[发明专利]基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统及方法

权利要求书

1.一种基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，包括单相多绕组电力机车牵引变压器（1）、牵引电机（7）、DC/AC逆变器（6）、直流稳压电容（5）、整流器（4）、受电弓（2）、牵引供电接触网（3）及轮轨（8），所述受电弓（2）连接于牵引供电接触网（3）上，所述牵引电机（7）连接于所述DC/AC逆变器（6）的输出端，所述单相多绕组电力机车牵引变压器（1）的一次侧绕组和二次绕组分别为高压绕组和牵引绕组，其特征在于，所述直流稳压电容的两端A点和B点并联于DC/AC逆变器（6）的两个输入端之间，所述高压绕组的首端GA与受电弓之间设有第一连接单元（9），所述高压绕组的尾端GB与轮轨之间设有第二连接单元（10），所述牵引绕组的首端QA与整流器的一个输入端之间设有第三连接单元（17），所述牵引绕组的尾端QB与整流器的另一个输入端之间设有第四连接单元（18），所述牵引绕组的首端QA与受电弓之间设有第五连接单元（16），所述直流稳压电容的一端B点与轮轨之间设有第六连接单元（19），所述直流稳压电容的一端A点与牵引绕组的尾端QB之间设有第七连接单元（20）； 

所述牵引绕组为两级结构，包括第一级牵引绕组和第二级牵引绕组，所述第一级牵引绕组与第二级牵引绕组串联时，以第一级牵引绕组的首端和第二级牵引绕组的尾端分别作为牵引绕组的首端和尾端； 

在牵引供电接触网的供电制式为交流供电时，连通第一连接单元、第二连接单元、第三连接单元及第四连接单元使得高压绕组的首端和尾端分别与受电弓和轮轨相连，牵引绕组的首端和尾端分别与整流器的两个输入端相连，整流器的输出端并联相接于直流稳压电容的两端，形成交流牵引供电系统； 

在牵引供电接触网的供电制式为直流供电时，连通第五连接单元、第六连接单元和第七连接单元，将牵引绕组作为直流滤波电感，将牵引绕组的首端和尾端分别与受电弓和直流稳压电容的一端A点相连，直流稳压电容的另一端B点通过第六连接单元与轮轨相连，形成直流牵引供电系统。 

2.根据权利要求1所述的基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，其特征在于，所述单相多绕组电力机车牵引变压器至少包括两组高压绕组和两组牵引绕组； 

所有高压绕组并联，即多组高压绕组的首端GA1、GA2…GAn并联，多组高压绕组的尾端GB1、GB2…GBn并联； 

多组牵引绕组的配置结构包括以下三种： 

多组牵引绕组并联，即多组牵引绕组的首端QA1、QA2…QAn并联，多组牵引绕组的尾端QB1、QB2…QBn并联； 

多组牵引绕组串联，即依次将相邻组的牵引绕组的尾端和首端串接，以第一组牵引绕组 的首端QA1和最后一组牵引绕组的尾端QBn分别作为牵引绕组的首端和尾端； 

多组牵引绕组中的任意一组牵引绕组单独工作或多组牵引绕组分别单独工作。 

3.根据权利要求2所述的基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，其特征在于，当交流供电频率为50Hz时，所述牵引绕组为第一级牵引绕组，第一级牵引绕组的首端和尾端分别通过第三连接单元和第四连接单元与整流器的两个输入端相连。 

4.根据权利要求2所述的基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，其特征在于，当交流供电频率为16.7Hz时，所述牵引绕组为第一级牵引绕组与第二级牵引绕组串联，第一级牵引绕组的首端和第二级牵引绕组的尾端分别通过第三连接单元和第四连接单元与整流器的两个输入端相连。 

5.根据权利要求2所述的基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，其特征在于，当直流供电电压为3KV时，所述单相多绕组电力机车牵引变压器包括两组牵引绕组，两组牵引绕组串联，以第一牵引绕组的首端QA1和第二牵引绕组的尾端QB2分别通过第五连接单元和第七连接单元与受电弓和直流稳压电容的一端A点相连。 

6.根据权利要求2所述的基于单相多绕组牵引变压器的多流制牵引供电系统，其特征在于，当直流供电电压为1.5KV时，所述单相多绕组电力机车牵引变压器包括两组牵引绕组，两组牵引绕组并联，以第一牵引绕组的首端QA1或第二牵引绕组的首端QA2通过第五连接单元与受电弓相连，以第一牵引绕组的首端QB1或第二牵引绕组的首端QB2通过第七连接单元与和直流稳压电容的一端A点相连。