[实用新型]一种电气化铁路同相供电备机构造

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，尤其涉及一种电气化铁路同相供电备机构造。 

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均匀分配，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，在司机无法手动完成过分相的情况下，采用了自动过分相技术。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（相当于普速铁路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。 

理论和实践均表明，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。 

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（实用新型申请号：201210583674.X）、一种单相组合式同相供变电构造（实用新型申请号：201310227591.1）、一种Vv接线同相供变电构造（实用新型申请号：201310308559.6）、一种三相组合式同相供变电构造（实用新型申请号：201310308513.4）等技术实用新型来实现同相供电，其中同相供电装置的关键构成是交直交变流器。交直交变流器是采用大功率电力电子半导体器件（例如集成门极换向晶闸管IGCT或绝缘栅双极性晶体管IGBT）的通过直流储能电容连接的单相交流-直流-交流变换装置，技术难度大，制造成本高，寻求交直交变流器可靠性和经济性的最佳结合点是同相供电技术应用的关键所在。 

本申请人在与本申请同日提交的发明专利申请中公开了一种电气化铁路同相供电方法:同相供电单元CE_i运行，同相供电单元CE_j备用，i=1,2,…,n,j=1,2…,m；当同相供电单元CE_i的交直交变流器ADA_i中有一模块故障且有备用的同相供电单元时，则测控单元CU按一定规则投入一组备用的同相供电单元CE_j,同时令同相供电单元CE_i停运维修并在修复后转入备用；i=1,2,…,n,j=1,2…,m；而当同相供电单元CE_i的交直交变流器ADA_i中有一模块故障且无备用的同相供电单元时，则测控单元CU令该同相供电单元CE_i继续运行，分以下两种情形： 

A、该同相供电单元CE_i运行中有同相供电单元CE_j修复而转入备用，则测控单元CU令同相供电单元CE_j投入运行，同时令同相供电单元CE_i停运维修并在修复后转入备用；i=1,2,…,n,j=1,2…,m； 

B、该同相供电单元CE_i运行中故障，则测控单元CU令其停运维修并在修复后转入备用；i=1,2,…,n,j=1,2…。 

测控单元CU按一定规则投入一组备用的同相供电单元CE_j,此处的一定规则是指同相供电单元的备用数m≥2时，安排其中各供电单元投入与停运次序的规则，一般采用“先出先入”的备用原则，即先停运维修并修复的供电单元先投入运行。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为如上控制方法提供予以实施的硬件基础，使电气化铁路同相供电装置的可靠性和经济性得到最佳发挥。 

本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的：