[实用新型]一种电气化铁路贯通式牵引供电装置

说明书

本实用新型提供了一种电气化铁路贯通式牵引供电装置，属于铁路牵引供电装置技术领域。所述联接变压器CT输出端经滤波电感Ls连接三相MMC整流器的交流侧，其直流侧DC连接直流母线；单相MMC逆变器的输入端接直流母线，输出侧连接单相降压变压器SDT一次绕组，所述单相降压变压器的二次侧输出电压为27.5kV的单相交流电接入铁路牵引网为列车供电。风力发电WP的AC‑DC变换器交流侧连接风机输出，直流输出侧连接直流母线，光伏发电PV的DC‑DC变换器的一侧连接光伏板的输出，另一侧连接直流母线，储能装置NS的DC‑DC变换器的一侧连接蓄电池和超级电容构成的混合储能装置，另一侧连接直流母线。

技术领域

本实用新型属于铁路牵引供电技术领域。

背景技术

目前，我国铁路装置中多采用三相-两相降压变压器为牵引网供电，但是由于不同牵引变电所取电电网不同以及牵引变压器难以做到两相输出电压的相位、幅值以及频率的完全相同，因此不同牵引变电所之间以及同一牵引变电所的两相输出之间均需设置电分相。由于电分相的存在，使得牵引网存在供电死区，列车只能依靠惯性滑过，严重制约列车的运行速度，威胁列车运行安全。并且由于电分相的存在，变电所间容量不能互补，因此需要大容量的变压器备用，造成较大资源浪费；当列车再生制动运行时，其再生制动的能量无法得到有效利用，还会造成供电区间牵引网电压抬升，直接影响列车和牵引网等主要设备的正常运行，威胁着列车和牵引供电装置安全稳定运行，同时造成大量能量浪费。此外，由于机车属于单相负荷，因此机车运行时会向三相电网注入大量的负序电流，负序电流将会带来许多问题，如导致以检测负序分量为动作条件的继电保护装置误动作，威胁装置安全；使得中性点发生零电位漂移，产生电噪声干扰，致使临近的通信装置无法正常运行等。列车产生的无功功率和谐波电流也将通过牵引变压器注入三相电网。无功功率的产生会增大设备容量，还会使得电网电压剧烈波动，增加设备及线路损耗。谐波电流可能引发牵引供电装置谐波谐振威胁电气设备安全，还会对仪表测量精度和正常通信造成影响。

为了解决上述牵引供电问题，有学者提出了一种同相供电技术，但是该技术只能取消所内电分相，而所间电分相依然存在。为了彻底解决电能质量问题以及过分相等问题，西南交通大学的学者提出了一种由前端降压变压器和三相-单相变换器以及输出端升压变压器构成的贯通式牵引供电装置，但这种结构使得变换器输出端需接大容量的滤波装置和升压变压器，此外存在中间环节电流过大、变换器扩展性不好、输出电压控制精度受限等诸多问题亟待解决。

另外，铁路沿线自然资源丰富，风能、光能等新能源充足，但是传统的铁路牵引供电装置属于交流装置，而风力发电、光伏发电等新能源发电装置其输出存在较强的随机性，因此如果大规模的新能源发电装置接入传统铁路牵引供电装置，其有功功率和无功功率的随机波动将会造成牵引网电压的剧烈波动。所以，铁路沿线丰富的自然资源难以得到充分利用。

为了彻底解决当前铁路牵引供电装置存在的电分相问题以及电能质量问题，并且为分布式电源装置的接入提供接口，本实用新型提出一种基于MMC结构的贯通式牵引供电装置，可彻底取消电分相，实现贯通供电，完全解决电能质量问题，并将直流母线引入铁路牵引供电装置，为分布式电源装置提供直流接口。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电气化铁路贯通式牵引供电装置，它能有效地解决分布式电源的直流接入口以及电能质量的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：一种电气化铁路贯通式牵引供电装置，包括联接变压器CT、三相MMC整流器Rec、单相MMC逆变器Inv、降压变压器SDT和牵引网，联接变压器CT原边分别接入三相公用电网的a、b、c三相，所述联接变压器CT输出端经滤波电感L_s连接三相MMC整流器Rec的交流侧，其直流侧DC连接直流母线；单相MMC逆变器Inv的输入端接直流母线，输出侧连接单相降压变压器SDT一次绕组，所述单相降压变压器的二次侧输出电压为27.5kV的单相交流电接入铁路牵引网为列车供电。