本發明專利技術公開了一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，該裝置包括鐵路功率調節器和晶閘管控制濾波器。鐵路功率調節器和晶閘管控制濾波器安裝在單相多繞組變壓器的副邊。鐵路功率調節器包括兩個以上共用直流側電容形成背靠背結構形式相互并聯的變流器，變流器的交流輸出端通過連接電抗器和單相多繞組變壓器連接至M相和T相供電座。兩個單相多繞組變壓器副邊的一個繞組安裝有兩組以上相互并聯的晶閘管控制濾波器，晶閘管控制濾波器包括兩組以上相互并聯的濾波支路，濾波支路包括相互串聯的反并聯晶閘管閥組、電容器和電抗器。本發明專利技術能夠有效地實現電氣化鐵路負序、諧波和無功的綜合治理，并適當降低有源容量，達到改善治理效果和降低成本的目的。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電能質量治理裝置，具體涉及一種應用于電氣化鐵路牽引供電系統的基于SCOTT (斯科特)變壓器供電的電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置。
技術介紹
近年來我國電氣化鐵路發展十分迅速，具有運載能力強、行車速度快、節約能源高、環境污染小等優點，為國民經濟的快速發展起到了舉足輕重的作用。然而由于電力機車為大功率單相負荷，具有非線性、不對稱性和波動性等特點，在運行過程中產生大量的負序、無功和諧波電流注入電網，使電網電壓波動畸變、三相不平衡、功率因數低等問題。對電力系統的安全、穩定和經濟運行帶來嚴重的影響。為減少電氣化鐵路對電網電能質量的影響，目前國內外采用了多種方式來進行解決。在現有技術當中與本專利申請相關的內容主要有以下文獻文獻一為清華大學于2003年11月28日申請，并于2004年11月10日公開，公開號為CN1545183A的中國專利技術專利申請《牽引變電所電能質量控制器》。該專利技術由一臺三相變流器和一臺斯科特(SCOTT)變壓器構成，牽引變壓器輸出的兩個正交單相電源與SCOTT變壓器的兩個單相輸出端相連接，三相變流器與SCOTT變壓器的三相輸出端相串聯，其電能三相變流器是一個直流母線上并聯有電容的逆變器。該系統包含的斯科特(SCOTT)變壓器僅作為隔離變壓器連接三相變流器至牽引變電所形成的兩相電路中，其不足之處在于輸出端一相接地的三相逆變器，可認為是一個不平衡的三相負載，會引起逆變器輸出電壓的基波畸變；三相逆變器要實現有功功率的一相到另一相的轉移比較困難。文獻二為東南大學于2010年09月06日申請，并于2010年12月15日公布，公布號為CN101917011A的中國專利技術專利申請《用于電鐵牽引供電系統的電能質量綜合控制方法及裝置》。該專利技術包括由一個3次濾波器和一個二階高通濾波器構成的無源濾波器和一組帶儲能電池組的電壓源型變流裝置。該專利的缺點是裝置均由不可調的電容和電感組成，發出的無功是一常量，因此無法對牽引負荷進行動態補償，易形成過補償或欠補償，反而使得牽引變電所功率因數降低，惡化牽引網的運行電壓。文獻三為江蘇省電力試驗研究院有限公司于2011年03月21日申請，并于2011年07月06日公布，公布號為CN102118027A的中國專利技術專利申請《電氣化鐵路的電能質量控制補償裝置》。該專利技術包括一個由二階高通濾波器構成的無源濾波器和一組電壓源型變流裝置。該方案雖可以補償電鐵供電系統功率因數，并有效控制諧波、三相不平衡等電能質量問題。但是它把牽引變電所的兩個供電臂分開對待，忽略了兩供電臂之間的相互影響，如使用動態響應很快的有源設備，有可能會使系統不穩定，不易使兩臂達到負載平衡狀態。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，該裝置能夠有效實現電氣化鐵路負序、諧波和無功的綜合治理，適當降低有源容量，達到改善治理效果和降低成本的目的。為了實現上述專利技術目的，本專利技術具體提供了一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置的技術實現方案，一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，包括鐵路功率調節器和晶閘管控制濾波器。鐵路功率調節器和晶閘管控制濾波器均安裝在單相多繞組變壓器的副邊。鐵路功率調節器包括兩個以上共用直流側電容形成背靠背結構形式的相互并聯的變流器，兩個變流器的交流輸出端均通過連接電抗器和單相多繞組變壓器連接至M相供電座和T相供電座。兩個單相多繞組變壓器副邊的一個繞組分別安裝有兩組以上相互并聯的晶閘管控制濾波器，晶閘管控制濾波器包括兩組以上相互并聯的濾波支路，濾波支路包括相互串聯的反并聯晶閘管閥組、電容器和電抗器。 作為本專利技術一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置技術方案的進一步改進，通過相應的檢測和控制，在M相供電臂和T相供電臂分別產生電流丨…和，分別與M相負載電流和T相負載電流相加后得到電流,使得IM=IT，Im和It分別為的模，電流λ 和h的相位與M相供電座和T相供電座的電壓相位保持一致，以消除負序。