[实用新型]一种Vv接线同相供变电构造

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流电气化铁路供电领域，尤其涉及一种Vv接线同相供变电构造。

背景技术

电气化铁道普遍采用由公用电力系统供电的单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电力系统中尽可能平衡分配，电气化铁道往往采用轮换相序、分相分区供电的方案。分相分区处的相邻供电区之间用分相绝缘器分割，形成电分相，也称分相。为防止电力机车带电通过电分相发射因燃弧而烧坏接触网悬挂部件，甚至导致相间短路等事故，随着列车速度的不断升高，在司机无法手动进行退级、关辅助机组、断主断路器、靠列车惯性驶过中性段、再合主断路器、合辅助机组、进级恢复牵引功率来完成过分相的情况下，采用了自动过分相技术，主要有地面开关自动切换过分相、车载自动过分相以及柱上自动过分相等几种，但仍存在开关切换中列车通过电分相的暂态电气过程，易产生较大的操作过电压或过电流，造成牵引网与车载设备烧损等事故，甚至导致自动过分相操作失败，影响供电可靠性和列车安全运行。因此，电分相环节是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，列车过分相成为了高速铁路乃至整个电气化铁路牵引供电的瓶颈。

高速和重载铁路已广泛采用基于IGBT、IGCT等全控型器件的大功率交直交型电力机车或动车组，其核心是多组四象限PWM控制和多重化控制的牵引变流器，谐波含量小，功率因数接近于1，但交直交型电力机车或动车组牵引功率大，如大编组运行的单车高速动车组其额定功率达25MW（相当普速铁路5列车），这些大量开行的大功率单相负荷对三相电网造成的日益严重的以三相电压不平衡度（负序）为主的电能质量问题日益严重，不能不受到重视。

理论和实践表明采用同相供电技术可以在取消牵引变电所出口处电分相、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。

现阶段实现同相供电的一个关键是牵引网的电压相位，它由一定接线方式的牵引变压器的牵引端口决定，其中，牵引变电所中各种牵引变压器最简捷、最经济的接线方式是单相牵引变压器，并且我国高速铁路、客运专线广泛采用单相接线或由此发展的Vv及Vx接线，显然，以牵引变电所的牵引变压器接线方式中最简捷、最经济的单相牵引变压器为基础，在必要时配以适量的同相（对称）补偿装置，达到取消牵引变电所出口处电分相以消除供电瓶颈，治理负序以满足三相电压不平衡度（负序）限值的电能质量要求为目标，是实现牵引变电所接线方式和供电装置容量的良好匹配的同相供电的优先选择。

为此，本实用新型人曾提出了一种单相三相组合式同相供变电装置（中国专利申请201210583674.X）和一种单相组合式同相供变电构造中国专利申请201310227591.1），前者适于中性点大电流接地系统和/或需要输出三相自用电的场合，后者适于单相牵引变压器原边中点可抽出的场合，现提出一种Vv接线同相供变电构造，适于不需要中性点大电流接地、不需要输出三相自用电以及单相牵引变压器原边中点不可抽出的场合，特别对既有Vv及Vx接线牵引变电所改造增加了新的选择方案。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种Vv接线同相供变电构造，取消牵引变电所出口的电分相，优化电气化铁路同相供电的技术经济指标，消除电气化铁路单相负荷造成的三相系统的负序（电压不平衡）影响，为同相供电实施提供更多地选择方案。

本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的：

一种Vv接线同相供变电构造，包括牵引变压器TT、备用牵引变压器TB和同相供电装置CPD；同相供电装置CPD由高压匹配变压器HMT、交直交变流器ADA和牵引匹配变压器TMT构成；牵引变压器TT、备用牵引变压器TB和同相供电装置CPD均为单相结构；牵引变压器TT原边绕组和备用牵引变压器TB原边绕组连接电力系统同一线电压，即连接在三相中的相同的两相之间，高压匹配变压器HMT原边绕组连接电力系统中超前牵引变压器TT原边绕组的线电压；高压匹配变压器HMT次边绕组连接交直交变流器ADA入端；交直交变流器ADA出端连接牵引匹配变压器TMT原边，产生与牵引变压器TT相同相位和频率的电压；牵引变压器TT次边绕组、备用牵引变压器TB次边绕组和牵引匹配变压器TMT次边绕组的电压幅值和相位相同且均与牵引母线相接。当牵引变压器TT故障或按计划检修时，备用牵引变压器TB投入运行。

本实用新型的工作原理是：