CN101478165A - 一种电气化铁路三相功率补偿器 - Google Patents
一种电气化铁路三相功率补偿器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101478165A CN101478165A CNA2009100773278A CN200910077327A CN101478165A CN 101478165 A CN101478165 A CN 101478165A CN A2009100773278 A CNA2009100773278 A CN A2009100773278A CN 200910077327 A CN200910077327 A CN 200910077327A CN 101478165 A CN101478165 A CN 101478165A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- railway
- compensation
- power
- power compensator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000272165 Charadriidae Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电气化铁路三相功率补偿器，属于电气自动化设备技术领域。包括一台三相隔离变压器、三台连接电抗器和三台单相链式换流器。三相隔离变压器的原边采用三角形接线方式，三相隔离变压器的三相出线端连接到电气化铁路的两相供电臂，三个副边绕组的同名端分别连接到所述的三台连接电抗器的一端，三台连接电抗器的另一端分别连接到三台单相链式换流器的一个交流输出端，三台单相链式换流器的另一个交流输出端并接到一起后连接到三相隔离变压器的三个副边绕组的三个非同名端。本发明可实现动态无功的快速补偿外及铁路负载不平衡负荷的补偿，也可实现谐波滤波，有效解决了电气化铁路固有的动态无功、谐波、功率因数和负荷不平衡的补偿问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气化铁路三相功率补偿器，属于电气自动化设备技术领域。
背景技术
电气化铁路的供电方式是在铁路沿线建立若干个牵引变电站，经牵引变压器降为单相27.5kV或55kV后通过牵引网向电力机车供电。电力机车采用25kV单相工频交流电压，经全波整流后驱动直流牵引电动机，在架空接触导线和钢轨之间行驶。电力机车是一种大功率单相整流牵引负荷，其供电和驱动方式决定它具有以下特点：
a)不对称性，产生负序电流，引起电网三相不平衡；
b)非线性，产生谐波，注入谐波电流，引起电压波形畸变；
c)冲击性负荷，引起***电压波动；
d)功率因数低，一般在0.75左右。而且所需要的无功功率动态变化。
电铁所带来的电能质量问题，对电网及电网其他用户、包括电铁自身都产生了不利影响。
目前铁路牵引供电***动态无功补偿的主要手段是在供电臂上安装晶闸管控制电抗器(TCR)型的静止无功补偿器(SVC)。但是，TCR型在铁路的应用存在很大的局限性。该产品在单相***的应用，能够解决功率因数问题和部分谐波问题，但是，对于电力机车的瞬时冲击性的跟踪性能不佳，而对于三相不平衡问题则不能起到作用。采用两相有源逆变器背靠背连接的功率控制器是另一种补偿方式，但该方式由于有一侧需要采用逆变器的并联连接，等效开关频率不高，对谐波的补偿不理想。
发明内容
本发明的目的是提出一种电气化铁路三相功率补偿器，克服现有技术之不足，以解决电气化铁路固有的动态无功、谐波、功率因数和负荷不平衡的补偿问题。
本发明提出的电气化铁路三相功率补偿器，包括一台三相隔离变压器、三台连接电抗器和三台单相链式换流器；所述的三相隔离变压器的原边采用三角形接线方式，三相隔离变压器的三相出线端连接到电气化铁路的两相供电臂，三个副边绕组的同名端分别连接到所述的三台连接电抗器的一端，三台连接电抗器的另一端分别连接到所述的三台单相链式换流器的一个交流输出端，三台单相链式换流器的另一个交流输出端并接到一起后连接到所述的三相隔离变压器的三个副边绕组的三个非同名端。
本发明提出的电气化铁路三相功率补偿器，其优点是：该三相功率补偿器采用了三相链式换流器通过隔离变压器实现三角形的连接，除可以实现动态无功的快速补偿外，还可以实现铁路负载不平衡负荷的补偿；由于链式换流器等效开关频率高，也可实现谐波滤波。因此该发明可以有效地解决电气化铁路固有的动态无功、谐波、功率因数和负荷不平衡的补偿问题。
附图说明
图1为本发明提出的电气化铁路功率补偿器的应用接入电路原理图。
图2为本发明的电气化铁路三相功率补偿器的电路原理图。
具体实施方式
本发明提出的电气化铁路功率补偿器其电路原理图如图2所示，包括一台三相隔离变压器1、三台连接电抗器2及三台单相链式换流器3。三相隔离变压器1的原边采用三角形接线方式，三相出线端连接到电气化铁路的两相供电臂，三个副边绕组的同名端分别连接到三台连接电抗器2的一端，三台连接电抗器2的另一端分别连接到三台单相链式换流器3的一个交流输出端，三台单相链式换流器3的另一个交流输出端并接到一起后连接到三相隔离变压器1的三个副边绕组的三个非同名端。
