基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)及方法，利用單相多繞組電力機車牽引變壓器高壓繞組與牽引供電網相連，在交流供電制式下，牽引變壓器的高壓繞組與交流供電網相連，牽引繞組與AC/DC整流器相連，AC/DC整流器與在DC/AC逆變器相連，逆變出3相交流電后給牽引電機供電；在直流供電制式下，單相多繞組電力機車牽引變壓器的牽引繞組被用作直流濾波電感，直流穩(wěn)壓電容通過直流濾波電感與直流牽引供電網相連，DC/AC逆變器并聯在電容器兩端，逆變出3相交流電后給牽引電供電。單相多繞組電力機車牽引變壓器在多流制條件下發(fā)揮出牽引變壓器和直流濾波電感兩種功能。
【專利說明】基于單相多繞組牽弓丨變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道牽引供電系統(tǒng)領域，特別涉及一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]今年來，隨著我國電氣化鐵道技術不斷向高速和重載方向發(fā)展，我國的電氣化鐵道技術的進步已得到世界各國的廣泛關注。特別是我國的高鐵技術的進步和發(fā)展。中國南車和中國北車目前是我國電力機車的主要生產制造商，各自研發(fā)的高性能、高速的電力機車已完全能滿足國內市場的需求。但我國生產的電力機車僅供國內高速鐵路發(fā)展的需求，必將嚴重限制了企業(yè)的健康、快速發(fā)展。因此，我國的電力機車技術還需要不斷拓展國際市場，使我國的電力機車快速跑入世界軌道。
[0003]目前，我國電力機車的供電制式主要為25kV/50Hz的交流牽引供電系統(tǒng)；因此，長期以來我國研制的高速和重載電力機車主要適用于交流供電制式條件下。但在拓展國際市場的過程中發(fā)現:由于不同國家因發(fā)展過程的不同、供電電壓和頻率不同、傳統(tǒng)供電模式依舊存在等多種原因，造成了不同國家電力機車的牽引供電制式存在較大差異。例如:南非牽引供電系統(tǒng)同時采用25kV/50Hz交流和3kV直流兩種牽引供電制式；而在歐洲，電力機車的牽引供電制式更為復雜，意大利和比利時采用3kV直流牽引供電系統(tǒng)，法國和德國采用25kV/50Hz牽引供電系統(tǒng)，瑞士采用15kV/16.7Hz牽引供電系統(tǒng)，歐洲大陸電力機車的供電制式多樣復雜。今年來，我國高速鐵路的飛速發(fā)展也吸引了東南亞各國的廣泛關注。特點是今年我國國家主席和總理對東南亞各國的友好訪問，對推動泛亞鐵路的建設起來了積極的作用。而東南亞國家，如越南、泰國、馬來西亞等國由于過去長期以來對鐵路發(fā)展重視不足，電氣化鐵道的發(fā)展嚴重滯后，仍有部分國家的牽引供電系統(tǒng)仍采用1.5kV直流牽引供電系統(tǒng)，而馬來西亞采用25kV/50Hz牽引供電系統(tǒng)。
[0004]同時，隨著我國城市軌道交流的迅猛發(fā)展，特別是城市地鐵的快速發(fā)展，電力牽引以其高效、快捷、節(jié)能的特點正在廣泛地應用于城市軌道交流領域，從單一線路到多條線路和，從城市內部到城際之間，從單一的地鐵系統(tǒng)到地下-地面-高架相結合的多元化牽引系統(tǒng)。由于我國鐵路電力機車牽引供電系統(tǒng)與城市軌道交流車輛牽引供電系統(tǒng)大都采用各自獨立的供電制式，電壓等級和電流制均不同:電力機車采用25kV/50Hz牽引供電，城市軌道交流車輛采用1.5kV直流供電制式，因此，研制適用于不同供電制式的電力機車牽引變壓器和牽引供電系統(tǒng)能夠降低電力機車牽引與城軌交流牽引綜合變電站的投資成本，對實現電力機車和城市軌道車輛功能復用具有重要意義。
[0005]為了滿足多種牽引供電制式下，電力機車跨國或跨區(qū)域的軌道客運和貨運的需求，跨國或跨區(qū)域電力機車必須能夠滿足在多種牽引供電制式下工作。由于受到電力機車車載牽引供電系統(tǒng)安裝空間、重量及成本的限制，在同輛電力機車是不可能采用獨立的車載牽引供電系統(tǒng)。
[0006]因此，研制多流制電力機車牽引供電系統(tǒng)對推動我國鐵路牽引供電系統(tǒng)與城市軌道交流車輛牽引供電系統(tǒng)的融合、電力機車供電制式的多元化及向國際市場推廣我國的高鐵技術具有重要的工程和理論價值。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)及方法。
