【技术实现步骤摘要】
本申请涉及供电及电力控制，尤其涉及一种电气化铁路供电系统。
技术介绍
1、我国电气化铁路的牵引供电制式采用的是单相工频25千伏交流制。电力系统直接提供的通常为50赫兹三相交流电，而单相牵引负荷需要单相交流电源提供电能。
2、如果将单相牵引负荷直接接入电力供电系统，在运行时，将导致电力系统不平衡运行，此时，电力系统的电压中将产生大量的负序和零序分量，当负序电流分量存在时，其会在发电机转子中通过电磁感应产生2ω(电网基波频率)频率的交流电流量，从而引起发电机机组振动、转子发热过量、降低异步电机的最大运行负荷等问题。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种电气化铁路供电系统，旨在解决三相电力系统与单相牵引负荷不匹配，导致电网电压中产生大量负序和零序分量的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供一种电气化铁路供电系统，系统包括依次连接的三相供电模块、交交变频模块、倍频模块和单相牵引负荷；其中，
3、三相供电模块用于提供三相工频交流电；
4、交交变频模块用于将三相工频交流电转换为三相低频交流电，并输出三相低频交流电；三相低频交流电的频率为三相工频交流电的频率的三分之一；
5、倍频模块用于对三相低频交流电进行变频处理，输出单相工频交流电至单相牵引负荷；单相工频交流电的频率与三相工频交流电的频率相同。
6、可选地，交交变频模块包括分别与三相供电模块和倍频模块连接的交交变频单元，以及分别与交交变频单元和三相供电模块连接的
7、交交变频控制单元用于生成控制指令并输出；
8、交交变频单元用于根据控制指令将三相工频交流电转换为三相低频交流电。
9、可选地，交交变频单元为三相九桥臂拓扑结构，各桥臂采用级联变换电路；
10、各级联变换电路的输入端通过一电感和一电阻与三相供电模块的一相输出端连接，级联变换电路的输出端与倍频模块连接。
11、可选地，每三个桥臂对三相工频交流电进行转换，输出一相低频交流电至倍频模块。
12、可选地，级联变换电路包含多个依次连接的h桥电路；其中，
13、h桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第一电容；
14、第一开关管的集电极分别与第一二极管的阴极、第三开关管的集电极、第三二极管的阴极和第一电容的一端连接；
15、第一开关管的发射极分别与第一二极管的阳极、第二开关管的集电极和第二二极管的阴极连接；
16、第二开关管的发射极分别与第二二极管的阳极、第四开关管的发射极、第四二极管的阳极和第一电容的另一端连接；
17、第三开关管的发射极分别与第三二极管的阳极、第四二极管的集电极和第四二极管的阴极连接；
18、第一级h桥电路中第一开关管的发射极还与电感连接，最后一级h桥电路中第三开关管的发射极还与倍频模块连接。
19、可选地，级联变换电路包含3个依次连接的h桥电路。
20、可选地，交交变频控制单元包括依次连接的电压控制组件、电流控制组件和调制组件，电压控制组件、电流控制组件和调制组件均与交交变频单元连接，电压控制组件还与三相供电模块连接；
21、电压控制组件用于根据三相供电模块的电压信号、电流信号以及交交变频单元中九个桥臂间的平均电容电压进行电压控制处理，输出桥臂电流共模分量指令值和桥臂电流环流分量指令值；
22、电流控制组件用于根据桥臂电流共模分量指令值、桥臂电流环流分量指令值以及交交变频单元中各桥臂的桥臂电流信号进行电流控制处理，输出桥臂电压指令值；
23、调制组件用于根据桥臂电压指令值和交交变频单元中各桥臂内第一电容的电容电压信号进行电压调制处理，输出开关脉冲信号，以控制各开关管的开关状态。
24、可选地，倍频模块为三倍频变压器；其中，
25、三倍频变压器的一次侧采用星形接线；
26、三倍频变压器的二次侧采用开口三角形接线。
27、可选地，三倍频变压器的一次侧包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，三倍频变压器的二次侧包括第一输出端和第二输出端；
28、第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与交交变频模块连接；
29、三倍频变压器的第一输出端与单相牵引负荷连接；
30、三倍频变压器的第二输出端接地。
31、可选地，三倍频变压器包括第一变压线圈、第二变压线圈和第三变压线圈；
32、第一变压线圈的一次侧的一端为第一输入端，第二变压线圈的一次侧的一端为第二输入端，第三变压线圈的一次侧的一端为第三输入端，第三变压线圈的一次侧的另一端分别与第二变压线圈的一次侧的另一端和第一变压线圈的一次侧的另一端连接；
33、第一变压线圈的二次侧的一端为第一输出端，第一变压线圈的二次侧的另一端与第二变压线圈的二次侧的一端连接，第二变压线圈的二次侧的另一端与第三变压线圈二次侧的一端连接，第三变压线圈二次侧的另一端为第二输出端。
34、不难看出，本申请系统通过依次连接的三相供电模块、交交变频模块、倍频模块和单相牵引负荷，可以将三相电网的三相工频交流电转换为单相工频交流电供单相牵引负荷使用，实现了单相牵引负荷与三相电力系统的无缝对接，使得单相牵引负荷与三相电网均匀匹配，防止了电网电压中产生大量负序和零序分量，进而避免因不平衡运行带来的发电机机组振动、过热以及降低异步电机负荷等问题，保障了电气列车的稳定运行和用电设备的安全高效运转，有力促进了电力系统与铁路运输的和谐统一和可持续发展。
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1.一种电气化铁路供电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的三相供电模块、交交变频模块、倍频模块和单相牵引负荷；其中，
2.根据权利要求1所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述交交变频模块包括分别与所述三相供电模块和所述倍频模块连接的交交变频单元，以及分别与所述交交变频单元和所述三相供电模块连接的交交变频控制单元；
3.根据权利要求2所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述交交变频单元为三相九桥臂拓扑结构，各桥臂采用级联变换电路；
4.根据权利要求3所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，每三个所述桥臂对所述三相工频交流电进行转换，输出一相低频交流电至所述倍频模块。
5.根据权利要求3所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述级联变换电路包含多个依次连接的H桥电路；其中，
6.根据权利要求5所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述级联变换电路包含3个依次连接的H桥电路。
7.根据权利要求5所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述交交变频控制单元包括依次连接的电压控制组件、电流控制组件和调制组件，所述
8.根据权利要求1所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述倍频模块为三倍频变压器；其中，
9.根据权利要求8所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述三倍频变压器的一次侧包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述三倍频变压器的二次侧包括第一输出端和第二输出端；
10.根据权利要求9所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述三倍频变压器包括第一变压线圈、第二变压线圈和第三变压线圈；
...【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路供电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的三相供电模块、交交变频模块、倍频模块和单相牵引负荷；其中，
2.根据权利要求1所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述交交变频模块包括分别与所述三相供电模块和所述倍频模块连接的交交变频单元，以及分别与所述交交变频单元和所述三相供电模块连接的交交变频控制单元；
3.根据权利要求2所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述交交变频单元为三相九桥臂拓扑结构，各桥臂采用级联变换电路；
4.根据权利要求3所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，每三个所述桥臂对所述三相工频交流电进行转换，输出一相低频交流电至所述倍频模块。
5.根据权利要求3所述的电气化铁路供电系统，其特征在于，所述级联变换电路包含多个依次连接的h桥电路；其中，
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘芷合，苑春明，于乐，杨璐，
申请(专利权)人：特变电工科技投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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