[发明专利]一种电气化铁路35kV/27.5kV辅助牵引电源及控制方法

说明书

本发明公开了一种电气化铁路35kV/27.5kV辅助牵引电源及控制方法。牵引变电所馈出长距离供电线，可靠性及运营成本较高。本发明包括进线及保护单元、V/v接线牵引变压器、功率潮流控制器、综合测控装置、以及馈线及保护单元；进线及保护单元输入端与35kV电力系统公用电网连接，输出端与V/v接线牵引变压器原边输入端连接；V/v接线牵引变压器用于将35kV电压降压至27.5kV电压；馈线及保护单元输出端分别与供电臂α所属区段的接触网和钢轨连接。本发明可直接就近接引35kV电力系统公用电网，从而将35kV三相电压转换为27.5kV单相牵引供电，无需由临近牵引变电所设置长距离供电线。

技术领域

本发明属于交流电气化铁路牵引供电技术领域，具体涉及一种电气化铁路35kV/27.5kV辅助牵引电源及控制方法。

背景技术

我国电气化铁路广泛采用27.5kV的单相工频交流制供电，牵引负荷作为一级用电负荷，通常由牵引变电所自公用电网接入两路110kV或220kV或330kV外部电源，并经由牵引变压器降压匹配，馈出27.5kV的牵引供电，用以为牵引负荷提供安全、稳定、可靠的电能供给。

随着近年来，川藏线、青藏线格拉段、中尼铁路等高原电气化铁路加快推进，其线路沿途路段普遍存在地质环境恶劣，低温缺氧，长隧道大坡道区段多，外电系统薄弱且接口较少等特点。牵引变电所一旦因发生故障且无法越区供电时，机车失电将严重威胁到客运旅客生命安全及货运行车安全。与此同时，伴随着列车“早到发”需求的日益增多，在线路末端或省界处设置存车场将必不可少，若由牵引变电所馈出长距离供电线，则可靠性、投资及运营维护成本将相对较高，若由存车场供电线直接T接于接触网，在垂直天窗期下，一旦牵引变电所及接触网停电检修，存车场也会因此失去相应的电源供给，将严重影响电力机车的安全可靠性能及天窗时期机车的检修维护工作，因此针对在一些存车场、机务折返段等场景下，如何仅以较低的成本为电力机车提供可靠的辅助牵引电源，无疑是一个亟待解决的问题。此外，由于偏远地区铁路在运营初期行车对数往往相对较少，供电臂电能质量普遍较差，因此若能针对供电臂进行无功补偿，提升系统功率因数，将显著改善线路的运营经济性。

为了更好地解决以上技术问题，有必要研制一种能够就近接引电力35kV公用电网，同时兼具有电能质量补偿治理功能的电气化铁路辅助牵引电源。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种电气化铁路35kV/27.5kV辅助牵引电源及控制方法，可为线路上的电力机车提供应急辅助牵引电源，以保证电力机车的安全稳定运行，同时也可在牵引变电所内作为移动式补偿装置使用。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种电气化铁路35kV/27.5kV辅助牵引电源，其特征在于：包括容置箱体，所述容置箱体内设置有进线及保护单元、V/v接线牵引变压器、功率潮流控制器、综合测控装置、以及馈线及保护单元；所述功率潮流控制器包括第一变流器和第二变流器，所述第一变流器与第二变流器在直流环节按照共直流母线连接；

所述进线及保护单元的输入端与35kV电力系统公用电网相连接，输出端与V/v接线牵引变压器的原边输入端相连接；V/v接线牵引变压器用于将35kV电压降压至27.5kV电压，V/v接线牵引变压器的次边输出端口包括次边α端口和次边β端口；所述次边α端口的T端子和R端子通过第二电流互感器以及第二电压互感器，分别与第一变流器的交流侧相连接；

所述次边β端口的T端子和R端子通过第三电流互感器以及第三电压互感器，分别与第二变流器的交流侧相连接；

所述次边α端口的T端子和R端子，同时还通过第二电流互感器以及第二电压互感器，分别与馈线及保护单元的输入端相连接；馈线及保护单元的输出端分别与供电臂α所属区段的接触网和钢轨相连接。

具体地，所述进线及保护单元包括第一电流互感器、第一电压互感器、第一断路器、第一避雷器和第一熔断器；