[0008]一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，包括單相多繞組電力機車牽引變壓器1、牽引電機7、DC/AC逆變器6、直流穩(wěn)壓電容5、整流器4、受電弓2、牽引供電接觸網3及輪軌8，所述受電弓2連接于牽引供電接觸網3上，所述牽引電機7連接于所述DC/AC逆變器6的輸出端，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器I的一次側繞組和二次繞組分別為高壓繞組和牽引繞組，所述直流穩(wěn)壓電容的兩端A點和B點并聯于DC/AC逆變器6的兩個輸入端之間，所述高壓繞組的首端GA與受電弓之間設有第一連接單元9，所述高壓繞組的尾端GB與輪軌之間設有第二連接單元10，所述牽引繞組的首端QA與整流器的一個輸入端之間設有第三連接單元17，所述牽引繞組的尾端QB與整流器的另一個輸入端之間設有第四連接單元18，所述牽引繞組的首端QA與受電弓之間設有第五連接單元16，所述直流穩(wěn)壓電容的一端B點與輪軌之間設有第六連接單元19，所述直流穩(wěn)壓電容的一端A點與牽引繞組的尾端QB之間設有第七連接單元20 ； [0009]所述牽引繞組為兩級結構，包括第一級牽引繞組和第二級牽引繞組，所述第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯時，以第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0010]在牽引供電接觸網的供電制式為交流供電時,連通第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元及第四連接單元使得高壓繞組的首端和尾端分別與受電弓和輪軌相連，牽引繞組的首端和尾端分別與整流器的兩個輸入端相連，整流器的輸出端并聯相接于直流穩(wěn)壓電容的兩端，形成交流牽引供電系統(tǒng)；
[0011]在牽引供電接觸網的供電制式為直流供電時，連通第五連接單元、第六連接單元和第七連接單元，將牽引繞組作為直流濾波電感，將牽引繞組的首端和尾端分別與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連，直流穩(wěn)壓電容的另一端B點通過第六連接單元與輪軌相連，形成直流牽引供電系統(tǒng)。
[0012]所述單相多繞組電力機車牽引變壓器至少包括兩組高壓繞組和兩組牽引繞組；
[0013]所有高壓繞組并聯，即多組高壓繞組的首端GAl、GA2?"GAn并聯，多組高壓繞組的尾端 GBl、GB2*"GBn 并聯；
[0014]多組牽引繞組的配置結構包括以下三種:
[0015]多組牽引繞組并聯，即多組牽引繞組的首端QAl、QA2?"QAn并聯，多組牽引繞組的尾端 QBl、QB2."QBn 并聯；
[0016]多組牽引繞組串聯，即依次將相鄰組的牽引繞組的尾端和首端串接，以第一組牽引繞組的首端QAl和最后一組牽引繞組的尾端QBn分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0017]η為整數，表示高壓繞組和牽引繞組的組數；
[0018]多組牽引繞組中的任意一組牽引繞組單獨工作或多組牽引繞組分別單獨工作。
[0019]當交流供電頻率為50Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組，第一級牽引繞組的首端和尾端分別通過第三連接單元和第四連接單元與整流器的兩個輸入端相連。
[0020]當交流供電頻率為16.7Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯，第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別通過第三連接單元和第四連接單元與整流器的兩個輸入端相連。
[0021]當直流供電電壓為3KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組串聯，以第一牽引繞組的首端QAl和第二牽引繞組的尾端QB2分別通過第五連接單元和第七連接單元與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。