图1是本发明的电气化铁路功率补偿器的应用接入电路原理图。如图1所示，牵引变电站从电网引入三相交流电源A、B、C，经过两台单相变压器T1和T2(或其他变压器降压方式)降压形成两个单相牵引交流电源TN相和MN相，一般N极通过铁轨接大地。TN相和MN相分别为铁路线上的若干台牵引机车提供交流电源，而牵引机车工作时会产生无功和谐波电流流入电网，另外由于是单相供电方式，流入电网的电流也是不平衡的。将本发明的功率补偿器连接到N、T、M三个电源端，实现动态无功、不平衡负荷及谐波电流的补偿。
如图2所示，本发明采用三相功率补偿器来实现动态无功、不平衡负荷及谐波电流的补偿。三相隔离变压器(1)除实现隔离外也实现降压，以便能采用合适的电压等级的功率半导体器件实现三台单相链式换流器(3)。三相隔离变压器(1)的原边采用三角形连接以便于实现不平衡负荷的补偿，原边三个接线端N、T、M分别接入牵引供电母线N、T、M。三相隔离变压器(1)的三个副边绕组的同名端一端分别连接到三台连接电抗器(2)的一端，三台连接电抗器(2)的另一端分别连接到三台单相链式换流器(3)的一个交流输出端，三台单相链式换流器(3)的另一个交流输出端并接到一起后连接到三相隔离变压器(1)的三个副边绕组的三个非同名端。单相链式换流器由多个单相电压源换流器的交流输出端串联连接形成。
本发明的电气化铁路功率补偿器中，三台单相链式换流器(3)工作于无功补偿方式，其输出电流可以实现分相独立控制，相应地三相隔离变压器(1)的原边绕组电流也可以实现分相独立控制，因此可以根据不平衡负荷的电纳补偿原理实现牵引母线的不平衡负荷补偿。此外，由于单相链式换流器的等效开关频率高，因此也可以实现多次谐波电流的补偿。和采用两相有源逆变器背靠背连接的功率控制器相比，两者的成本相当，但本发明的补偿器谐波电流补偿性能更高，且在不完全补偿方式下运行时，本发明的补偿器能获得更高的三相功率因数。
本发明的电气化铁路功率补偿器中，连接电抗器(2)也可以采用三相隔离变压器(1)的漏抗实现。
本发明也可应用于其他类似的负荷补偿场合(如交流电弧炉的不平衡补偿)。任何基于本发明电路所作的等效变换电路，均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1、一种电气化铁路三相功率补偿器，其特征在于：包括一台三相隔离变压器、三台连接电抗器和三台单相链式换流器；所述的三相隔离变压器的原边采用三角形接线方式，三相隔离变压器的三相出线端连接到电气化铁路的两相供电臂，三个副边绕组的同名端分别连接到所述的三台连接电抗器的一端，三台连接电抗器的另一端分别连接到所述的三台单相链式换流器的一个交流输出端，三台单相链式换流器的另一个交流输出端并接到一起后连接到所述的三相隔离变压器的三个副边绕组的三个非同名端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100773278A CN101478165A (zh) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 一种电气化铁路三相功率补偿器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100773278A CN101478165A (zh) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 一种电气化铁路三相功率补偿器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101478165A true CN101478165A (zh) | 2009-07-08 |
Family
ID=40838811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009100773278A Pending CN101478165A (zh) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 一种电气化铁路三相功率补偿器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101478165A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103515970A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-15 | 北京思源清能电气电子有限公司 | 一种用于电气化铁道无功与不对称补偿的三桥臂补偿装置 |
| CN104300819A (zh) * | 2014-09-17 | 2015-01-21 | 思源清能电气电子有限公司 | 三电平三相桥电路及其模块化结构 |
| CN104466988A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-25 | 西安理工大学 | 一种用于电气化铁路v/v变压器的无功补偿方法 |
| CN110239359A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-17 | 中国矿业大学 | 双流制电力机车在供电制式切换时牵引变压器直流偏磁的消除电路及方法 |
-
2009
