[发明专利]一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备及方法

说明书

本发明公开了一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备，包括与高压输电网连接的主变压器，主变压器的低压侧连接有补偿式稳压辅助供电设备，补偿式稳压辅助供电设备包括补偿变压器，补偿变压器的副边绕组串联接于主变压器的输出绕组，补偿变压器的原边绕组两端通过4个电子开关并联于主变压器的输出绕组上；检测与控制模块的输入端与主变压器的输出端连接，检测与控制模块的输出端连接电子开关，控制电子开关开通和关闭。在不更换分区所现有电力变压器的条件下，利用小功率变压器接入其输出端，通过检测输出端电压，利用电子开关接入补偿电压，实现输出电压在一定范围内稳定，满足设备的用电需求。

技术领域

本发明属于铁路牵引供电系统辅助供电设备技术领域，涉及一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备，还涉及应用该设备的补偿式稳压方法。

背景技术

目前，我国铁路机车采用分段式供电，即每隔三、四十公里设置一个变电站，变电站向两侧供电，供电线称之为供电臂。为确保供电的安全可靠，在来自不同变压器的两个相邻供电供电臂之间设置分区所，在某一供电臂发生故障时，可通过分区所开关设备由无故障侧向有故障侧供电，确保故障侧供电臂下的机车继续运行，从而减少停车，保证铁路列车的安全正点。

近年来无功补偿、谐波治理、电能调度、自动过分相、再生能量利用等装置投入使用，随之而来的是这些设备的辅助供电问题愈发凸显，目前铁路牵引变电所和分区所的辅助供电来自自用变压器。自用变压器供电来自三相10kV贯通线或单相27.5kV接触网。贯通线为供电区间内铁路沿线车站、通讯、信号等设备提供电力供应，一般不允许接入大容量设备，只能作为重点设备临时供电电源。所以接触网27.5kV就成了附加设备供电的首选电源。

分区所处在供电臂的最末端，受线路负荷的影响电压波动范围较大。国标规定牵引变压器的额定输出为27.5kV，接触网的标称电压为25kV，允许波动范围为19～29kV，波动幅度达-24％～+16％，而一般工业与民用供电的电压允许偏差为±5％。所以一般依据工业与民用供电标准设计的电气设备不能适应铁路牵引网供电条件：电压过低可能造成设备停机，电压过高可能造成设备损坏，丧失功能。这些都会直接或间接的经济损失，或者对铁路运输安全造成危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备及方法，通过补偿变压器对输出电压进行正向补偿或反向补偿，使供电电压达到合适的电压范围内，为用电设备提供相对稳定的电源供应，确保设备的稳定可靠运行。

本发明所采用的技术方案是，一种分区所用补偿式稳压辅助供电设备，包括与高压输电网连接的主变压器，主变压器的低压侧连接有补偿式稳压辅助供电设备，补偿式稳压辅助供电设备包括补偿变压器，补偿变压器的副边绕组串联接于主变压器的输出绕组，补偿变压器的原边绕组两端通过4个电子开关并联于主变压器的输出绕组；检测与控制模块的输入端与主变压器的输出端连接，检测与控制模块的输出端连接电子开关，控制电子开关开通和关闭。

4个电子开关为S1、S2、S3、S4，4个电子开关呈H桥型连接，H桥上、下端分别接主变压器的两输出端；S1和S2的公共端、S3和S4的公共端分别连接补偿变压器的输入端，通过开关组合可以改变补偿变压器3接入方向。

补偿变压器接入方向改变的具体方式为：当检测到输入电压过低时，S₁、S₂闭合，S₃、S₄打开，补偿变压器正向接入，输出正极性补偿电压，总输出电压升高；当检测到输入电压过高时，S₁、S₂打开，S₃、S₄闭合，补偿变压器反向接入，输出负极性补偿电压，总输出电压降低。