[0022]當直流供電電壓為1.5KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組并聯，以第一牽引繞組的首端QAl或第二牽引繞組的首端QA2通過第五連接單元與受電弓相連，以第一牽引繞組的首端QBl或第二牽引繞組的首端QB2通過第七連接單元與和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。
[0023]所述第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元、第四連接單元、第五連接單元、第六連接單元及第七連接單元為連接片、手動開關或電控開關。
[0024]一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電方法，采用所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，所述的單相多繞組電力機車牽引變壓器高壓繞組與牽引供電網相連，所述牽引繞組為兩級結構，包括第一級牽引繞組和第二級牽引繞組，所述第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯時，以第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0025]所述單相多繞組電力機車牽引變壓器至少包括兩組高壓繞組和兩組牽引繞組； [0026]所有高壓繞組并聯，即多組高壓繞組的首端GAl、GA2?"GAn并聯，多組高壓繞組的尾端 GBl、GB2*"GBn 并聯；
[0027]多組牽引繞組的配置結構包括以下三種:
[0028]多組牽引繞組并聯，即多組牽引繞組的首端QAl、QA2?"QAn并聯，多組牽引繞組的尾端 QBl、QB2."QBn 并聯；
[0029]多組牽引繞組串聯，即依次將相鄰組的牽引繞組的尾端和首端串接，以第一組牽引繞組的首端QAl和最后一組牽引繞組的尾端QBn分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0030]η為整數，表示高壓繞組和牽引繞組的組數；
[0031]多組牽引繞組中的任意一組牽引繞組單獨工作或多組牽引繞組分別單獨工作；
[0032]在交流供電制式下，單相多繞組電力機車牽引變壓器的高壓繞組的首端通過受電弓與交流供電網相連，高壓繞組的尾端與輪軌相連接地，牽引繞組與AC/DC整流器相連，AC/DC整流器與DC/AC逆變器相連，直流穩(wěn)壓電容與DC/AC逆變器的輸入端并聯，DC/AC逆變器逆變出三相交流電后給牽引電機供電；
[0033]在直流供電制式下，單相多繞組電力機車牽引變壓器的牽引繞組被用作直流濾波電感，直流穩(wěn)壓電容的一端通過直流濾波電感與直流牽引供電網相連，直流穩(wěn)壓電容的另一端通過輪軌接地，DC/AC逆變器并聯于直流穩(wěn)壓電容的兩端，逆變出三相交流電后給牽引電機供電；
[0034]當交流供電頻率為50Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組，第一級牽引繞組的首端和尾端分別與整流器的兩個輸入端相連；
[0035]當交流供電頻率為16.7Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯，第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別與整流器的兩個輸入端相連。
[0036]當直流供電電壓為3KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組串聯，以第一牽引繞組的首端QAl和第二牽引繞組的尾端QB2分別與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連；
[0037]當直流供電電壓為1.5KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組并聯，以第一牽引繞組的首端QAl或第二牽引繞組的首端QA2和第一牽引繞組的尾端QBl或第二牽引繞組的尾端QB2分別通過第五連接單元和第七連接單元與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。
[0038]所述連接片是指用于連接兩個端口，使得兩個端口導通。
[0039]有益效果
