[发明专利]非全容量贯通式同相供电装置及其控制方法

说明书

一种非全容量贯通式同相供电装置及其控制方法，由一台Scott牵引变压器T_trac和一台非全容量同相供电变流器C_P构成。非全容量同相供电变流器C_P内部通过高频变压器进行输入侧与输出侧的电气隔离。牵引变压器α相和β相电压串联得到一个大小为接触网电压幅值1/k(k大于1)的电压u_αn1+u_βn2，非全容量同相供电变流器输出端口的电压u_inv与上述电压串联接至接触网，变流器C_P只需要输出接触网电压的(1‑1/k)，便可以传输列车所需的全部有功功率。在不同供电所电压u_αn1+u_βn2有差距的情况下，可以调节u_inv实现全线贯通式同相供电。同时，非全容量同相供电变流器C_P通过控制端口a的电流i_A和端口b的电流i_B便可有效抑制三相电网侧的负序和无功电流。

技术领域

本发明涉及一种贯通式同相供电装置及其控制方法，特别涉及一种非全容量贯通式同相供电装置及其控制方法。

背景技术

现有电气化铁路牵引供电系统中，由于铁路系统的单相供电制式与公用电网的三相制式不能直接匹配，使得铁路供电系统不得不在不同的供电分段采用分相供电，即不同的分段采用三相电网中的某一相进行供电。电分相的存在造成机车经过分相间的绝缘区时产生了牵引力和速度损失，并导致三相供电网中出现负序电流，且负序电流随着机车功率的增加变得越来越严重。

为了解决上述问题，有专家和学者提出了同相供电系统，即取消现有供电系统中的电分相，使机车在运行过程中获得的电压幅值和相位保持连续而不会发生突变，现有的同相供电系统方案，一般可以分为有源补偿式和贯通式两种。

有源补偿式同相供电虽然具有同相供电能力，但是由于每个牵引供电所的输出电压主要决定于牵引变压器的某个输出绕组，相邻牵引变电所的输出电压相位一般不能保证完全相同，这就降低了同相牵引供电系统的供电质量和可靠性。所以此类系统尽管可以取消牵引所内的电分相装置，但无法取消牵引变电所之间的电分相装置，过电分相问题仍然存在，如专利CN201210057280.0，CN201310487237.2所述。

贯通式同相供电不同牵引变电所供电的各个分段电压相位几乎完全相同，接触网上无电分相装置。但是现有的贯通式同相供电方案的变流器都要承担负载的全部有功功率，变流器容量大，造价高，如专利CN201520230853.4，CN201810124008.7所述。

发明内容

本发明的目的在于克服现有同相供电装置中有源补偿式仍然存在过分相问题，贯通式变流器耐受电压高、所需容量大的缺点，提出一种非全容量贯通式同相供电变流器。

本发明非全容量贯通式同相供电装置由一台Scott牵引变压器T_trac和一台非全容量同相供电变流器C_P构成。Scott牵引变压器T_trac的输入侧与三相电网相连，Scott牵引变压器T_trac的输出侧与非全容量同相供电变流器C_P的输入侧相连，非全容量同相供电变流器C_p的输出侧与Scott牵引变压器T_trac的α相和β相输出端连接后接至接触网。