单元CC的测控端同时与所述电流互感器CT、电压互感器PT1和PT2连接，所述协调控制单元CC的控制端与所述三相AC/DC型电力电子变压器连接。

进一步地，所述三相AC/DC型电力电子变压器包括：

三相整流装置，包括三相交流输入端口和三组直流输出端口组，每组直流输出端口组包括n个直流输出端口，其中，n≥1；

DC/DC变换装置，包括3n个独立电力电子变压器，每个电力电子变压器的输入端口对应连接所述三相整流装置的一个直流输出端口，每个电力电子变压器的输出端口并联。