專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型送變電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣裝置，特別射擊一種新型送變電裝置。
背景技術(shù)：
單相系統(tǒng)所具有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建設(shè)成本低、運(yùn)用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，決定了在電氣化鐵路普遍采用單相工頻交流電為鐵路機(jī)車(chē)供電。而電力系統(tǒng)希望所有的負(fù)載都從電網(wǎng)取用三相對(duì)稱(chēng)的基波電流，以充分利用設(shè)備，線(xiàn)路的容量，減少無(wú)功電流和諧波電流對(duì)系統(tǒng)的危害。為滿(mǎn)足該要求，電氣化鐵道采用相序輪換、分段分相供電的方案，也即鐵 路沿線(xiàn)每 20-25km作為一個(gè)供電區(qū)段，各個(gè)區(qū)段依次分別由電網(wǎng)中的不同相供電，各區(qū)段之間設(shè)置 30m左右的分相區(qū)段，并由分相裝置進(jìn)行分相。當(dāng)各相分別供電的區(qū)段上運(yùn)行相同的負(fù)荷的機(jī)車(chē)時(shí)，就可使電力系統(tǒng)在大的范圍內(nèi)三相負(fù)荷的平衡。但是，由于各區(qū)段的牽引負(fù)荷的大小不可能隨時(shí)處于平衡等因素的影響，分相分段方案只是在一定程度上減輕了三相不平衡的影響，沒(méi)有從根本上解決鐵路負(fù)荷單相用電對(duì)整個(gè)公用電網(wǎng)的影響，使電力部門(mén)的工作受到影響。電氣化鐵道由于影響電能質(zhì)量的問(wèn)題被迫修改設(shè)計(jì)方案，增大投資，處境被動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。同時(shí)，由于電分相裝置的存在， 當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行到一個(gè)供電區(qū)段末端時(shí)，必須經(jīng)過(guò)退級(jí)、斷電等一系列復(fù)雜的操作，滑行到下一個(gè)區(qū)段再逐項(xiàng)恢復(fù)正常運(yùn)行，這既增加了機(jī)車(chē)操作的復(fù)雜程度，同時(shí)又嚴(yán)重制約了機(jī)車(chē)運(yùn)行速度的提高和牽引力的發(fā)揮。對(duì)于我國(guó)現(xiàn)行的狀態(tài)而言，急需發(fā)展高速重載鐵路。現(xiàn)有的機(jī)車(chē)牽引供電系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)高速、重載機(jī)車(chē)牽引時(shí)，更加不適應(yīng)，主要表現(xiàn)在(1)高速和重載運(yùn)輸則要求機(jī)車(chē)受電弓平滑連續(xù)受流，而分相環(huán)節(jié)的存在，使受電弓上的電流時(shí)斷時(shí)續(xù)，這大大影響了機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度。同時(shí)分相環(huán)節(jié)也是整個(gè)系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。雖然有自動(dòng)過(guò)分相裝置，但因其電壓高、轉(zhuǎn)換動(dòng)作頻繁，其準(zhǔn)確性和可靠度都存在嚴(yán)重問(wèn)題，還不能完全解決電分相對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行的不利影向。(2)高速、重載運(yùn)輸都需要大容量供電，為滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中電力系統(tǒng)對(duì)電氣化鐵道以負(fù)序?yàn)橥怀龅碾娔苜|(zhì)量的限制指標(biāo)，原有單相供電方式所使用的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)已無(wú)法適應(yīng)。若在牽引變電所采用可調(diào)對(duì)稱(chēng)補(bǔ)償技術(shù)，即使在機(jī)車(chē)上使用交一直一交的電源(不計(jì)其無(wú)功和諧波)，因容量更大，負(fù)序更為突出，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均難達(dá)到理想狀態(tài)。(3)我國(guó)將建設(shè)的高速鐵路可能是高、中速混跑模式，若出現(xiàn)交一直一交電源的機(jī)車(chē)與交一直電源的機(jī)車(chē)混用局面，除負(fù)序外，無(wú)功和諧波仍然存在，電能質(zhì)量不能改善，電氣化鐵路面臨高價(jià)電費(fèi)問(wèn)題。(4)能源危機(jī)、環(huán)境污染是困擾國(guó)家發(fā)展的頭等問(wèn)題。為此國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)各種可再生綠色能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)帷⒄託獾?。這些能源與天氣、環(huán)境之間關(guān)系密切， 穩(wěn)定性、可調(diào)性不如火電、核電等發(fā)電廠，其轉(zhuǎn)換為電能后，如何并入公用電網(wǎng)且合理利用存在著技術(shù)問(wèn)題。