- 2009-02-17 CN CNA2009100773278A patent/CN101478165A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103515970A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-15 | 北京思源清能电气电子有限公司 | 一种用于电气化铁道无功与不对称补偿的三桥臂补偿装置 |
| CN103515970B (zh) * | 2013-10-25 | 2016-03-30 | 北京思源清能电气电子有限公司 | 一种用于电气化铁道无功与不对称补偿的三桥臂补偿装置 |
| CN104300819A (zh) * | 2014-09-17 | 2015-01-21 | 思源清能电气电子有限公司 | 三电平三相桥电路及其模块化结构 |
| CN104466988A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-25 | 西安理工大学 | 一种用于电气化铁路v/v变压器的无功补偿方法 |
| CN110239359A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-17 | 中国矿业大学 | 双流制电力机车在供电制式切换时牵引变压器直流偏磁的消除电路及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bueno et al. | Harmonic and unbalance compensation based on direct power control for electric railway systems | |
| CN103311924B (zh) | 一种单相组合式同相供变电构造 | |
| Tanta et al. | Power quality phenomena in electrified railways: Conventional and new trends in power quality improvement toward public power systems | |
| CN101170284A (zh) | 用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器 | |
| CN201332271Y (zh) | 一种电气化铁路功率补偿器 | |
| CN101574935B (zh) | 模块组合型牵引供电网电能质量调节*** | |
| CN103475032B (zh) | 一种智能配用电柔性控制*** | |
| CN102611116A (zh) | 用于电气化铁路供电***的单相电能质量控制器 | |
| Akagi | Active filters and energy storage systems operated under non-periodic conditions | |
| CN103580048A (zh) | 一种集成有源电力滤波器的链式电池储能*** | |
| CN101478165A (zh) | 一种电气化铁路三相功率补偿器 | |
| CN108599161B (zh) | 一种贯通式牵引供电*** | |
| Wang et al. | Analysis of power quality issues of electrified railway | |
| CN106712054A (zh) | 一种基于模块化多电平抑制电容电压脉动的statcom装置 | |
| Kwon et al. | 6MVA single-phase APF for high speed train line in Korea | |
| CN211880102U (zh) | 一种多功能四象限变流装置 | |
| CN202183601U (zh) | 一种差异化补偿的电气化铁路电能质量治理装置 | |
| CN102291016A (zh) | 一种电气化铁路电能质量调节器 | |
| CN202084944U (zh) | 电气化铁路三相功率补偿器 | |
| CN102280880B (zh) | 一种差异化补偿的电气化铁路电能质量治理装置 | |
| CN207743702U (zh) | 一种链式statcom直流母线电压控制装置 | |
| CN201309433Y (zh) | 一种电气化铁路功率控制器 | |
| Xiao et al. | A novel multistation cooperative negative sequence current compensation method for high-speed railway | |
| CN210608555U (zh) | 一种基于负序注入的高速铁路不平衡优化补偿装置 | |
| Kosmatov et al. | Study of the 34, 5 kV network voltage quality during the parallel operation of an electric arc furnace and rolling mill electric drives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090708 |