[0040]本發(fā)明實現對單相多繞組電力機車牽引變壓器和DC/AC逆變器的功能復用，在交流供電制式下，多繞組牽引變壓器發(fā)揮變壓的功能，在直流供電制式下，多繞組牽引變壓器用作直流濾波電感；對適用于多流制的電力機車而言，無需配置多套車載牽引供電系統(tǒng)，只需一套牽引供電系統(tǒng)及設備即可滿足多流制的要求，可有效降低牽引供電系統(tǒng)中的設備數量，節(jié)約成本、降低牽引供電系統(tǒng)的重量和占用空間；牽引繞組采用兩級繞組結構，同時滿足了 25kV/50Hz、15kV/16.7Hz、3kV直流和1.5kV直流四種供電制式的要求；便于變壓器的出線，降低了繞組高度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明在多流制下系統(tǒng)接線示意圖。
[0042]圖2為單相多繞組電力機車牽引變壓器截面示意圖。
[0043]圖3為單相多繞組電力機車牽引變壓器在交流25kV/50Hz供電系統(tǒng)下的繞組接線示意圖。
[0044]圖4為單相多繞組電力機車牽引變壓器在交流15kV/16.7Hz供電系統(tǒng)下的繞組接線示意圖。
[0045]圖5為單相多繞組電力機車牽引變壓器在直流3kV供電系統(tǒng)下的繞組接線示意圖。
[0046]圖6為單相多繞組電力機車牽引變壓器在直流1.5kV供電系統(tǒng)下的繞組接線示意圖。
[0047]標號說明:1、單相多繞組電力機車牽引變壓器，2、受電弓，3、牽引供電接觸網，4、AC/DC整流器，5、直流穩(wěn)壓電容，6、DC/AC逆變器，7、牽引電機，8、輪軌，9、第一連接單元，10、第二連接單元，11、變壓器油箱，12、變壓器鐵芯，13、高壓繞組，14第一級牽引繞組，15、第二級牽引繞組，16、第五連接單元，17、第三連接單元，18、第四連接單元，19、第六連接單元，20、第七連接單元。
【具體實施方式】
[0048]下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0049]如圖1所示，一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，包括單相多繞組電力機車牽引變壓器1、牽引電機7、DC/AC逆變器6、直流穩(wěn)壓電容5、整流器4、受電弓2、牽引供電接觸網3及輪軌8，所述受電弓2連接于牽引供電接觸網3上，所述牽引電機7連接于所述DC/AC逆變器6的輸出端，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器I的一次側繞組和二次繞組分別為高壓繞組和牽引繞組，所述直流穩(wěn)壓電容的兩端A點和B點并聯于DC/AC逆變器6的兩個輸入端之間，所述高壓繞組的首端GA與受電弓之間設有第一連接單元9，所述高壓繞組的尾端GB與輪軌之間設有第二連接單元10，所述牽引繞組的首端QA與整流器的一個輸入端之間設有第三連接單元17，所述牽引繞組的尾端QB與整流器的另一個輸入端之間設有第四連接單元18，所述牽引繞組的首端QA與受電弓之間設有第五連接單元16，所述直流穩(wěn)壓電容的一端B點與輪軌之間設有第六連接單元19，所述直流穩(wěn)壓電容的一端A點與牽引繞組的尾端QB之間設有第七連接單元20 ；
[0050]所述牽引繞組為兩級結構，包括第一級牽引繞組和第二級牽引繞組，所述第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯時，以第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0051]在牽引供電接觸網的供電制式為交流供電時，連通第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元及第四連接單元使得高壓繞組的首端和尾端分別與受電弓和輪軌相連，牽引繞組的首端和尾端分別與整流器的兩個輸入端相連，整流器的輸出端并聯相接于直流穩(wěn)壓電容的兩端，形成交流牽引供電系統(tǒng)；
[0052]在牽引供電接觸網的供電制式為直流供電時，連通第五連接單元、第六連接單元和第七連接單元，將牽引繞組作為直流濾波電感，將牽引繞組的首端和尾端分別與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連， 直流穩(wěn)壓電容的另一端B點通過第六連接單元與輪軌相連，形成直流牽引供電系統(tǒng)。
