采用潮流控制器的贯通型牵引供电系统负序治理模型及控制策略

针对树形双边贯通牵引供电系统负序导致的电力系统侧公共连接点处三相电压不平衡问题,提出在树形双边贯通牵引供电系统中加装由降压变压器、潮流控制器（PFC）和控制器组成的补偿装置进行功率转移的负序补偿方案;在建立采用PFC的贯通型牵引供电系统拓扑结构和数学模型的基础上,设计合理的约束参数和控制策略,通过控制补偿装置改变电力系统侧功率分布,从而实现负序补偿;采用MATLAB/Simulink仿真试验平台,分析补偿装置所需容量随负序补偿程度的变化规律,并计算最小化负序补偿容量,对补偿方案进行验证。结果表明：基于功率转移的负序补偿方案能够灵活调节公共连接点处负序功率和无功功率含量;可将公共连接点处三相电压不平衡度的最大值降低至4%,95%统计值降低至2%,满足了国家标准,从而验证了基于功率转移负序补偿方案的有效性。     

单台Yn，d11式变压器构成的新型同相供电系统

单相工频牵引供电系统对电力系统造成了三相负载不平衡、无功和谐波污染问题,同时对通信信号有严重的干扰,制约了高速、重载铁路的发展。针对单台接线式变压器,在BT供电方式的基础上,以三相三桥臂结构,将有源滤波器与Yn。d11接线变压器结合构成新型同相供电系统。根据瞬时无功功率理论,通过有功电流分离法实时检测谐波及无功电流,并结合平衡变换原理平衡负序。仿真证实平衡方式和检测控制方法正确,该系统方案可行。     

单相组合式同相供电系统及运行方式研究

研究了单相组合式同相供电系统及其2种基本运行方式。以单相牵引变压器为基础,通过平衡接线配以适量的同相补偿装置,实现了牵引供电和负序补偿在结构上相互独立、功能上相互补充,技术与经济兼优的目标。基于实际负荷过程对系统2种运行方式进行了对比分析,研究结果证明运行方式二是一种相对经济的运行方式。     

单相组合式同相供电技术及工程应用方案研究

针对电气化铁路对电力系统负序的影响而自身不得不设置很多分相的问题,研究一种单相组合式同相供电技术方案,采用单相牵引变压器为基础,配以适量的同相补偿装置的方法,在牵引负荷较小时,能够实现由单相牵引负荷到三相电力系统的平衡变换;在牵引负荷较大时,在满足国标要求的前提下兼顾同相补偿装置的经济性。同时以工程设计案例的形式加以分析,结果表明:单相组合式同相供电技术在充分发挥同相供电自身技术优势的前提下,能够有效减少主变压器的安装容量,随着大功率电力电子元器件产品国产化后质量提升及造价逐年下降,其在提高电气化铁路运能方面的性价比将大幅提升。     

贯通式同相供电方案优化设计

贯通式同相供电采用单相供电,变电所内采用的结构为牵引变压器+同相供电补偿装置,取消了牵引变电所出口处和牵引网上的电分相。贯通供电时,相邻变电所可以同时向牵引网内的机车供电。本文分析了牵引变电所近期和远期的可靠性,比较了备用度不同时牵引供电系统在可靠性方面的差异。进一步分析满足双边供电时,2个和3个变电所上分流系数和牵引网上的功率损耗变化情况,最后得出贯通式同相供电补偿装置的控制策略。     

基于树形双边供电的重载铁路贯通同相供电方案

结合重载铁路既有供电方式特点,提出一种适用于重载铁路牵引供电系统的贯通同相供电方案。介绍该贯通同相供电方案的3项关键技术,即:组合式同相供电技术、树形双边供电技术以及牵引网分段供电与状态测控技术,并对树形双边供电系统的均衡电流以及单线牵引网阻抗进行详细研究;以某既有重载铁路牵引供电系统改造工程为例,将该贯通同相供电方案应用于该线路牵引供电系统工程改造中;通过理论分析以及实测分析,分别从运行模式、均衡电流实测分析、牵引网分段测控技术的适应性等角度对该既有线路贯通同相供电改造方案可行性进行分析。研究结果表明:基于树形双边供电的贯通同相供电方案可行,且兼顾更好的系统性能以及技术优势。     

