[发明专利]一种轨道交通牵引供电系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种轨道交通牵引供电系统，包括双馈变压器和双向变流器，双馈变压器的输入端用于与牵引变电所相连，输出端与所述双向变流器的输入端相连，双向变流器的输出端用于与直流母线相连。本发明还相应公开了一种控制方法，在列车处于牵引启动时，检测到直流母线电压高于预设门槛值Urthr时，启动整流工作，将交流母线的交流电变换为直流电；在列车处于制动状态时，双向变流器逆变运行，将直流母线电压变换为与交流母线同相位电压以回馈至交流母线上，并稳定直流母线电压在控制值Ucon上，其中控制值Ucon>确定值Uinv。本发明的轨道交通牵引供电系统及控制方法均具有稳定直流母线电压、整流、短路保护以及电能回馈等优点。

技术领域

本发明主要涉及轨道交通技术领域，特指一种轨道交通牵引供电系统及控制方法。

背景技术

目前在城市轨道交通牵引供电系统中，为列车牵引提供的牵引电能是由不可控二极管组成的整流器完成，其能量只能单向传输，输出特性不可控，导致目前的直流牵引电网电压随着负载的增加而降低较大，直流牵引网电压波动较大，影响列车的牵引系统工作；而将列车制动时产生的再生制动能量，只能通过单独的能量回馈装置回收，而回收装置仅具备单一的逆变回馈功能。在目前的解决方案中，有在既有整流机组上并联双向变流器、变压器及开关柜等形成一套双向变流机组，在整流时，通过二极管整流机组和双向变流机组同时向列车供电，在列车制动时，多余的制动能量通过双向变流机组直接反馈回中压环网；在实施过程中，由于需双向变流机组与既有的整流机组共同工作，并同时满足二极管整流机组的输出特性，增加了控制难度，而且没有解决直流牵引网网压波动问题；专利《双向变流器短路电流整流器件保护装置》，申请号201611116262.X，公开了一种双向变流器的短路电流整流器件保护装置。该方案在变流模块的IGBT器件中并联了一组整流器件，构成两组整流桥臂，使得短路时的短路电流从整流器件流过，从而保护IGBT不受损伤。此方案需要改变原变流模块，在模块内部加装整流器件，对模块的可靠性会产生影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种稳定直流牵引网电压的轨道交通牵引供电系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种轨道交通牵引供电系统，包括双馈变压器和双向变流器，所述双馈变压器的输入端用于与牵引变电所内交流母线相连，输出端与所述双向变流器的交流输入端相连，所述双向变流器的直流输出端用于与直流母线相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述双向变流器上并联有开关组件，用于在双向变流器检测到直流过流并关断时闭合，以使短路电流通过而触发直流馈线柜中的高速断路器和继电保护装置启动短路保护。

所述开关组件为二极管三相整流桥。

所述开关组件为晶闸管或IGCT器件构成的三相整流桥。

所述双向变流器串联交流电抗器后再与所述开关组件并联。

所述牵引整流变压器与牵引变电所之间依次串联有断路器和接地隔离开关。

所述双向变流器与直流母线之间串联有正极隔离开关和负极隔离开关。

本发明还公开了一种基于如上所述的轨道交通牵引供电系统的控制方法，在列车处于牵引启动时，检测到直流母线电压高于预设门槛值Urthr时，双向变流器启动整流工作，将交流母线上的交流电变换为直流电，并使直流母线的电压稳定在确定值Uinv上；在列车处于制动状态时，双向变流器逆变运行，将直流母线电压变换为与交流母线同相位电压以回馈至交流母线上，并稳定直流母线电压在控制值Ucon上，其中控制值Ucon>确定值Uinv。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述确定值Uinv大于直流母线额定电压。