[0053]所述單相多繞組電力機車牽引變壓器至少包括兩組高壓繞組和兩組牽引繞組；
[0054]所有高壓繞組并聯，即多組高壓繞組的首端GAl、GA2?"GAn并聯，多組高壓繞組的尾端 GBl、GB2*"GBn 并聯；
[0055]多組牽引繞組的配置結構包括以下三種:
[0056]多組牽引繞組并聯，即多組牽引繞組的首端QAl、QA2?"QAn并聯，多組牽引繞組的尾端 QBl、QB2."QBn 并聯；
[0057]多組牽引繞組串聯，即依次將相鄰組的牽引繞組的尾端和首端串接，以第一組牽引繞組的首端QAl和最后一組牽引繞組的尾端QBn分別作為牽引繞組的首端和尾端；
[0058]η為整數，表示高壓繞組和牽引繞組的組數；
[0059]多組牽引繞組中的任意一組牽引繞組或多組牽引繞組單獨工作。
[0060]所述第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元、第四連接單元、第五連接單元、第六連接單元及第七連接單元為連接片、手動開關或電控開關。
[0061]本實施例中選用電控開關作為連接單元。
[0062]圖2為單相多繞組電力機車牽引變壓器的截面示意圖。牽引變壓器器身主要放置于變壓器的油箱11中，為了給變壓器進行散熱，油箱處于密封狀態(tài)，并注入變壓器油，再通過強迫油循環(huán)進行冷卻。以某一段磁勢平衡組為例，二次側牽引繞組分兩級，第二級牽引繞組15布置靠近鐵芯，第一級牽引繞組14布置在第二級牽引繞組15的外側，高壓繞組13又布置在第一級牽引繞組14的外側；這樣做有兩個好處:第一是可以同時滿足25kV/50Hz，15kV/16.7Hz，3kV直流和1.5kV直流四種供電制式的要求；第二是便于變壓器的出線，如果只用一層會給變壓器牽引繞組出線帶來不便，同時也會增加繞組高度。
[0063]圖3為單相多繞組電力機車牽引變壓器在25kV/50Hz交流供電制式下繞組接線示意圖。在50Hz交流牽引供電制式下，采用兩組高壓繞組和兩組牽引繞組，高壓繞組13由25kV牽引供電網供電，牽引繞組僅由第二級牽弓I繞組15構成，第一級牽弓I繞組14處于不工作狀態(tài)。
[0064]圖4為單相多繞組電力機車牽引變壓器在15kV/16.7Hz交流供電制式下繞組接線示意圖。在16.7Hz交流牽引供電制式下，采用兩組高壓繞組和兩組牽引繞組，高壓繞組13由15kV牽引供電網供電，第一級牽引繞組14與第二級牽引繞組15串聯后共同構成牽引繞組。
[0065]圖5為單相多繞組電力機車牽引變壓器在直流3kV供電制式下用作直流濾波電抗器的繞組接線示意圖。在直流3kV牽引供電制式下，采用兩組高壓繞組和兩組牽引繞組，高壓繞組13處于不工作狀態(tài)，第一個高壓繞組131對應的第一級牽引繞組141與第二級牽引繞組151串聯，第二個高壓繞組132對應的第一級牽引繞組142與第二級牽引繞組152串聯，再將兩組串聯后的牽引繞組再串聯起來，共同構成直流濾波電抗器。
[0066]圖6為單相多繞組電力機車牽引變壓器在直流1.5kV供電制式下用作直流濾波電抗器的繞組接線示意圖。在直流1.5kV牽引供電制式下，采用兩組高壓繞組和兩組牽引繞組，高壓繞組13處于不工作狀態(tài)，第一個高壓繞組131對應的第一級牽引繞組141與第二級牽引繞組151串聯，第二個高壓繞組132對應的第一級牽引繞組142與第二級牽引繞組152串聯，再將兩組串聯后的牽引繞組并聯起來，共同構成直流濾波電抗器。
[0067]為了適應更多其他的直流或交流制式，單相多繞組電力機車牽引變壓器可以采用四組、六組或八組高壓繞組和牽引繞組，使得多流制牽引供電系統(tǒng)能夠提供多種制式的電源。
[0068]本發(fā)明專利利用一套交流牽引供電系統(tǒng)的設備，通過對單相多繞組電力機車牽引變壓器的功能復用和變流器的復用，可以同時滿足兩種交流牽引供電制式和兩種直流牽引供電制式的系統(tǒng)要求，可大幅降低電力機車牽引供電系統(tǒng)的設備數量，占用空間和車載牽引供電系統(tǒng)的重量也得到了大幅度降低。
【權利要求】