复杂艰险高原地区铁路双边贯通供电工程适应性探讨

复杂艰险高原地区铁路建设面临极端的自然环境和复杂的工程条件，为牵引供电系统带来众多挑战难题。在长大坡道处设置电分相存在安全隐患，复杂艰险高原地区铁路对牵引供电提出更高可靠性要求。本文研究了三种带电过分相装置：机械开关切换式地面接触网带电过分相、接触网电分相连续供电系统、电子开关地面自动过分相，但在严苛环境下过分相结构缺乏工程适应性，因此需进一步研究能够取消电分相的双边贯通供电技术。传统双边供电存在较大的穿越电流，不能被电力系统接受。组合式同相贯通供电、全交-直-交同相贯通供电方式通过变流器控制使牵引网电压处于同一相位，提高了电能质量，但整体可靠性一般。最终基于复杂艰险高原地区铁路工程技术条件选择单相牵引变压器同相贯通供电技术，可在工程适应性上达到较优权衡。     

适用于高原铁路的贯通供电方案及组合式变换器控制策略

高原铁路存在长大坡道、外部电源容量较小等问题,加之常规高速铁路固有的负序和过分相问题,使得高原铁路牵引供电系统面临较大困难。牵引变电所全线贯通供电是解决高原铁路供电问题的有效技术手段之一。针对现行同相牵引供电系统和贯通供电系统的不足,提出一种采用组合式变换器的贯通同相供电系统方案。介绍贯通供电系统和功率平衡原理,采用瞬时功率理论设计直接功率控制器,完成控制系统的设计。以3个变电所构成的贯通系统为例,搭建负序治理的相关仿真模型。仿真结果表明,所提方案和控制策略具有有效性和准确性。     

温州市域铁路S1线同相供电系统方案研究

温州市域铁路S1线采用公交化的运营模式,对列车速度的控制要求高,牵引负荷较大,列车自动过分相时运行安全得不到很好的保证。采用同相供电技术可以取消变电所出口处的电分相,并可较好地解决负序问题。本文以单相组合式同相供电系统为例,介绍了组合式同相供电系统的结构及原理,并基于相关牵引设计资料搭建单相组合式同相供电系统模型进行仿真分析,仿真结果表明该系统对负序有很好的治理效果。     

基于有源滤波器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统

2台YN,d接线变压器十字交叉构成的AT牵引供电系统,接线复杂,变压器容量利用率低,相邻供电区段必需用分相绝缘器分断,不利于高速铁路运行。由1台YN,d接线变压器加四桥臂有源滤波器构成的新型同相AT牵引供电系统,可以实现同相供电,取消分相绝缘器;可以节省变压器,原边中性点可方便接地;在有源滤波器的作用下,可以实现消除三相不平衡、动态滤除谐波和补偿无功,使变压器容量得到充分利用;由于采用了AT供电方式,因此可以获得综合经济性能优越的通信防护效果。仿真实验也证实了这一点。     

基于有源滤波器的单台接线变压器仿真研究

电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量的谐波和无功,各供电区段需要用分相绝缘器分断.制约了高速铁路和重载铁路的发展.基于有源滤波器的同相供电系统的关键技术是检测补偿电流的实时性,检测的精度高低与动态响应性能好坏直接影响补偿效果.针对单台接线变压器,分析适合它的谐波和无功实时检测技术,平衡变换装置和有源滤波器的控制方法,基于MATLAB/Simulation建立了仿真模型,对单台接线变压器构成的同相AT牵引系统进行了仿真.     

