[发明专利]实现贯通同相的柔性交流牵引供电系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种实现贯通同相的柔性交流牵引供电系统及其运行方法，包括：至少一个柔性牵引变电所和电分段，每个柔性牵引变电所包括第一路电源进线和第二路电源进线，且均与对应断路器的一端相连，另一端与一组牵引变压器的一次侧相连，二次侧与多台SPC相连，每组牵引变压器对应的SPC之间相互并联；SPC将三相交流电转变为单相交流电，且通过断路器连接到柔性牵引变电所的母线上，母线和接触网的上行接触网和下行接触网之间分别设置有一条馈线，以及两条馈线分别设置有断路器。该系统的柔性牵引变电所的输出电压和功率灵活可控，能够适用于各种电压等级、频率的牵引供电系统中，同时实现接触网全线贯通，有效改善外部电源和接触网的电能质量。

技术领域

本发明涉及轨道交通的电气工程技术领域，特别涉及一种实现贯通同相的柔性交流牵引供电系统的主接线与运行方式。

背景技术

相关技术中，(1)现有技术一的技术方案：基于单相变压器和单相-单相电力电子变流器的贯通式同相牵引供电方式，比如：

贯通式同相牵引供电系统、牵引变电所及其供电控制方法，其提供了包括多个电能变换装置的牵引变电所。电能变换装置包括单相变压器和电能变换器，每个单相变压器的高压绕组分别与预设的电网中两个不同的相线连接，每个单相变压器的低压绕组与相应的电能变换器的输入侧端口连接，每个电能变换器的输出侧端口分别与预设的接触网和预设的钢轨连接。

(2)现有技术二的技术方案：基于多电平三相-单相电力电子变流器的贯通式同相牵引供电方式，比如：

一种完全贯通交流牵引供电系统，包括若干个变电所；变电所包括若干个同相供电装置、左供电臂、供电中性段和右供电臂，且相邻变电所的供电臂之间连通；同相供电装置的输入端连接供电电网，输出端连接牵引电网母线，同相供电装置用于将供电电网内的三相交流电转换为特定电压的单相交流电输送至牵引电网母线，且同相供电装置的功率依据特定规则进行分配控制；左供电臂和供电中性段之间，以及供电中性段和右供电臂之间分别通过平行线断开，且左供电臂、供电中性段和右供电臂分别连接牵引电网母线。

(3)现有技术三的技术方案：基于多电平三相-单相电力电子变流器的贯通式同相牵引供电方式，比如：

一种基于多电平变换器并联的贯通式牵引供电系统，由多个贯通式牵引变电所并联建网组成，邻近变电所的牵引网直接相连，形成贯通式牵引供电网络；贯通式牵引变电所由与之相连的三相电网接入的输入降压变压器和与之输出端相连的呈并联状态的一个以上多电平三相-交-直交变换器，以及连接变换器和牵引网的输出升压变压器组成。

相关技术存在如下的缺点：

(1)现有技术一的技术方案：为了减少系统中牵引变电所引入的负序电流，必须保证每个相序的电能变换器功率输出完全相同；在部分电能变换装置故障的情况下，牵引变电所将给电力系统注入大量的负序电流。由于接触网上没有设置电分段，当接触网上发生故障时，无法通过电分段降低停电倒闸的影响范围。

(2)现有技术二的技术方案：该方案中牵引变电所母线与接触网之间需要6条馈线和6台断路器，且需要设置中性段结构，主接线较为复杂，成本较高。

(3)现有技术三的技术方案：接触网上没有设置电分段，当接触网上发生故障时，无法在较小的供电范围内实现故障隔离，可能导致整个接触网停电，导致整个系统供电可靠性的下降。

目前的贯通同相牵引供电系统方案，多数侧重变流器拓扑、接触网接线等某些关键部件研究，对于整个供电系统的主接线及运行方式的研究尚不充分。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种实现贯通同相的柔性交流牵引供电系统，经济性更好，且可靠性、灵活性较强，具有很好的适用性和实用性。