[发明专利]一种牵引-补偿变压器的负序补偿装置及其方法

说明书

本发明公开了一种牵引‑补偿变压器的负序装置及其方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。所述负序补偿装置安装于牵引‑补偿变压器，测控单元MC的输入端与牵引端口电压互感器PT的测量端和电流互感器CT的测量端连接，所述测控单元MC的输出端与所述第一无功补偿单元SVG1的控制端和所述第二无功补偿单元SVG2的控制端连接。所述测控单元与所述无功补偿器连接，通过电压互感器的电压值和电流互感器的电流值计算牵引端口功率P和工况来控制第一无功补偿单元和第二无功补偿单元的无功功率。用于测量电压互感器的电压值和电流互感器的电流值且计算牵引端口功率及工况来控制无功补偿器的无功功率。

技术领域

本发明涉及交流电气化铁路供电技术领域，尤其涉及牵引变压器结构技术领域。

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，如大编组运行的高速动车组其额定功率达25MW，相当普速铁路列车的5倍，这些大量开行的大功率单相负荷对三相电网造成的电能质量的主要问题将是三相电压不平衡度(负序)问题。

因此，现在需要解决的技术问题是：当三相电压不平衡度(负序)不能满足要求时，发明一种牵引-补偿变压器的负序补偿装置与负序补偿方法，使负序补偿装置容量最小，并且有关绕组集成于一体，减小占地，便于安装。

发明内容

本发明目的是提供一种牵引-补偿变压器的负序补偿装置及其方法，不仅能拥有使负序补偿装置容量为最小，有效消除电气化铁路单相负荷造成的三相系统的电压不平衡问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用一技术方案具体如下：

一种牵引-补偿变压器的负序补偿装置，其中：所述负序补偿装置安装于牵引-补偿变压器，且包括与所述牵引-补偿变压器连接的无功补偿器和测控单元；所述测控单元与所述无功补偿器连接，用于测量电压互感器的电压值和电流互感器的电流值且计算牵引端口功率及工况来控制无功补偿器的无功功率。

优选地，所述无功补偿器包括第一无功补偿单元和第二无功补偿单元；所述第一无功补偿单元(SVG₁)的交流端口与牵引-补偿变压器第三次边绕组的端子t和第一次边绕组的端子r构成的端口tr连接，所述第二无功补偿单元(SVG₂)的交流端口与牵引-补偿变压器第一次边绕组的端子s和第三次边绕组的端子t构成端口st连接。

进一步优选地，所述测控单元的输入端与牵引-补偿变压器第二次边绕组的端子r′和端子s′引出的牵引端口电压互感器的测量端和电流互感器的测量端连接，所述测控单元MC的输出端与所述第一无功补偿单元的控制端和所述第二无功补偿单元的控制端连接。

进一步优选地，所述第一无功补偿单元和第二无功补偿单元的交流端口的公共连接点即第三次边绕组tx的端子t接地。