三相V,v接线和单相I,i接线牵引变压器的组合应用

对某既有电气化铁路增建四线工程中一个110kV单相牵引变电所的扩能改建方案进行了深入研究,通过对不同牵引变压器接线型式与既有单相I,i接线牵引变压器的组合效果进行静态和动态比较后提出了利用三相V,v接线和单相I,i接线牵引变压器构成组合三相平衡接线来降低电气化铁道牵引负荷对电力系统的负序影响、充分利用供电能力的技术方案。这种组合接线的应用,既能降低对电力系统短路容量的要求,又增大了对不平衡牵引负荷的负载能力。对既有电气化铁路增建新线工程以及铁路枢纽的牵引供电系统设计具有参考价值。     

我国高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题

在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下,本文借鉴德国模式,提出一种取电于公用电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题,并完全取消电分相。结合现实,本文提出最小补偿容量的同相供电方案,建议研究三相接入电力系统的平衡接线变压器,一方面便于今后同相(无分相)改造,另一方面亦能与单相变电所实现同相供电。本文在对国内外现行AT供电模式的分析和借鉴的基础上,建议建立我国新的AT供电模式。     

基于有源滤波器和阻抗匹配平衡变压器的同相牵引供电系统

提出了由一种阻抗匹配平衡变压器和平衡变换装置(BCD)构成的铁道牵引系统同相供电方案。平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器两副边绕组的不平衡电流。无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载。文中分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法。以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性。     

组合式同相供电继电保护方案研究

针对牵引供电系统存在问题,在原有同相供电基础上给出了一种组合式同相供电系统,分析了其构成原理及特点。除此之外,研究了组合式同相供电备用方案,设计了一套适用于组合式同相供电系统的继电保护方案。     

基于混合补偿的同相牵引供电系统

为解决异相牵引供电方式存在的电能质量和电力机车过分相问题,将有源补偿和无源对称补偿技术相结合,提出基于平衡变压器接线方式的混合式同相牵引供电系统结构。文中给出混合式同相供电的统一补偿理论、无源补偿系统的无源元件参数计算方法、有源补偿的控制策略、无源和有源补偿的协调控制策略。最后,以采用YNvd接线方式的平衡变压器为例,采用MATLAB软件仿真验证该系统方案和控制策略的正确性。     

黄大线同相供电方案研究

正0引言牵引供电系统是电气化铁路的重要组成部分,该系统能否稳定、高效工作关系到铁路的安全、可靠运行。正常工作情况下,牵引供电系统应能保证向牵引负荷安全、不间断地供电,使牵引网电压保持在允许的电压水平之间;在保证以上基本条件的情况下,尽可能提高功率因数,减少单相负荷对三相电力系统带来的谐波和负序污染,减少电能损失[1]。在现有牵引供电方式下,不管牵引变压器采用何种接线形式,由于电力机车为单相负荷,都将产生负序电流。负序电流的大小和单相负荷的运行状况、变     

朔黄铁路组合式同相供电方案研究

组合式同相供电方案能解决重载铁路中存在的负序和无功等电能质量问题并可取消牵引变电所处分相绝缘器。本文以朔黄铁路为例,基于典型牵引变电所实测数据设计组合式同相供电方案,以变压器温升为依据进行方案验证,并结合实际分析方案的经济性。结果表明组合式同相供电方案可提高系统整体经济效益,具有较高的应用推广价值。     

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。     

基于阻抗匹配平衡变压器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统

电气化铁道的牵引供电系统三相严重不平衡，存在大量的谐波和无功，各供电区段需要用分相绝缘器分隔，从而制约了高速、重载铁路的发展。基于阻抗匹配平衡变压器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统，不仅可以解决以上问题，还继承了AT供电方式所特有的通信防护效果好、综合经济技术性能优越的特点；同时在有源滤波器的作用下，实现了单台双绕组工作变压器的接线方式，比原系统结线简单、维护方便。文中分析了系统平衡变换原理，讨论了系统的平衡方式、补偿电流检测与有源滤波器控制方法。分析和仿真证实本文提出的平衡方式和检测方法是正确的，同相供电系统方案是可行的。