[发明专利]一种轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统

说明书

本发明公开了一种轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统，包括前级模组、高频变压器、后级模组；前级模组包括三组单元，前级模组的输入端按照Y型或△型连接，并通过电抗器直挂在三相中高压电网上；前级模组的输出通过高频变压器连接到后级模组的输入上；后级模组包括三组单元，后级模组的输出串联组成单相高电压输出。本发明的轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统，三相电流平衡，不存在负序分量，入网无功电流和谐波电流完全可控；模块化配置，维护方便；整体功率密度高，避免了体积庞大的工频变压器；容错能力强，一定数量内模组出现故障不影响系统输出。

技术领域

本发明属于轨道交通同相供电领域，尤其涉及一种轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统。

背景技术

电气化铁路的牵引负荷为单相交流负荷，使牵引供电系统三相严重不平衡，并且存在无功电流。为了降低三相不平衡的影响，牵引变压器采用换相连接，导致各供电区段电压不同，必须用分相绝缘器分隔。分相绝缘器限制了机车平滑连续地受流，成了供电的薄弱环节，制约了高速、重载铁路的发展。

目前有变电所采用同相供电技术，通过斯科特变压器连接在电网上，实时检测系统的综合补偿电流，控制有源滤波器，平衡三相，滤除无功电流，牵引变压器原边不再轮换，同相供电系统变电所也不用设置分相绝缘器，但是采用斯科特工频变压器占地尺寸大，成本高。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统，占地尺寸小、功率密度高、可靠性高，通过设备自身控制使得三相电流平衡，且无功电流和谐波电流完全受控。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统，包括前级模组、高频变压器、后级模组；前级模组包括三组单元，前级模组的输入端按照Y型或△型连接，并通过电抗器直挂在三相中高压电网上；前级模组的输出通过高频变压器连接到后级模组的输入上；后级模组包括三组单元，后级模组的输出串联组成单相高电压输出。

进一步地，每组单元由n个单模组级联，前级模组包括3n个单模组，后级模组包括3n个单模组。

进一步地，包括3n个高频变压器。

进一步地，每个单模组包括8个IGBT开关，组成一个整流桥和一个逆变桥；还包括支撑电容、输入连接排、输出连接排。

进一步地，前级模组工频交流电压由输入连接排引入，经整流桥整流成直流电压，通过支撑电容滤波稳压后，经逆变桥逆变成高频交流电压，由输出连接排引出。

进一步地，后级模组高频交流电压由输入连接排引入，经整流桥整流成直流电压，通过支撑电容滤波稳压后，经逆变桥逆变成工频交流电压，由输出连接排引出。

进一步地，每个单模组还包括旁路开关，输入连接排和输出连接排均配置旁路开关。

进一步地，系统正常工作时，旁路开关处于断开状态；当某个单模组出现故障时，同时闭合该单模组的前后两个旁路开关，旁路掉该单模组，同时按比例调整其他单模组的调制度，提高单模组的输出电压，维持整体输出电压不变。

进一步地，所述供电系统还包括输出滤波器，串联在后级模组的输出端。

有益效果：本发明的轨道交通用直挂式模块化三相转单相供电系统，三相电流平衡，不存在负序分量，入网无功电流和谐波电流完全可控；模块化配置，维护方便；整体功率密度高，避免了体积庞大的工频变压器；容错能力强，一定数量内模组出现故障不影响系统输出。

附图说明

图1是系统结构图，(a)电网侧Y接，(b)电网侧△接；

图2是单模组拓扑图。

具体实施方式