同相供电系统.ppt

1、电气化铁路同相供电系统,西南交通大学 电气工程学院,现有铁路供电系统面临的主要问题：电能质量问题,1、电能质量问题 电力系统以及其他用户对电能质量的不断重视，对铁路的电能质量考核指标将更加严格，这是不可避免的趋势。电能质量作为电能这种商品的质量标准，必然从能满足一般需要的初级阶段走向更高质量的高级阶段，铁路要实现与其他部门的和谐发展，必须顺应这个历史潮流。铁路电能质量面临的主要问题在于： 负序 无功 谐波,现有铁路供电系统面临的主要问题：电能质量问题,早期电气化铁路：无功、谐波 主要采用交直传动方式，功率因数低，谐波含量大，因此谐波和无功是其主要问题 现有电气化铁路：无功、谐波、负序 随着高速

2、铁路功率的不断增加，负序问题，日益突出，线路出现交直、交直交混跑的模式，三大电能质量问题同时出现。 未来电气化铁路：负序 未来电气化铁路将采用交直交车，无功、谐波问题在车本身上基本得到解决，取而代之的是日益突出的负序问题，特别是重载和高速、特高速的负序问题,现有铁路供电系统面临的主要问题：过分相问题,2、过分相问题 列车速度和牵引力损失问题 分相段的存在带来的结果是使得机车受流不连续，造成相当大的列车速度和牵引力损失问题，电气化铁路若要达到300km/h以上，分相问题将是整个铁路供电系统的瓶颈。在400km/h以上的高速系统中，过分相的存在使得这个速度几乎不可能实现。 过分相的可靠性问题 在高

3、速铁路中，过分相过程的过渡过程复杂，使得过分相可靠性较差，接触网必然容易损坏；自动过分相装置需要频繁动作，随着机车功率的不断加大，自动装置难以胜任，而且自动过分相装置本身的可靠性也不高。,小结,以负序、无功、谐波为代表的电能质量问题是铁路外部对铁路的要求； 解决过分相问题则是我国发展高速、特高速、重载铁路本身所必须面临的自身问题，是铁路发展的内部要求； 提出能满足铁路外部与内部的双重要求的供电结构是我国铁路的现实需要，同相供电系统结构的提出成为了同时解决以上问题的完美答案。,牵引供电系统的结构模式,电气化铁路牵引负荷的特点,电气化铁路牵引负荷的特点,牵引供电的“温饱”模式：分相结构,牵引供电的

4、“温饱”模式：分相结构,特点： 采用换相连接，一定程度上减小了单相牵引负荷引起的负序问题； 辅之一定的无功谐波补偿设备、过分相设备，在中国铁路发展的初级阶段较好地满足了铁路的需求； 缺点： 随着高速铁路自身的发展，电力系统对铁路供电的电能质量要求的不断提高，这种结构固有的缺陷逐渐显现负序问题和过分相问题。,牵引供电的“小康”模式：同相供电结构,牵引供电的“小康”模式：同相供电结构,这种模式的主要特点： 1、采用同相供电装置的变换功能，将原有牵引变电所的两相合并为一相，解决了变电所出口的分相问题，至少将全线的分相的个数减小一半，可大大提高运行的速度。 2、全线可以实现同相，分区所两边的相位也可实

5、现同相，过分相过程可大大减化。在一定技术条件下甚至可以实现完全的贯通供电。,牵引供电的“小康”模式：同相供电结构,3、采用平衡变压器，采用同相供电装置实现有功传递，使得两供电臂的输出功率完全相等，功率因数相同，在电力系统看来，牵引负荷就完全对称，使得日益突出的负序问题得到彻底解决； 4、同相供电装置可兼做无功谐波补偿，不需要加其他设备就可以实现无功、谐波、负序的完美治理； 5、同相供电装置具有提高系统暂态稳定、电压稳定的作用，实现牵引网电压的稳定，增加供电臂的供电距离，从而减少变电所数量。,牵引供电的“和谐”模式：独立供电结构,同相供电系统的结构示意图,同相供电系统的功率流向示意图,同相供电系

6、统牵引变压器,采用平衡变压器，利用变压器本身的平衡功能，使得当牵引变压器两供电臂负荷相同，功率因数相同时，负序得到完全补偿； 可供选择的变压器接线形式包括： YNvd(Roof-Delta) Scott 延边三角平衡变压器 本课题针对适合同相供电系统的牵引变压器接线进行研究，推荐YNvd接线牵引变压器,同相供电系统的各模块功能及技术问题,YNvd的主要优点： 一次侧中性点可直接接地，当高速铁路接入220kV电压等级时是必须的，适合于AT供电方式； 具有较好的平衡性能； 二次侧输出回路无电气联系； 具有三角绕组，可为励磁电流三次谐波提供回路； 所用电可以从三角绕组取电，无需额外变压器； 在既有线上实施示范工程可选择Scott接线牵引变压器,关于各单位之间的分工,株洲、许继 SVG1、SVG2的主电路制造 （包括对应的隔离开关、降压变压、测量用的互感器、支撑电容） SVG1、SVG2相关的冷却系统； SVG1、SVG2主电路的保护测量系统； SVG1、S