一種電氣化鐵路同相供電功率互饋實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通牽引供電技術領域。特別涉及電氣化鐵路同相供電交直交變流器實驗技術。
【背景技術】
[0002]我國電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)采用25kV單相工頻交流供電，在變電所出口和分區(qū)所出口有電分相裝置。它的存在嚴重制約了客運高速化和貨運重載化的發(fā)展。為取消電分相，提升電能質(zhì)量，我國正大力發(fā)展同相供電。
[0003]用于同相供電補償裝置的交直交變流器ADA采用“背靠背”兩臺單相變流器實現(xiàn)牽引供電不同相電壓端口間的功率轉(zhuǎn)換，進而完成傳遞正序功率、補償負序功率的功能。組成“背靠背”的變流器有不同的電路結(jié)構(gòu)，采用MMC結(jié)構(gòu)“背靠背”變流器可以直掛到額定電壓端口，省去相應的匹配變壓器，是一種經(jīng)濟適用、代表發(fā)展前途的技術方案。
[0004]模塊化多電平變流器(MMC, modular multilevel converter)技術德國慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學R.Marquardt和A.Lesnicar于2002年提出。MMC具有結(jié)構(gòu)對稱、模塊化程度高、互換性好、方便實現(xiàn)背靠背聯(lián)接、組合靈活、易于擴展、開關器件損耗小、諧波特性好等優(yōu)點，并且不用變壓器即可直掛于高壓系統(tǒng)，近年來在高壓直流輸電、靜止同步補償(STATC0M)、統(tǒng)一潮流控制器(UPQC)等領域的應用越來越廣泛。
[0005]本申請將提供一種電氣化鐵路同相供電功率互饋試驗裝置，它能夠驗證、檢驗基于MMC的同相供電補償裝置的交直交變流器ADA的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種電氣化鐵路同相供電功率互饋實驗系統(tǒng)，它能有效地解決交直交變流器ADA的性能驗證、檢驗問題。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案解決其問題的:
[0008]一種電氣化鐵路同相供電功率互饋實驗系統(tǒng)，包括采用SC0TT接線的主變壓器一TT1和主變壓器二 TT2，采用Yd接線的隔離變壓器TR，交直交變流器一 ADA1、交直交變流器二 ADA2，電網(wǎng)電源經(jīng)三相進線開關K和隔離變壓器TR與三相交流母線BT連接，主變壓器一TT1、主變壓器二 TT2的原邊分別經(jīng)三相開關K1與三相交流母線BT并接，主變壓器一 TT1和主變壓器二 TT2的次邊均由Μ座繞組和Τ座繞組構(gòu)成，主變壓器一 ΤΤ1的Τ座繞組經(jīng)單相開關Κ2與交直交變流器ADA1輸入端連接，主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組經(jīng)單相開關Κ2與交直交變流器ADA2輸入端連接；交直交變流器ADA1輸出端經(jīng)單相開關Κ3和單線母線二 BS2以及一個單線開關Κ2與主變壓器二 ΤΤ2的Μ座繞組連接，交直交變流器ADA2輸出端經(jīng)單相開關Κ3和單線母線一 BS1以及一個單線開關Κ2與主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組連接；主變壓器一 ΤΤ1和主變壓器二 ΤΤ2的次邊Μ座繞組均有一端接地，交直交變流器一 ADA1和交直交變流器二 ADA2的輸出端均有一端接地；主變壓器一 ΤΤ1的次邊Μ座繞組電壓引前或滯后Τ座繞組電壓90°，主變壓器二 ΤΤ2的次邊Μ座繞組電壓與主變壓器一 ΤΤ1的次邊Μ座繞組電壓同相位；交直交變流器一 ADA1輸入端電壓滯后或引前其輸出端電壓90° ;交直交變流器二 ADA2同理。
[0009]主變壓器一 TT1、主變壓器二 TT2的次邊Μ座繞組和Τ座繞組分別抽出3kV、6kV、10kV和27.5kV電壓抽頭。
