[实用新型]用于电气化铁路牵引供电系统AT供电方式的负序治理系统

说明书

一种用于电气化铁路牵引供电系统AT供电方式的负序治理系统，以经济有效的解决AT供电方式负序问题，优化牵引网结构，实现牵引变电所端贯通式供电。包括向左侧供电臂和右侧供电臂供电的牵引变电所，所述牵引变电所设置平衡牵引变压器和交直交变流装置，高压进线电源经平衡牵引变压器变换为电压额定值均为27.5kV、相角相差90°的两相电，其中一相作为AT供电方式的T相电源供接触网，另一相经过交直交变流装置，输出与T相相角相差180°电压，作为AT供电方式的F相电源供正馈线；所述平衡牵引变压器中性点与广义地线相连。

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路牵引供电系统，特别涉及一种应用于电气化铁路牵引供电系统自耦变压器(以下简称AT)供电方式的负序治理系统。

背景技术

电力牵引由于具有高效率、低能耗、无污染等优势，在世界各国铁路中得到广泛应用，我国电气化铁路采用单相工频(50Hz)交流25kV供电制式。牵引网采用单相供电方式导致供电系统三相负荷不平衡，产生对电力系统的负序影响；电力机车采用交流柔性供电技术，导致供电系统电流、电压波形畸变，产生对电力系统的谐波影响；传统电力机车采用直流牵引电机技术，导致供电系统功率因数低，产生无功功率问题；此外，由于牵引负荷随线路坡度、运输组织、列车运行工况等不同而变化，导致电力系统电压波动较为剧烈。随着电力机车技术的发展，交流传动电力机车和动车得到大规模推广使用，电气化铁路功率因数问题基本上得到解决；谐波问题在目前大量采用交流传动电力机车及动车的情况下，较以往也有显著变化，传统3次、5次、7次等次数较低的谐波，其含有率大幅下降，但是次数较高的谐波，其含有率有所增加，这主要是交流传动采用PWM(脉宽调制技术)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管，触发频率达到2000Hz～4000Hz)带来的变化，在电网系统不断增强、高铁和重载铁路大量采用220kV甚至330kV供电电源的大背景下，谐波问题也已得到一定程度的解决。对于负序问题，由于牵引负荷的特殊性，导致负序问题正逐步成为电气化铁路电能质量问题的关键。

我国铁路牵引供电系统采用同相单边供电方式，单个供电臂牵引负荷在电力系统中产生负序、其大小与该供电臂牵引负荷大小相当。为了解决负序问题，常用的措施是采用平衡牵引变压器等非单相牵引变压器，平衡牵引变压器低压侧输出两相电压、该两相电压相角相差90°，当低压侧两相牵引负荷处于相同的牵引或再生工况，且大小相等时，可以完全抵消相关负序影响；其他非单相牵引变压器在低压侧两相牵引负荷处于相同的牵引或再生工况时，也可以抵消部分负序影响，如Vv或Ynd11接线牵引变压器，当两侧牵引负荷大小相等时，可以抵消50％负序影响。但是，对于采用非单相牵引变压器解决负序问题的方案，也存在由于牵引负荷波动较大，牵引变压器低压侧不同相供电负荷往往差异较大，通过两相负荷进行负序影响抵消的效果大大降低、甚至没有效果的问题。此外，考虑一相负荷为牵引或再生，另一相负荷为再生或牵引，即两相负荷工况恰好相反时，则两相负荷产生的负序不但无法抵消，而且将叠加放大。

AT供电方式具有功率输送能力强、供电距离远、能有效降低钢轨电位和对沿线通讯线路的干扰，适应大功率负荷供电需要等特点，因而在我国高速和重载电气化铁路中得到了越来越广泛的应用。对于AT供电方式，牵引网上供电电压为55kV，牵引负荷通过额定电压为27.5kV、输出电压相角相差180°的“T”相电压和“F”相电压进行供电。