吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置的製作方法

2024-02-11 06:56:15

專利名稱：吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電氣化鐵道牽引網的技術裝備。
電氣化鐵道吸流變壓器供電方式設置吸流變壓器(XLB)與回流線(HLX)，其目的是在回流線(HLX)中形成的電流方向與接觸網(JW)中電流方向相反，以減少接觸網中電流對弱電線路的電磁幹擾。但是，由於增加吸流變壓器的阻抗，卻造成接觸網電壓的下降，牽引變電所之間的距離減少，增加一次投資和電能損失。
本實用新型的吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置的目的是利用電容器(C0)的容抗XC抵消吸流變壓器(XLB)加回流線(HLX)的感抗XL，可以將電壓降變為電壓升，電壓升的數值與牽引電流成正比，不會造成過電壓，有效的改善牽引網的電壓質量，減少電能損失，提高運輸能力。
本實用新型的目的是這樣實現的，
以下結合
附圖1所示的是與電力機車受電弓相接觸的接觸網(JW)，由分段絕緣器或電分段錨段關節(FD)將接觸網(JW)分段；吸流變壓器(XLB)的一次線圈串聯在接觸網(JW)的高壓迴路，在吸流變壓器(XLB)的二次側回流線(HLX)中串聯接入一組電容器(C0)，與電容器並聯的是電容器的保護設備，保護設備接線有多種方案；電容器(C0)的工頻容抗XC與吸流變壓器(XLB)加回流線(HLX)的工頻感抗XL之間，在吸流變壓器容量和電壓不變的前題下，有兩種組合關係第一種XC≤XL，容抗小於或等於感抗，總阻抗仍感性；機車電流流過時產生電壓降；由於容抗XC抵消了一部分或大部分感抗XL，接觸網的電壓降將減小，相對提高了牽引網的電壓水平。當XL＝XC時，理論上講恢復了直接供電方式接觸網(JW)的特性。
第二種XL≤XC≤2XL，容抗大於感抗，總阻抗為容性；機車電流流過時產生電壓升，提高了牽引網的電壓水平。吸流變壓器(XLB)線圈有其額定的電壓水平，所以電壓升仍以吸流變壓器(XLB)的電壓水平為準XC≤2XL。
當串聯有吸流變壓器(XLB)的接觸網(JW)發生對地(鋼軌)短路時，接觸網(JW)中的吸流變壓器(XLB)有很大的電流，在吸流變壓器(XLB)的二次也有大電流，電容器(C0)兩極產生高電壓將危及電容器(C0)的安全運行，必須有可靠的保護。
當吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置退出工作時，將隔離開關(GK)閉合。
吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，與電容器(C0)並聯的保護設備接線方案是與電容器(C0)並聯著取樣變壓器(QYB)，取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次線圈接著整流器(ZL)和電容器(C1)支路，取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次側電壓與電容器(C0)端電壓成正比，經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次電壓值達到整定值時，接於直流迴路的穩壓器(WY)導通並在負載電阻(R1)產生交流電力電子開關(SKG)的門極控制電壓，使與電容器(C0)並聯的交流電力電子開關(SKG)和限流電阻(R0)支路導通，回流線(HLX)中電流經電阻(R0)旁路，電容器(C0)得到有效的保護。
過電壓消失時，恢復正常狀態。
附圖2所示的是吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，與電容器(C0)並聯的保護設備接線方案是與電容器(C0)並聯著取樣變壓器(QYB)支路；取樣變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓與電容器(C0)端電壓成正比，取樣變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次電壓值達到整定值時，接於直流迴路的穩壓器(WJ)導通並使電流繼電器線圈(DL)受電，電流繼電器(DL)的接點(DL1)閉合，真空接觸器線圈(ZK0)受電，使與電容器(C0)並聯的接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路導通，並聯於電流繼電器(DL)接點(DL1)的附助接點(ZK1)閉合，使真空接觸器線圈(ZK0)自保持於導通，真空接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路保持接通，回流線(HLX)中電流經接觸器觸頭(ZK)和電阻(R0)支路旁路，電容器(C0)得到有效的保護；過電壓消失時，恢復正常狀態。
真空接觸器(ZK)也可以是任何適宜電流、電壓、動作速度等技術指標的開關設備。
附圖3所示的是吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，與電容器(C0)並聯的保護設備接線方案是與電容器(C0)並聯著電源變壓器(QYB)支路；電源變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當與電容器(C0)串聯的電流互感器(LH)電流值達到整定值時，使電流繼電器線圈(DL)動作，接於直流迴路的電流繼電器(DL)的接點(DL1)閉合，與接點(DL1)串聯的真空接觸器線圈(ZK0)受電，與電容器(C0)並聯的接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路導通，並聯於電流繼電器(DL)接點(DL1)的附助接點(ZK1)閉合，使真空接觸器線圈(ZK0)自保持於導通，真空接觸器觸頭(ZK)保持接通，回流線(HLX)中電流經接觸器觸頭(ZK)和電阻(R0)支路旁路，電容器(C0)得到有效的保護。
過電流消失時，恢復正常狀態；真空接觸器(ZK)也可以是任何適宜電流、電壓、動作速度等技術指標的開關設備。
吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，可以使用一組，也可以多組在同一供電臂中同時使用。
吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置能有效的抵消吸流變壓器(XLB)加回流線(HLX)的感性阻抗，提高牽引網的電壓水平；在吸流變壓器二次側串聯電容補償，與一次側串聯電容補償相比，可以降低電容器的耐壓水平，保護也容易實現，技術先進，經濟合理，是改善牽引網電壓水平的最佳方案。
附圖圖面說明JW---由牽引變電所供電的接觸網，25KV；FD---由分段絕緣器或電分段錨段關節形成的電分段；XLB--原邊和次邊電流方向相反，1∶1的吸流變壓器；HLX--與吸流變壓器(XLB)二次線圈相聯接，電流方向與接觸網中電流方向相反，與接觸網平行架空設置的導線，經一定距離(例4公裡)接入鋼軌；GK---吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置退出工作用的隔離開關；C0---吸流變壓器二次側串聯的電容器組；SKG--交流電力電子開關，可以是雙向可控矽，及其他交流電力電子開關；R0---交流電力電子開關控制的限流電阻，用於限制電容器(C0)放電電流；WY---限定取樣電壓值的穩壓器；R1---限定穩壓器電流的限流電阻；C1---平波電容器；ZL---取樣電壓整流器；QYB--取樣變壓器或電源變壓器，二次線圈有抽頭，可調整電壓；ZK---真空接觸器或是任何適宜電流、電壓、動作速度等技術指標的開關設備。
DL---電流繼電器或動作於電流的中間繼電器；我國有萬餘公裡電氣化鐵路，有的區段不同程度的存在著網壓偏低的現象，影響運輸能力的發揮，有部分線路急待改造。每年新建千公裡電氣化鐵路，吸流變壓器區段也須該吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置提高電壓，有著廣闊的市場前景。
該吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置的生產容易實現，不須專用的生產設備，各種規模的開關廠都能製造。
權利要求1.一種吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，由接觸網(JW)，分段絕緣器(FD)，吸流變壓器(XLB)和回流線(HLX)組成，其特徵是在吸流變壓器的二次側回流線(HLX)中串聯接入一組電容器(C0)，與電容器(C0)並聯的是電容器(C0)的保護設備，保護設備接線有多種方案；電容器(C0)的工頻容抗XC與吸流變壓器(XLB)加回流線(HLX)的工頻感抗XL之間，有2種組合關係XC≤XL；XL≤XC≤2XL；與電容器(C0)並聯的保護設備接線方案是與電容器(C0)並聯著取樣變壓器(QYB)，取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次線圈接著整流器(ZL)和電容器(C1)支路，取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次側電壓與電容器(C0)端電壓成正比，經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次電壓值達到整定值時，接於直流迴路的穩壓器(WY)導通並在負載電阻(R1)產生交流電力電子開關(SKG)的門極控制電壓，使與電容器(C0)並聯的交流電力電子開關(SKG)和限流電阻(R0)支路導通，回流線(HLX)中電流經電阻(R0)旁路，電容器(C0)得到有效的保護。
2.由權利要求1所述的吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，其特徵是與電容器(C0)並聯著取樣變壓器(QYB)支路；取樣變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓與電容器(C0)端電壓成正比，取樣變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當取樣變壓器(QYB)有抽頭的二次電壓值達到整定值時，接於直流迴路的穩壓器(WY)導通並使電流繼電器線圈(DL)受電，電流繼電器(DL)的接點(DL1)閉合，真空接觸器線圈(ZK0)受電，使與電容器(C0)並聯的接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路導通，並聯於電流繼電器(DL)接點(DL1)的附助接點(ZK1)閉合，使真空接觸器線圈(ZK0)自保持於導通，真空接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路保持接通，回流線(HLX)中電流經接觸器觸頭(ZK)和電阻(R0)支路旁路，電容器(C0)得到有效的保護；真空接觸器(ZK)也可以是任何適宜電流、電壓、動作速度等技術指標的開關設備。
3.由權利要求1所述的吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，其特徵是與電容器(C0)並聯著取樣變壓器(QYB)支路；取樣變壓器(QYB)有抽頭線圈的二次側電壓經整流器(ZL)整流，經電容器(C1)平波，成直流迴路；當與電容器(C0)串聯的電流互感器(LH)電流值達到整定值時，使電流繼電器線圈(DL)動作，接於直流迴路的電流繼電器(DL)的接點(DL1)閉合，與接點(DL1)串聯的真空接觸器線圈(ZK0)受電，與電容器(C0)並聯的接觸器觸頭(ZK)和限流電阻(R0)支路導通，並聯於電流繼電器(DL)接點(DL1)的附助接點(ZK1)閉合，使真空接觸器線圈(ZK0)自保持於導通，真空接觸器觸頭(ZK)保持接通，回流線(HLX)中電流經接觸器觸頭(ZK)和電阻(R0)支路旁路，電容器(C0)得到有效的保護；過電流消失時，恢復正常狀態；真空接觸器(ZK)也可以是任何適宜電流、電壓、動作速度等技術指標的開關設備。
4.由權利要求1、或2、或3所述的吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置，其特徵是可以使用一組，也可以多組在同一供電臂中同時使用。
專利摘要吸流變壓器二次側串聯電容補償裝置是電氣化鐵路牽引網的技術裝備,由電容器組及其保護設備組成;保護設備有多種接線方案,其中有交流電力電子開關型、有觸點的真空接觸器型和電流互感器啟動型。本新產品用於改善接觸網電壓水平,提高電氣化鐵路的運輸能力。該裝置的生產容易實現,不須專用的生產設備,各種規模的開關廠都能製造。
文檔編號H02P13/00GK2275302SQ96208680
公開日1998年2月25日 申請日期1996年4月11日 優先權日1996年4月11日
發明者郭寶庫 申請人:郭寶庫