比如青藏鐵路建設(shè)中的太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電廠的如何并網(wǎng)運(yùn)行等問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種新型送變電裝置，包括三相變壓器、單相變壓器整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；三相變壓器與公用高壓電網(wǎng)相連，單相變壓器與鐵路牽引負(fù)荷相連，三相變壓器與單相變壓器之間依次連接三相整流/逆變器、直流儲(chǔ)能器、單相整流/逆變器單相變壓器、整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器。所述的一種新型送變電裝置，其中，所述的直流儲(chǔ)能器還與輔助供電裝置相連。所述的一種新型送變電裝置，其中，所述整流濾波器由4個(gè)二極管和一個(gè)電容器組成，4個(gè)二極管接成單相整流橋后與電容器并聯(lián)，形成一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。本 實(shí)用新型的工作原理是本實(shí)用新型安裝于鐵路線(xiàn)上的各牽引變電所，公用高壓電網(wǎng)上的三相高壓電經(jīng)三相變壓器變低為較的高壓電如kv，然后由三相整流/逆變器整流變換為直流電壓，送直流儲(chǔ)能器，直流儲(chǔ)能器輸出的直流電，經(jīng)單相整流/逆變器再轉(zhuǎn)換為鐵路牽引負(fù)荷所需的單相高壓交流電。且在變換過(guò)程中，各牽引變電所的單相/整流逆變器可采用同相策略控制，使各牽引變電所對(duì)牽引機(jī)車(chē)同相供電。而鐵路牽引負(fù)荷(列車(chē)) 在制動(dòng)時(shí)，列車(chē)的動(dòng)能經(jīng)列車(chē)上的裝置轉(zhuǎn)換為電能，該電能通過(guò)單相變壓器變換為交流電后，再經(jīng)單相/整流逆變器轉(zhuǎn)換為直流送直流儲(chǔ)能器，將該電能儲(chǔ)存在直流儲(chǔ)能器中，在列車(chē)啟動(dòng)時(shí)，該電能反向流動(dòng)，提供給列車(chē)使用，這樣可降低三相變壓器的容量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一、在同相策略控制下，使各牽引變電所的單相整流/逆變器向牽引機(jī)車(chē)同相供電，使各牽引變電所區(qū)段供電電壓穩(wěn)頻、穩(wěn)壓，鐵路線(xiàn)上所有變電所的電壓輸出同相貫通， 而無(wú)需采用相序輪換、分相分段供電，從根本上避免了電分相環(huán)節(jié)，既使機(jī)車(chē)運(yùn)行可靠，又使機(jī)車(chē)能夠高速、穩(wěn)定運(yùn)行。尤其適用于重載、高速列車(chē)。二、鐵路牽引負(fù)荷的供電系統(tǒng)由三相變壓器從公用電網(wǎng)上三相對(duì)稱(chēng)取電，徹底避免了原單相取電產(chǎn)生負(fù)序電流嚴(yán)重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的問(wèn)題；并通過(guò)直流儲(chǔ)能器將牽引供電系統(tǒng)和公用電網(wǎng)隔離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)隔擾聯(lián)結(jié)，徹底消除鐵路牽引負(fù)荷的大量無(wú)功成分與諧波對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，使電力供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與安全可靠運(yùn)行得到保證，鐵路系統(tǒng)徹底擺脫因影響電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量與安全而支付高價(jià)電費(fèi)或罰款的困境。三、直流儲(chǔ)能器還能有效地吸收列車(chē)制動(dòng)能量，并能提供列車(chē)起動(dòng)能量，降低三相變壓器的容量.上述的直流儲(chǔ)能器還與輔助供電裝置相連。接入的輔助供電裝置可以是鐵路沿線(xiàn)的太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)供電系統(tǒng)中的供電輸出裝置。通過(guò)本實(shí)用新型將以上發(fā)電系統(tǒng)輸出的直流電送入直流儲(chǔ)能器。正常情況下，可由直流儲(chǔ)能器經(jīng)單相整流/逆變器再轉(zhuǎn)換為鐵路牽引負(fù)荷所需的單相高壓交流電供牽引使用；而當(dāng)輔助供電裝置提供的電能功率很大或者鐵路牽引負(fù)荷小甚至沒(méi)有時(shí)則直流儲(chǔ)能器可將接收到的電能輸送給三相整流/逆變器，將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?，再由三相變壓器升壓成公用高壓電網(wǎng)的電壓并入公用電網(wǎng)。這樣，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同能源發(fā)供電系統(tǒng)的相互聯(lián)結(jié)，符合國(guó)家能源發(fā)展規(guī)劃和環(huán)保的要求。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

