專利名稱：牽引供電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路的牽引供電裝置。
由整流型電力機車為動力的電氣化鐵路，功率因數(shù)一般為0.8，諧波豐富，其中三次諧波含量達基波的30％；由工業(yè)三相電力系統(tǒng)供電給二相牽引負荷，采用星/三角(YND)接線變壓器，造成三相電力系統(tǒng)不平衡，負序電流致少達50％，變壓器材料利用率僅75％，既浪費材料又惡化電網(wǎng)運行，并給牽引供電企業(yè)造成經(jīng)濟損失。
本發(fā)明的目的是提供一種牽引供電裝置，它既能達到三相變二相的平衡變換，理想狀態(tài)負序電流為零；又能部分補償無功功率，使平均功率因數(shù)達到0.9以上，在較低的電壓級進行無功功率補償，可以實現(xiàn)分級補償或自動跟蹤補償，補償成本將大幅度降低；還能吸收部分諧波，以減少對電力系統(tǒng)的影響，提高牽引供電企業(yè)經(jīng)濟效益。
本發(fā)明是變壓器接線和電容器、電抗器配置的發(fā)明。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的由

圖1所示的平衡變壓器的原邊線圈(A1、B1、C1)是星形(Y)接線(O端可以接地)；由端子(A、B、C)接入工業(yè)三相電力系統(tǒng)。鐵心采用等截面三柱式；次邊由線圈(a2、a3、b2、b3、b4、c2、c3)組成。
各線圈的匝數(shù)有如下關系a2＝b2＝c2b3=b4=(3-1)*(a2+a3)2]]>線圈(b2、B1)間折算的等效阻抗(漏抗)與線圈(a2、A1)間折算的等效阻抗(漏抗)之比用Z表示Z=a2(a2+a3)*63-3-2]]>二相引出端(D、E)與接地端(O′)間的二向量電壓(EO′、DO′)是幅值相等，相位差為90度電角度。
線圈(b2)與線圈(b3)的連接點(F)，線圈(b3)與線圈(b4)的連接點(G)，由接點(F、G、O′)經(jīng)斷路器(DL)接入補償電容器組合(Ra、Rb、Rc)。電容器組合(Ra)、電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)連接成星形(Y)接線。
圖4所示為電容器組合(Ra)的二個支路，其他電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)與此相同。
電容器組合(Ra)由電容器組(Ca1、Ca2)、電抗器(Ka1)、放電線圈(Fa1)、電壓差測量元件(Ya1)組成，由電容器組(Ca1、Ca2)接引放電線圈(Fa1)，放電線圈(Fa1)的二個二次線圈接電壓差測量元件(Ya1)，當放電線圈(Fa1)的二個二次線圈電壓差達到預定值時，斷路器(DLa1)跳開；電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)與電容器組合(Ra)相同；電容器組合(Ra)中，電抗器(Ka1)的感抗與線圈(a3，b3)的串聯(lián)電抗及線圈(a2)的并聯(lián)電抗的感抗當量值，與電容器組(Ca1、Ca2)串聯(lián)后的電抗值，對某次諧波在臨近諧振點為感性值，對電網(wǎng)基波為容性值。
電容器組合(Rb)中，電抗器(Kb1)的感抗與線圈(a3，b3，c3，b4)的串聯(lián)電抗及線圈(a2，c2)的串聯(lián)電抗的感抗當量值，與電容器組(Cb1、Cb2)串聯(lián)后的電抗值，對某次諧波在臨近諧振點為感性值，對電網(wǎng)基波為容性值。
電容器組合(Rc)中，電抗器(Kc)的感抗與線圈(c3，b4)的串聯(lián)電抗及線圈(c2)的并聯(lián)電抗的感抗當量值，與電容器組(Cc1、Cc2)串聯(lián)后的電抗值，對某次諧波在臨近諧振點為感性值，對電網(wǎng)基波為容性值；當吸收三次諧波為目的時，基波的感抗當量值與串聯(lián)電容值之比約為0.12至0.13；電容器組合(Ra)、電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)，每一組合可以有多個支路并聯(lián)，每個支路所吸收的諧波次數(shù)可以不相同；圖2是電容器組合(Ra)、電容器組合(Rc)連接成“V”形接線。
圖3是電容器組合(Ra)、電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)連接成三角形接線。
本發(fā)明的牽引供電裝置與既有技術相比，二引出端(D，E)有幅值相等的負荷電流時，由引入端(A、B、C)的三相系統(tǒng)電流是平衡的，即幅值相等，相位差120度電角度，無零序電流，無負序電流。
當二引出端(D、E)有幅值相差50％的負荷電流時，本發(fā)明的牽引供電裝置，由引入端(A、B、C)的三相系統(tǒng)電流比星/三角(YND)接線變壓器，在二牽引電流相同的狀態(tài)，原邊負序電流減少24％，也就是說在相同的牽引電流條件下，減少了對電力系統(tǒng)運行帶來的不利影響。可以減少電力系統(tǒng)的容量，提高設備的利用率24％，降低變壓器容量一個等級，達到節(jié)省能源的目的。
