一种重载铁路长供电臂末端网压提高装置制造方法及图纸

一种重载铁路长供电臂末端网压提高装置，在ＳＣＯＴＴ主变压器的出线端装入直挂式ＴＣＲ型ＳＶＣ，同时在长供电臂的末端的自耦变压器端装有降压式多组ＴＳＣ，对供电臂的末端采用将压式分组ＴＳＣ的方式进行补偿，从而改善末端网压。在重载铁路ＡＴ供电系统中设有ＳＣＯＴＴ变压器，ＳＣＯＴＴ变压器具有Ｔ座和Ｍ座出线端，在ＳＣＯＴＴ变压器的Ｔ座和Ｍ座出线端装有一套由一个ＴＣＲ支路和ＦＣ１、ＦＣ２两个电容支路组成的ＳＶＣ装置，其中ＦＣ１、ＦＣ２完全相同，可以确保一套检修时整个ＳＶＣ可以降额补偿；同时在上行线装有降压ＴＳＣ组，分别设为３、５次滤波支路；其中上行线为重载爬坡线，下行线为下坡线。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到一种电力输送方式及装置，尤其是指一种重载铁路长供电臂末 端网压提高装置，国际专利分类号为B61F05/02，主要用于重载轨道交通输配电系统中。
技术介绍
随着我国国民经济的高速发展，对铁路运输能力不断提出更高的要求，也使得电 气化铁道牵引负荷持续增长。不少线路，重负荷条件下牵引网电压水平过低，影响列车的正 常牵引运行，限制了运量进一步增长。 在牵引网中，并联自耦变压器形成AT供电方式，相对其他供电方式有电压、功率 损失较少，供电距离更长的特点，因此我国重载线很多处采用了这种供电方式，如我国西煤 东运的大秦、神朔线。但是随着运量的日益剧增，导致行车密度和单车功率增加，这使得长 供电臂的电压损失大大增加，出现在长供电臂的末端已经低于机车运行最低电压19KV而 引起的停车现象。通过对长供电臂末端电压跌落的原因进行的分析，得出造成电压损失主 要原因为无功功率电流在感抗上的电压降造成。而这种电压降在物理上可分为无功电流 在系统阻抗和变电站主变压器阻抗上的电压的损失，简称系统电压损失，和无功电流在接 触网电压损失。 目前，解决牵引网电压水平过低的办法有增大牵引变电所进线的系统短路容量和 更换大容量的牵引变压器，但这并没有从根本上解决电压损失，而且涉及到与电力系统的 相互配合和主变压器的更换，代价大。而考虑通过从牵引供电系统内部找到一种科学合理 的调压策略，解决网压过低的问题是一种投资小、见效快的方案，并可实现在调节电压的同 时可兼顾补偿功率因数和负序电流。因此目前提出对牵引变电所进行无功功率补偿的方法 越来越多，但其主要目的是提高功率因数至0. 9以上，以避免电力系统的罚款。典型的有在 变压器的出线端安装FC或者SVC的方式提高网压。以下论文是与本方案相近的方案 ①《牵引供电臂末端电压偏低的原因分析及解决方案》主要是针对接触网的电压 损失进行了分析，并提出为了从根本上解决供电臂末端电压偏低的问题，本人认为最根本 的办法应该从接触网结构和材料上下功夫的方法。 ②《翼城AT牵引变电所动态无功补偿的探讨与实践》针对重载电气化铁道AT供 电牵引变电所功率因数不达标的问题，提出了牵引变压器出线端安装磁阀式可控电抗器以 调节无功功率，达到提高功率因数的目的。 ③《大秦线延庆_下庄供电臂电压偏低的解决方案》针对大秦电气化铁道运量增 加后，延庆-下庄供电臂电压偏低的问题，提出了改造延庆-下庄接触网设备、在延庆变电 所及下庄分区亭增设增压变压器和动态电容补偿装置的综合改造方案，以提高延庆_下庄 供电臂电压偏低的问题。其中动态电容补偿装置为多组电容器机械分组投切(MSC)。 ④《基于DSP的晶闸管控制牵引网自动调压器设计》是变压器调压的一种，和主变 压器分接头无载调压、有载调压变压器的原理一样，不过是利用晶闸管控制串联变压器型 (TCST)牵引网调压器，以期达到更好的调压效果。3 为了提高供电臂末端网压，上述的论文① ④进行了相关研究，其中论文①主要 是对接触网阻抗、电抗导致的电压将进行了分析，提出的是改造接触网结构和材料的方法。 这种方法是通过减少接触网的阻抗来减少接触网的电压损失，但这不能消除无功电流导致 的电压损失，更没有考虑变压器和系统阻抗的电压损失，而这却是电压损失的主要部分。论 文②是以补偿功率因数为目标的无功补偿，其补偿装置安装在变压器出线端，补偿功率因 数的同时对网压有改善，而且没有对接触网的电压损失进行全面补偿，所以对供电臂的末 端网压的改善作用有限。同时其所用的补偿装置是磁阀式可控电抗器，其响应时间慢，在机 车突变时间对电压的补偿效果不明显。论文③分析计算了大秦线延庆 下庄供电臂电压偏 低的原因，提出了造成接触网、增设增压变压器和在供电臂末端增设多组电容器机械分组 投切(MSC)装置。这种方式主要考虑从供电设备上进行改造，虽然提出了在末端进行电容 补偿的方案，但其采用机械分组投切电容器的方法，不能实时补偿，电压的补偿效果差。论 文④分析了供电臂网压低带来的问题，提出了基于DSP的晶闸管控制牵引网自动调压器的 方式，但其本质是通过调节变压器的变比来调节其出线电压，而没有从电压损失的本质上来考虑。 