[0016]圖1是本實(shí)用新型的電氣連接原理示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例圖1本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為一種新型送變電裝置，包括三相變壓器1、單相變壓器5、整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路18、蓄電池、SPWM單相逆變橋17和輸出濾波器組成；三相變壓器與公用高壓電網(wǎng)相連，單相變壓器與鐵路牽引負(fù)荷相連，三相變壓器與單相變壓器之間依次連接三相整流/逆變器、直流儲(chǔ)能器、單相整流/逆變器單相變壓器、整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器。所述的一種新型送變電裝置，其中，所述的直流儲(chǔ)能器還與輔助供電裝置相連。所述的一種新型送變電裝置，其中，所述整流濾波器由4個(gè)二極管和一個(gè)電容器組成，4個(gè)二極管接成單相整流橋后與電容器并聯(lián)，形成一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。其三相變壓器1與公用高壓電網(wǎng)相連，單相變壓器5與鐵路牽引負(fù)荷相連，三相變壓器1與單相變壓器5之間依次連接三相整流/逆變器2、直流儲(chǔ)能器3、單相整流/逆變器4。直流儲(chǔ)能器3還與輔助供電裝置7相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一、在同相策略控制下，使各牽引變電所的單相整流/逆變器向牽引機(jī)車(chē)同相供電，使各牽引變電所區(qū)段供電電壓穩(wěn)頻、穩(wěn)壓，鐵路線(xiàn)上所有變電所的電壓輸出同相貫通， 而無(wú)需采用相序輪換、分相分段供電，從根本上避免了電分相環(huán)節(jié)，既使機(jī)車(chē)運(yùn)行可靠，又使機(jī)車(chē)能夠高速、穩(wěn)定運(yùn)行。尤其適用于重載、高速列車(chē)。二、鐵路牽引負(fù)荷的供電系統(tǒng)由三相變壓器從公用電網(wǎng)上三相對(duì)稱(chēng)取電，徹底避免了原單相取電產(chǎn)生負(fù)序電流嚴(yán)重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的問(wèn)題；并通過(guò)直流儲(chǔ)能器將牽引供電系統(tǒng)和公用電網(wǎng)隔離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)隔擾聯(lián)結(jié)，徹底消除鐵路牽引負(fù)荷的大量無(wú)功成分與諧波對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，使電力供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與安全可靠運(yùn)行得到保證，鐵路系統(tǒng)徹底擺脫因影響電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量與安全而支付高價(jià)電費(fèi)或罰款的困境。三、直流儲(chǔ)能器還能有效地吸收列車(chē)制動(dòng)能量，并能提供列車(chē)起動(dòng)能量，降低三相變壓器的容量。上述的直流儲(chǔ)能器還與輔助供電裝置相連。接入的輔助供電裝置可以是鐵路沿線(xiàn)的太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)供電系統(tǒng)中的供電輸出裝置。通過(guò)本實(shí)用新型將以上發(fā)電系統(tǒng)輸出的直流電送入直流儲(chǔ)能器。正常情況下，可由直流儲(chǔ)能器經(jīng)單相整流/逆變器再轉(zhuǎn)換為鐵路牽引負(fù)荷所需的單相高壓交流電(通常為 27. 5kV或25kV)供牽引使用；而當(dāng)輔助供電裝置提供的電能功率很大或者鐵路牽引負(fù)荷小甚至沒(méi)有時(shí)則直流儲(chǔ)能器可將接收到的電能輸送給三相整流/逆變器，將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姡儆扇嘧儔浩魃龎撼晒酶邏弘娋W(wǎng)的電壓并入公用電網(wǎng).這樣，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同能源發(fā)供電系統(tǒng)的相互聯(lián)結(jié)，符合國(guó)家能源發(fā)展規(guī)劃和環(huán)保的要求。 應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種新型送變電裝置，其特征在于包括三相變壓器、單相變壓器整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；三相變壓器與公用高壓電網(wǎng)相連，單相變壓器與鐵路牽引負(fù)荷相連，三相變壓器與單相變壓器之間依次連接三相整流/逆變器、直流儲(chǔ)能器、單相整流/逆變器單相變壓器、整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型送變電裝置，其特征在于所述的直流儲(chǔ)能器還與輔助供電裝置相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型送變電裝置，其特征在于所述整流濾波器由4個(gè)二極管和一個(gè)電容器組成，4個(gè)二極管接成單相整流橋后與電容器并聯(lián)，形成一個(gè)輸入端， 一個(gè)輸出端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型送變電裝置，包括三相變壓器、單相變壓器整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；三相變壓器與公用高壓電網(wǎng)相連，單相變壓器與鐵路牽引負(fù)荷相連，三相變壓器與單相變壓器之間依次連接三相整流/逆變器、直流儲(chǔ)能器、單相整流/逆變器單相變壓器、整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器。本實(shí)用新型具有安裝方式靈活、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，使用方便、安全可靠，從而獲得更好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202094806SQ20112022070
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者俞亞峰 申請(qǐng)人:俞亞峰