由端子(O′、F、G)端引出的三相系統(tǒng)，對牽引負荷的無功功率進行靜態(tài)或動態(tài)補償，并吸收高次諧波，減少整流型機車帶來的危害。
次邊三角形引出端的電壓值，當采用標準電壓級時(例10kv)，可使用成套設備。在較低電壓級進行無功功率補償，比在牽引側進行補償，可以實現(xiàn)分級補償或自動跟蹤補償，補償容量減少，補償成本將大幅度降低。
圖面說明圖1是平衡變壓器與電容器組合(Ra、Rb、Rc)連接成星形(Y)接線的主接線圖A1、B1、C1-原邊線圈；A、B、C-原邊線圈端子；a2、a3、b2、b3、b4、c2、c3-次邊線圈；a2、b2、c2-組成三角形；F、G、O′-次邊電壓引出端子；O′-接地端子；DL-三相斷路器；O-接地端子；Ra、Rb、Rc-電容器組合；圖2是平衡變壓器與電容器組合(Ra、Rc)連接成“V”形接線的主接線圖，符號與圖1中相同。
圖3是平衡變壓器與電容器組合(Ra、Rb、Rc)連接成三角形接線的主接線圖，符號與圖1中相同。
圖4是電容器組合(Ra)二個支路的內(nèi)部詳圖DLa1-斷路器a相的1支路；DLa2-斷路器a相的2支路；Ca1、Ca2-a相1支路電容器組；Ca3、Ca4-a相2支路電容器組；Fa1-a相1支路放電線圈；Fa2-a相2支路放電線圈；Ya1-a相1支路電壓差測量元件；Ya2-a相2支路電壓差測量元件；本發(fā)明的牽引供電裝置，適用于做電氣化鐵道吸流變壓器或直接供電方式的牽引供電裝置。平衡變壓器的原邊線圈(A1、B1、C1)由端子(A、B、C)接入工業(yè)三相電力系統(tǒng)(例如110KV)，端子(O)根據(jù)電力系統(tǒng)要求接地，適合大接地電流系統(tǒng)的要求。二相引出端(D，E)與接地端(O′)，向上、下行牽引網(wǎng)供電。
由端子(O′、F、G)端引出的電容器組合(Ra、Rb、Rc)，對牽引負荷的無功功率進行靜態(tài)或動態(tài)補償，并吸收高次諧波。
權利要求
1.一種牽引供電裝置，由平衡變壓器和補償電容器組合組成，牽引變壓器的原邊線圈(A1、B1、C1)是星形(Y)接線(O端可以接地)，由端子(A、B、C)接入工業(yè)三相電力系統(tǒng)；鐵芯采用等截面三柱式；特征在于該變壓器的次邊由線圈(a2、a3、b2、b3、b4、c2、c3)組成；各線圈的匝數(shù)有如下關系a2＝b2＝c2b3=b4=(3-1)*(a2+a3)2]]>線圈(b2、B1)間折算的等效阻抗(漏抗)與線圈(a2、A1)間折算的等效阻抗(漏抗)之比用Z表示Z=a2(a2+a3)*63-3-2]]>二相引出端(D、E)與接地端(O′)間的二向量電壓(EO′、DO′)是幅值相等，相位差為90度電角度；線圈(b2)與線圈(b3)的連接點(F)，線圈(b3)與線圈(b4)的連接點(G)，由接點(F、G、O′)經(jīng)斷路器(DL)接入補償電容器組合(Ra、Rb、Rc)；電容器組合(Ra)由電容器組(Ca1、Ca2)、電抗器(Ka1)、放電線圈(Fa1)、電壓差測量元件(Ya1)組成，由電容器組(Ca1、Ca2)接引放電線圈(Fa1)，放電線圈(Fa1)的二個二次線圈接電壓差測量元件(Ya1)，當放電線圈(Fa1)的二個二次線圈電壓差達到預定值時，斷路器(DLa1)跳開；電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)與電容器組合(Ra)相同；電容器組合(Ra)中，電抗器(Ka1)的感抗與線圈(a3，b3)的串聯(lián)電抗及線圈(a2)的并聯(lián)電抗的感抗當量值，與電容器組(Ca1、Ca2)串聯(lián)后的電抗值，對某次諧波在臨近諧振點為感性值，對電網(wǎng)基波為容性值；電容器組合(Rb)中電抗器(Kb1)的感抗與線圈(a3，b3，c3，b4)的串聯(lián)電抗及線圈(a2，c2)的串聯(lián)電抗的感抗當量值，與電容器組(Cb1、Cb2)串聯(lián)后的電電抗值，對某次諧波在臨近諧振點為感性值，對電網(wǎng)基波為容性值；電容器組合(Rc)與電容器組合(Ra)相同；當吸收三次諧波為目的時，基波的感抗當量值與串聯(lián)電容值之比約為0.12至0.13；電容器組合(Ra)、電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)，每一組合可以有多個支路并聯(lián)，每個支路所吸收的諧波次數(shù)可以不相同；電容器組合(Ra)、電容器組合(Rb)、電容器組合(Rc)可以連接成“V”形接線，也可以連接成三角形接線或星形(Y)接線。
全文摘要
本發(fā)明是將工業(yè)三相電力系統(tǒng)變換為二相電力系統(tǒng),變壓器的原邊線圈是星形(Y)接線,采用三柱式等截面鐵芯,次邊線圈接線中含有一個三角形,并在較低電壓的三角形設置可調(diào)整的電容,進行無功功率補償,部分吸收高次諧波;理想狀態(tài)達到負序電流為零,設備利用率達到100%,功率因數(shù)達到0.9以上,高次諧波能大幅度消減。
文檔編號B60M3/00GK1367100SQ01101500
公開日2002年9月4日 申請日期2001年1月20日 優(yōu)先權日2001年1月20日
發(fā)明者郭寶庫 申請人:郭寶庫