[实用新型]一种基于电力电子变压器的同相供变电装置

说明书

本实用新型提供了一种基于电力电子变压器的同相供变电装置，包括牵引变压器和基于电力电子变压器的变流补偿器，所述牵引变压器一次侧接三相电网，二次侧分别接牵引母线和所述变流补偿器的输入端，所述变流补偿器的输出端接所述牵引母线，所述牵引母线提供同相电给接触网。本实用新型采用体积小、重量轻的电力电子变压器，可以取消牵引匹配变压器，是一种新的同相供电选择方案。

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路与城市轨道技术领域，尤其涉及一种基于电力电子变压器的同相供变电装置。

背景技术

我国现行电气化铁路牵引供电系统取电于三相电力系统，在接触网上采用分区分相的方式对列车进行单相供电。这种技术存在电分相问题和以负序为主的电能质量问题，是电气化铁路牵引供电系统中最薄弱的环节。

理论和实践均表明采用同相供电技术可以在取消牵引变电所出口分相、消除供电瓶颈、增加供电能力、增强节能效果的同时，还能有效治理负序电流，达到以三相电压不平衡度国标限值为主的电能质量要求，有利于促进电力与铁路的共同与和谐发展。

实用新型人所在团队曾提出了一种单相三相组合式同相供变电装置(中国实用新型申请号：201210583674.X)、一种单相组合式同相供变电构造(中国实用新型申请号：201310227591.1)和一种Vv接线同相供变电构造(中国实用新型申请号：201310308559.6)，这三种方案中，除了牵引变压器，实现同相供电的主要技术手段为交直交变流器+牵引匹配变压器，这里的牵引匹配变压器为电力变压器，由于电力变压器体积庞大，导致装置整体重量重，占地面积大，运输困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于电力电子变压器的同相供变电装置，采用体积小、重量轻的电力电子变压器，可以取消牵引匹配变压器，是一种新的同相供电选择方案。

本实用新型通过以下技术手段实现：

一种基于电力电子变压器的同相供变电装置，包括牵引变压器和基于电力电子变压器的变流补偿器，所述牵引变压器一次侧接三相电网，二次侧分别接牵引母线和所述变流补偿器的输入端，所述变流补偿器的输出端接所述牵引母线，所述牵引母线提供电源给接触网。

进一步地，所述变流补偿器包括整流器、电力电子变压器和逆变器，所述整流器的输入端作为所述变流补偿器的输入端与所述牵引变压器二次侧连接，所述整流器的输出端与所述电力电子变压器的输入端连接，所述电力电子变压器的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端作为所述变流补偿器的输出端接所述牵引母线。

进一步地，包括n个电力电子变压器，所述整流器包括n个整流单元，所述逆变器包括n个逆变单元，n个整流单元的输入端级联后作为所述整流器的输入端，n个电力电子变压器的输入端分别与n个整流单元的输出端连接，n个电力电子变压器的输出端分别与n个逆变单元的输入端连接，n个逆变单元的输出端级联后作为所述逆变器的输出端；其中，n≥1。

进一步地，所述整流单元采用两电平单相有源全桥结构，或三电平单相有源全桥结构；所述逆变单元采用两电平单相有源全桥结构，或三电平单相有源全桥结构。

进一步地，所述电力电子变压器包括依次连接的单相全桥逆变器、高频变压器和单相全桥整流器，所述单相全桥逆变器的直流输入端作为所述电力电子变压器的输入端，所述单相全桥整流器的直流输出端作为所述电力电子变压器的直流输出端。

进一步地，所述单相全桥逆变器的输出端与所述高频变压器的一次侧之间连接有串联谐振单元，所述高频变压器的二次侧与所述单相全桥整流器的输入端之间连接有串联谐振单元。

进一步地，所述电力电子变压器包括依次连接的单相半桥逆变器、高频变压器和单相半桥整流器，所述单相半桥逆变器的直流输入端作为所述电力电子变压器的输入端，所述单相半桥整流器的直流输出端作为所述电力电子变压器的输出端。