1.一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，包括單相多繞組電力機車牽引變壓器(I)、牽引電機(7)、DC/AC逆變器(6)、直流穩(wěn)壓電容(5)、整流器(4)、受電弓(2)、牽引供電接觸網(3)及輪軌(8)，所述受電弓(2)連接于牽引供電接觸網(3)上，所述牽引電機(7)連接于所述DC/AC逆變器(6)的輸出端，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器(I)的一次側繞組和二次繞組分別為高壓繞組和牽引繞組，其特征在于，所述直流穩(wěn)壓電容的兩端A點和B點并聯于DC/AC逆變器(6)的兩個輸入端之間，所述高壓繞組的首端GA與受電弓之間設有第一連接單元(9)，所述高壓繞組的尾端GB與輪軌之間設有第二連接單元(10)，所述牽引繞組的首端QA與整流器的一個輸入端之間設有第三連接單元(17)，所述牽引繞組的尾端QB與整流器的另一個輸入端之間設有第四連接單元(18)，所述牽引繞組的首端QA與受電弓之間設有第五連接單元(16)，所述直流穩(wěn)壓電容的一端B點與輪軌之間設有第六連接單元(19)，所述直流穩(wěn)壓電容的一端A點與牽引繞組的尾端QB之間設有第七連接單元(20)； 所述牽引繞組為兩級結構，包括第一級牽引繞組和第二級牽引繞組，所述第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯時，以第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別作為牽引繞組的首端和尾端； 在牽引供電接觸網的供電制式為交流供電時，連通第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元及第四連接單元使得高壓繞組的首端和尾端分別與受電弓和輪軌相連，牽引繞組的首端和尾端分別與整流器的兩個輸入端相連，整流器的輸出端并聯相接于直流穩(wěn)壓電容的兩端，形成交流牽引供電系統(tǒng)； 在牽引供電接觸網的供電制式為直流供電時，連通第五連接單元、第六連接單元和第七連接單元，將牽引繞組作為直流濾波電感，將牽引繞組的首端和尾端分別與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連，直流穩(wěn)壓電容的另一端B點通過第六連接單元與輪軌相連，形成直流牽引供電系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器至少包括兩組高壓繞組和兩組牽引繞組； 所有高壓繞組并聯，即多組高壓繞組的首端GAl、GA2?"GAn并聯，多組高壓繞組的尾端GBUGB2—GBn 并聯； 多組牽引繞組的配置結構包括以下三種: 多組牽引繞組并聯，即多組牽引繞組的首端QAl、QA2-QAn并聯，多組牽引繞組的尾端QB1、QB2…QBn 并聯； 多組牽引繞組串聯，即依次將相鄰組的牽引繞組的尾端和首端串接，以第一組牽引繞組的首端QAl和最后一組牽引繞組的尾端QBn分別作為牽引繞組的首端和尾端； 多組牽引繞組中的任意一組牽引繞組單獨工作或多組牽引繞組分別單獨工作。
3.根據權利要求2所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，當交流供電頻率為50Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組，第一級牽引繞組的首端和尾端分別通過第三連接單元和第四連接單元與整流器的兩個輸入端相連。
4.根據權利要求2所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，當交流供電頻率為16.7Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯，第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別通過第三連接單元和第四連接單元與整流器的兩個輸入端相連。
5.根據權利要求2所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，當直流供電電壓為3KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組串聯，以第一牽引繞組的首端QAl和第二牽引繞組的尾端QB2分別通過第五連接單元和第七連接單元與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。