因此现有的供电臂末端网压改善方法均没有全面考虑电压损失的补偿，很有必要 对此加以改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对现有重载铁路长供电臂末端网压AT供电方式的电压损失治理方法的不足，提出一种在重载铁路AT供电系统中可以有效全面对造成网压损失的无功功率电流进行补偿，提高供电臂末端网压的装置。 本技术的目的是通过下述技术方案实现的一种重载铁路AT供电系统中提高供电臂末端网压的装置在重载铁路AT供电系统的主变压器的出线端装有由TCR支路和两个电容支路组成的SVC装置，且两个电容支路完全相同，以确保一套检修时整个SVC可以降额补偿以避免无补偿导致的电压跌落。同时在上行线装有降压TSC组，分别设为3、5次滤波支路。其中上行线为重载爬坡线，下行线为下坡线，因此在上行线补偿可以减少流过AT的电流，滤波效果好。 本专利技术的优点在于 1、提出了以在变压器出线端和供电臂末端以TCR&FC和多组TSC相结合的重载铁 路长供电臂网压提高方法。 2、基于直挂式TCR型SVC结构是目前电压等级最高的直挂式SVC，其中最大的TCR的补偿容量为目前最大的单相单机补偿容量，所以可以使得长供电臂网压得到有效补偿。 3、在AT供电方式下，SCOTT牵引变压器的T座和M座同时装有该设备，对其进行联合控制，以负序电流为目标，在满足供电臂网压、功率因数为约束的优化控制目标，使得该装置在稳定接触网末端网压的同时，确保了功率因数大于0.9，并尽量减少了变电所的负序电流。附图说明图1 、是AT供电方式下综合补偿示意图； 图2、是SCOTT电气量向量图； 图3 、是本技术的55kV直挂式TCR型SVC主电路图； 图4、是本技术装置中光电隔离型55KV直挂式TCR阀的结构示意图； 图5、是本技术装置中光电隔离型55KV直挂式TCR阀的结构示意后视图； 图6、是本技术装置中光电隔离型55KV直挂式TCR阀的结构示意侧视图。具体实施方式附图给出了本技术的一个实施例，下面将结合附图对本技术作进一步的 描述。 实施例一 —种重载铁路AT供电系统中提高供电臂末端网压装置，在重载铁路AT供电系统 中设有SCOTT变压器1， SCOTT变压器具有T座14和M座20两个出线端，在SCOTT变压器 的T座14和M座20出线端分别装有一套由一个TCR支路15和第一电容支路(FC1) 16、第 二电容支路(FC2)17组成的SVC装置18和21，其中第一电容支路(FC1) 16、第二电容支路 (FC2) 17完全相同，可以确保一套检修时整个SVC装置可以降额补偿。同时在上行线装有降 压TSC组19，降压TSC组19分别设为3、5次滤波支路。其中上行线为重载爬坡线，下行线 为下坡线，因此在上行线补偿可以减少流过AT的电流，滤波效果好。电路如图l所示，其中 KM为负荷开关，AT1、 AT2为变电所内的自耦变压器，AT3、 AT4为供电臂末端的自耦变压器。 整个装置主要包括直挂式TCR可控硅堆和固定补偿电容，其中直挂式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重载铁路长供电臂末端网压提高装置，其特征在于：在重载铁路ＡＴ供电系统的主变压器的出线端装有由ＴＣＲ支路和两个电容支路组成的ＳＶＣ装置，且两个电容支路完全相同，以确保一套检修时整个ＳＶＣ可以降额补偿以避免无补偿导致的电压跌落；同时在上行线装有降压ＴＳＣ组，分别设为３、５次滤波支路；且上行线为重载爬坡线，下行线为下坡线。

【技术特征摘要】
一种重载铁路长供电臂末端网压提高装置，其特征在于在重载铁路AT供电系统的主变压器的出线端装有由TCR支路和两个电容支路组成的SVC装置，且两个电容支路完全相同，以确保一套检修时整个SVC可以降额补偿以避免无补偿导致的电压跌落；同时在上行线装有降压TSC组，分别设为3、5次滤波支路；且上行线为重载爬坡线，下行线为下坡线。2. 如权利要求1所述的重载铁路长供电臂末端网压提高装置，其特征在于所述的主变压器为SCOTT主变压器；所述的SVC装置包括直挂式TCR可控硅堆和固定补偿电容，其中直挂式TCR可控硅堆为光电隔离型直挂式TCR可控硅堆组合形成。3. 如权利要求2所述的重载铁路长供电臂末端网压提高装置，其特征在于所述的光电隔离型直挂式TCR可控硅堆是55KV直挂式TCR可控硅堆，由42组元件84个6500V晶闸管组成的高压可控硅堆体结构，采用热管加风冷散热方式；其中整个可控硅堆体分为6个可控硅堆组，每个可控硅堆组是7个6500V晶闸管组的串联，然后由6个这样的可控硅堆体串联成型。4. 如权利要求3所述的重载铁路长供电臂末端网压提高装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫安，张定华，谭胜武，马雅青，周方圆，黄燕艳，杨磊，张斌，胡前，王小方，李军，邓建华，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]