作為本專利技術一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置技術方案的進一步改進，在M相供電座和T相供電座中，其中一個為重載座，另一個為輕載座。鐵路功率調節器將M相負載和T相負載的有功電流差值的一半從重載座轉移至輕載座。作為本專利技術一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置技術方案的進一步改進，晶閘管控制濾波器根據各自供電臂的負載感性無功功率電流大小，通過投入不同組合的濾波支路提供相應的容性無功電流，從而補償負載產生的感性無功電流。作為本專利技術一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置技術方案的進一步改進，晶閘管控制濾波器設置成3次濾波支路，濾除負載產生的大部分諧波。作為本專利技術一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置技術方案的進一步改進，鐵路功率調節器的變流器的最大輸出電流為Ipmax/n根據以下公式進行計算權利要求1.一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于，包括鐵路功率調節器(I)和晶閘管控制濾波器(2 )，所述鐵路功率調節器(I)和晶閘管控制濾波器(2 )均安裝在單相多繞組變壓器(5)的副邊；鐵路功率調節器(I)包括兩個以上共用直流側電容(7)形成背靠背結構形式的相互并聯的變流器(3)，兩個變流器(3)的交流輸出端均通過連接電抗器(6)和單相多繞組變壓器(5)連接至M相供電座(8)和T相供電座(9);兩個單相多繞組變壓器(5)副邊的一個繞組分別安裝有兩組以上相互并聯的晶閘管控制濾波器(2)，所述晶閘管控制濾波器(2)包括兩組以上相互并聯的濾波支路(4)，所述濾波支路(4)包括相互串聯的反并聯晶閘管閥組、電容器和電抗器。2.根據權利要求I所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于通過相應的檢測和控制，在M相供電臂和T相供電臂分別產生電流丨…和jFr，分別與M相負載電流和T相負載電成^相加后得到電流和λ，使得IM=IT，Im和It分別為^和夂的模，電流和L的相位與M相供電座(8)和T相供電座(9)的電壓相位保持一致，以消除負序。3.根據權利要求2所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于在M相供電座(8 )和T相供電座(9 )中，其中一個為重載座，另一個為輕載座，所述鐵路功率調節器(I)將M相負載(10)和T相負載(11)的有功電流差值的一半從重載座轉移至輕載座。4.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于所述晶閘管控制濾波器(2)根據各自供電臂的負載感性無功功率電流大小，通過投入不同組合的濾波支路(4)提供相應的容性無功電流，從而補償負載產生的感性無功電流。5.根據權利要求4所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于所述晶閘管控制濾波器(2)設置成3次濾波支路，濾除負載產生的大部分諧波。6.根據權利要求I至3、5中任一權利要求所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于，所述鐵路功率調節器(I)的變流器(3)的最大輸I出電流為pmax/n根據以下公式進行計算7.根據權利要求I至3、5中任一權利要求所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于所述晶閘管控制濾波器(2)的濾波支路(4)的數量由最大無功電流和單條濾波支路(4)的最大允許電流來確定。8.根據權利要求7所述的一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于所述晶閘管控制濾波器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電氣化鐵路電能質量綜合治理裝置，其特征在于，包括：鐵路功率調節器（1）和晶閘管控制濾波器（2），所述鐵路功率調節器（1）和晶閘管控制濾波器（2）均安裝在單相多繞組變壓器（5）的副邊；鐵路功率調節器（1）包括兩個以上共用直流側電容（7）形成背靠背結構形式的相互并聯的變流器（3），兩個變流器（3）的交流輸出端均通過連接電抗器（6）和單相多繞組變壓器（5）連接至M相供電座（8）和T相供電座（9）；兩個單相多繞組變壓器（5）副邊的一個繞組分別安裝有兩組以上相互并聯的晶閘管控制濾波器（2），所述晶閘管控制濾波器（2）包括兩組以上相互并聯的濾波支路（4），所述濾波支路（4）包括相互串聯的反并聯晶閘管閥組、電容器和電抗器。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃燕艷，周方圓，文韜，王衛安，蔡蔚，石二磊，
申請(專利權)人：株洲變流技術國家工程研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。