[0010]主變壓器一 TT1和主變壓器二 TT2之間經(jīng)交直交變流器一 ADA1和交直交變流器二 ADA2實現(xiàn)功率互饋:主變壓器一 TT1的T座繞組經(jīng)交直交變流器ADA1傳遞到主變壓器二 TT2的Μ座繞組的功率等于主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA2傳遞到主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組的功率；或者，主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA2傳遞到主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組的功率等于主變壓器二 ΤΤ2的Μ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA1傳遞到主變壓器一 ΤΤ1的Τ座繞組的功率。
[0011]亦可將交直交變流器一 ADA1的輸入端連接到主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組，其輸出端經(jīng)單相母線BS1與主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組連接，同時，交直交變流器二 ADA2的輸入端與主變壓器二 ΤΤ1的Μ座繞組連接，其輸出端經(jīng)單相母線BS2與主變壓器一 ΤΤ1的Τ座繞組連接。
[0012]本發(fā)明的工作原理是:SC0TT接線主變壓器一 TT1的Μ座繞組和Τ座繞組的電壓相位互差90°，當Μ座繞組和Τ座繞組負荷的大小相等、功率因數(shù)相同時，因其負序功率相位互差180°而使負序功率相互抵消，使系統(tǒng)處于對稱狀態(tài)；主變壓器二 ΤΤ2的Μ座繞組和Τ座繞組分別與主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組和Τ座繞組的電壓相位相同。主變壓器一 ΤΤ1的Τ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA1連接到主變壓器二 ΤΤ2的Μ座繞組，主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA2連接到主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組，分別起到電壓相位旋轉(zhuǎn)90°和正序功率回饋、負序功率抵消的作用，此時，流經(jīng)隔離變壓器TR的只是以主變壓器一ΤΤ1、主變壓器二 ΤΤ2、交直交變流器ADA1、交直交變流器ADA為主組成的同相供電功率互饋實驗系統(tǒng)的系統(tǒng)損耗。
[0013]主變壓器一 TT1和主變壓器二 TT2之間經(jīng)交直交變流器一 ADA1和交直交變流器二ADA2實現(xiàn)功率互饋:主變壓器一 TT1的T座繞組經(jīng)交直交變流器ADA1傳遞到主變壓器二 TT2的Μ座繞組的功率等于主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA2傳遞到主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組的功率；或者，主變壓器二 ΤΤ2的Τ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA2傳遞到主變壓器一 ΤΤ1的Μ座繞組的功率等于主變壓器二 ΤΤ2的Μ座繞組經(jīng)交直交變流器ADA1傳遞到主變壓器一 ΤΤ1的Τ座繞組的功率。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]—、本發(fā)明可實現(xiàn)兩個主變壓器相應繞組之間經(jīng)交直交變流器控制的功率互饋，運行于對稱狀態(tài)，主變壓器和交直交變流器容量利用率高，對電網(wǎng)用電少，干擾少，節(jié)能高效。
[0016]二、本發(fā)明主變壓器一 ΤΤ1和主變壓器二 ΤΤ2的單獨電壓抽頭，可以實現(xiàn)直掛不同電壓等級的交直交變流器試驗、檢驗。
[0017]三、本發(fā)明技術先進、可靠，易于實施。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2是本發(fā)明交直交變流器ADA結(jié)構(gòu)圖
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述。
[0021]如圖1所示，一種電氣化鐵路同相供電功率互饋實驗系統(tǒng)，包括采用SC0TT接線的主變壓器一 TT1和主變壓器二 TT2，采用Yd接線的隔離變壓器TR，交直交變流器一 ADA1、交直交變流器二 ADA2，電網(wǎng)電源經(jīng)三相進線開關K和隔離變壓器TR與三相交流母線B T連接，主變壓器一 TT1、主變壓器