[发明专利]一种用于电气化铁道的柔性同相供电方法及其装置

权利要求书

1.一种用于电气化铁道的柔性同相供电方法，其特征在于：在两个相邻的牵引变电所设置分相区且在分相处设置一套柔性相位变换装置，该装置的电源取自其中一侧牵引变电所的供电臂或取自外部电源，柔性相位变换装置的输出向中性段供电；柔性相位变换装置输出与机车的位置有关，在机车进入中性段前，使得中性段的相位与机车后面的接触网供电臂相位一致，当机车进入中性段后，柔性相位变换装置的输出在每个周波增加一个相位角，这样，经过几个周波的变换，逐步使中性段的相位变换成机车前进方向的接触网供电臂的相位。

2.一种根据权利要求1所述的用于电气化铁道的柔性同相供电方法所用的装置，牵引变电所1(1)经馈线断路器(4)向接触网供电臂(6)供电，牵引变电所2(2)经馈线断路器(5)向接触网供电臂(7)供电，接触网供电臂(6)经分段绝缘器(10)与中性段(14)相连，供电臂(7)经分段绝缘器(11)与中性段(14)相连，其特征在于：接触网供电臂(6)上连接监测装置(8)用于监测供电臂(6)的电流和电压信号，接触网供电臂(7)上连接监测装置(9)用于监测供电臂(7)的电流电压信号；柔性相位变换装置(3)经过断路器(12)与接触网供电臂(6)相连并经断路器(13)与中性段(14)相连，中性段(14)连接有一台单相电压传感器(37)用于监测中性段(14)的电压；

所述柔性相位变换装置(3)由输入电流互感器(34)、输入整流变压器(32)、交直交移相模块(31)、电抗型升压输出变压器(33)、电抗器(35)、电阻(30)以及控制装置组成；上述断路器(12)经过输入电流互感器(34)连接至输入整流变压器(32)的原边一端，而输入整流变压器(32)的原边另一端和钢轨(25)连接；所述输入整流变压器(32)的次边连接至交直交移相模块(31)的输入端，交直交移相模块(31)的两个输出端连接至电抗型升压输出变压器(33)原边的两个输入端，电抗型升压输出变压器(33)的次边的一端连接至电抗器(35)的输入端，次边的另一端与钢轨(25)连接；所述电抗器(35)和一台电阻(30)的并联后形成的输出端(B)与断路器(13)输出端连接，可以向中性段(14)的负载供电；

所述控制装置由一套监控单元(22)、一套DSP控制单元(21)和一组功率驱动模块(20)组成，监控单元(22)与DSP控制单元(21)之间通过光纤或双绞线通信，而DSP控制单元(21)与功率驱动模块(20)之间通过光纤通信；功率驱动模块(20)与柔性相位变换装置(3)中的交直交移相模块(31)相连，实现对交直交移相模块(31)的控制；DSP控制单元(21)与监测装置(8)和监测装置(9)中的单向电压互感器(38)的输出端连接、与柔性相位变换装置(3)中的输入电流互感器(34)和单相电压传感器(37)的输出端连接，用于接收被连接设备的电流和电压数据；监控单元(22)与断路器(12)、断路器(13)连接实现柔性相位变换装置(3)的投入与切除。

3.根据权利要求2所述的用于电气化铁道的柔性同相供电方法所用的装置，其特征在于：上述交直交移相模块(31)是由整流桥或全控整流桥(28)、整形回路(29)、全控逆变桥(30)的串接形成的。

4.根据权利要求2所述的用于电气化铁道的柔性同相供电方法所用的装置，其特征在于：上述在接触网供电臂(6)安装一段机车位置监测导线(39)与接触网供电臂(6)平行，监测装置(8)中的单相电压互感器(38)输入端中的一端与这一段接触导线(39)相连，而另一端与钢轨(25)相连。

5.根据权利要求2所述的用于电气化铁道的柔性同相供电方法所用的装置，其特征在于：上述中性段(14)外侧设置一段接触导线(40)。

6.根据权利要求3所述的用于电气化铁道的柔性同相供电方法所用的装置，其特征在于：上述整形回路(29)是在整流桥(30)输出的直流环节的正极回路中串联一台电抗器，在正、负极之间并联一组电解电容和高频电容、二极管、IGBT电子开关和电阻，以整理直流波形和吸收高频信号。