6.根據權利要求2所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，當直流供電電壓為1.5KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組并聯，以第一牽引繞組的首端QAl或第二牽引繞組的首端QA2通過第五連接單元與受電弓相連，以第一牽引繞組的首端QBl或第二牽引繞組的首端QB2通過第七連接單元與和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。
7.根據權利要求1-6任一項所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一連接單元、第二連接單元、第三連接單元、第四連接單元、第五連接單元、第六連接單元及第七連接單元為連接片、手動開關或電控開關。
8.一種基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電方法，其特征在于，采用權利要求1-6任一項所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電系統(tǒng)，所述的單相多繞組電力機車牽引變壓器高壓繞組與 牽引供電網相連，所述牽引繞組為兩級結構，包括第一級牽引繞組和第二級牽引繞組，所述第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯時，以第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別作為牽引繞組的首端和尾端； 所述單相多繞組電力機車牽引變壓器至少包括兩組高壓繞組和兩組牽引繞組； 所有高壓繞組并聯，即多組高壓繞組的首端GAl、GA2?"GAn并聯，多組高壓繞組的尾端GBUGB2—GBn 并聯； 多組牽引繞組的配置結構包括以下三種: 多組牽引繞組并聯，即多組牽引繞組的首端QAl、QA2...QAn并聯，多組牽引繞組的尾端 QBl、QB2"?QBn 并聯； 多組牽引繞組串聯，即依次將相鄰組的牽引繞組的尾端和首端串接，以第一組牽引繞組的首端QAl和最后一組牽引繞組的尾端QBn分別作為牽引繞組的首端和尾端； 多組牽引繞組中的任意一組牽引繞組單獨工作或多組牽引繞組分別單獨工作； 在交流供電制式下，單相多繞組電力機車牽引變壓器的高壓繞組的首端通過受電弓與交流供電網相連，高壓繞組的尾端與輪軌相連接地，牽引繞組與AC/DC整流器相連，AC/DC整流器與DC/AC逆變器相連，直流穩(wěn)壓電容與DC/AC逆變器的輸入端并聯，DC/AC逆變器逆變出三相交流電后給牽引電機供電； 在直流供電制式下，單相多繞組電力機車牽引變壓器的牽引繞組被用作直流濾波電感，直流穩(wěn)壓電容的一端通過直流濾波電感與直流牽引供電網相連，直流穩(wěn)壓電容的另一端通過輪軌接地，DC/AC逆變器并聯于直流穩(wěn)壓電容的兩端，逆變出三相交流電后給牽引電機供電。
9.根據權利要求8所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電方法，其特征在于，當交流供電頻率為50Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組，第一級牽引繞組的首端和尾端分別與整流器的兩個輸入端相連； 當交流供電頻率為16.7Hz時，所述牽引繞組為第一級牽引繞組與第二級牽引繞組串聯，第一級牽引繞組的首端和第二級牽引繞組的尾端分別與整流器的兩個輸入端相連。
10.根據權利要求8所述的基于單相多繞組牽引變壓器的多流制牽引供電方法，其特征在于，當直流供電電壓為3KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組串聯，以第一牽引繞組的首端QAl和第二牽引繞組的尾端QB2分別與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連； 當直流供電電壓為1.5KV時，所述單相多繞組電力機車牽引變壓器包括兩組牽引繞組，兩組牽引繞組并聯，以第一牽引繞組的首端QAl或第二牽引繞組的首端QA2和第一牽引繞組的尾端QBl或第二牽引繞組的尾端QB2分別通過第五連接單元和第七連接單元與受電弓和直流穩(wěn)壓電容的一端A點相連。`
【文檔編號】B60L9/00GK103754123SQ201410027000
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權日:2014年1月21日
【發(fā)明者】許加柱, 羅隆福, 李勇, 祁琦 申請人:湖南大學