CN108551265A - 基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，包括自耦变压器、三桥臂不控整流桥、串联电容组、三桥臂全控桥a～c和输出滤波器；自耦变压器的输出端连接到三桥臂不控整流桥，三桥臂不控整流桥的直流输出端依次连接到串联电容器组、三桥臂全控桥a～c，三桥臂全控桥a～c的输出端连接到输出滤波器上，输出滤波器设有A、B、C三相输出端；而且自耦变压器的一个轴头与三桥臂不控整流桥、串联电容组、输出滤波器和大地相连，且与输出滤波器的连接处设有N、G两出线，构成A、B、C、N、G三相五线供给低压负荷，方便站内电源进行低压配电，且结构简单、巧妙，易于实现，实现成本低，有利于普及应用。
Description
技术领域
本发明属于电气化铁路技术领域，尤其涉及一种基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源
背景技术
铁路站内，包括电气化铁路、高速铁路，其轨道沿线具有很多牵引变电站、枢纽变电站、分区所、区间所，其各类变电站/变电所内都具有380V电源为车站内直流屏、信号、照明灯生产生活负荷以及道岔、防灾预警的重要负荷供电。部分重要信号负荷需要2路甚至3路独立电源供电。而在部分偏远地区，尤其是在高寒、高海拔、荒漠等地带，重要信号负荷远不能满足2路独立电源供电的需求，甚至连1路电源都难以满足，但是这类负荷供电又必须得到保障。
常见的通过高压远距离输电，利用变压器转换为低压三相五线380V电能给各个低压负荷，存在线损大，经济效益不高的问题。而直接采用变压器将牵引27.5kV转换为220V或380V电能的方式，由于受到铁路电力机车非线性冲击负荷的影响，造成低压220V或380V电压侧谐波含量过大、电压存在骤升骤降和三相不平衡等严重的电能质量问题，使低压各类负荷不能可靠工作。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有三相五线、便于适应单相负荷和三相负荷等负载情况，可将铁路站内27.5/0.22kV单相电转换为适合站内使用的低压电源，并隔离铁路牵引侧的电压谐波等电能质量问题，还可实现大功率整流和大功率输出以及三相不平衡负荷的回流，电源稳定、可靠，且结构简单、巧妙，易于实现，实现成本低，利于推广应用的基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，包括有自耦变压器、三桥臂不控整流桥、串联电容组、三桥臂全控桥a、三桥臂全控桥b、三桥臂全控桥c和输出滤波器；其中，所述自耦变压器设有与站内27.5/0.22kV变压器连接的输入端，其输出端连接到三桥臂不控整流桥，所述三桥臂不控整流桥的直流输出端依次连接到串联电容器组、三桥臂全控桥a、三桥臂全控桥b和三桥臂全控桥c，所述三桥臂全控桥a、三桥臂全控桥b和三桥臂全控桥c的输出端连接到输出滤波器上，所述输出滤波器设有A、B、C三相输出端；而且所述自耦变压器设有一个轴头与三桥臂不控整流桥、串联电容组、输出滤波器和大地相连，同时输出滤波器与自耦变压器轴头的连接处设有N、G两出线，构成A、B、C、N、G三相五线供给低压负荷。
进一步地，所述自耦变压器的输出端P1轴头、P2轴头和P3轴头，其中P1轴头和P3轴头分别连接在三桥臂不控整流桥的T1点和T3点上，P2轴头与三桥臂不控整流桥的T2点、串联电容器组的N1点、滤波器的N2点和大地相连，且N2点处设有所述N、G两出线。
进一步地，所述P2轴头位于P1轴头与P3轴头之间的中点，而且自耦变压器的输入端与输出端的变比匝比n/m≤1/2。
进一步地，所述串联电容器组为上下两组电容器，所述N1点为两组电容器之间的中点。
进一步地，所述输出滤波器采用星形接法，所述N2点为星形的中点。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述技术方案，即具有A、B、C三相、N相零线和G相地线，便于适应单相负荷、三相负荷等负载情况，将铁路站内27.5/0.22kV单相电转换为适合站内使用的低压电源，方便站内电源进行低压配电，并隔离铁路牵引侧的电压谐波等电能质量问题，电源稳定、可靠，同时利用自耦变压器的中点轴头钳位到地电位，和跨接串联电容组中点与输出滤波器7的星形中点实现N与地线，以及自耦变压器直接变换三轴头，实现大功率整流和大功率输出以及三相不平衡的回流，而且该电源结构简单、巧妙，易于实现，实现成本低，利于推广应用。
附图说明
图1是本发明所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示：
本发明实施例所述一种基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，包括有自耦变压器1、三桥臂不控整流桥2、串联电容组3、三桥臂全控桥a 4、三桥臂全控桥b5、三桥臂全控桥c 6和输出滤波器7。其中，所述自耦变压器1设有与站内27.5/0.22kV变压器连接的输入端，其输出端连接到三桥臂不控整流桥2，所述三桥臂不控整流桥2的直流输出端依次连接到串联电容器组3、三桥臂全控桥a 4、三桥臂全控桥b 5和三桥臂全控桥c 6，所述三桥臂全控桥a 4、三桥臂全控桥b 5和三桥臂全控桥c 6的输出端连接到输出滤波器7上，所述输出滤波器7设有A、B、C三相输出端；而且自耦变压器1设有一个轴头与三桥臂不控整流桥2、串联电容组3、输出滤波器7和大地相连，同时输出滤波器7与自耦变压器1轴头的连接处设有N、G两出线，构成A、B、C、N、G三相五线供给低压负荷；具体结构可以为：所述自耦变压器1的输出端P1轴头、P2轴头和P3轴头，其中P1轴头和P3轴头分别连接在三桥臂不控整流桥2的T1点和T3点上，P2轴头与三桥臂不控整流桥2的T2点、串联电容器组3的N1点、滤波器的N2点和大地相连，且N2点处设有所述N、G两出线(N相零线和G相地线)，便于适应单相负荷、三相负荷等负载情况；而且P2轴头位于P1轴头与P3轴头之间的中点，自耦变压器1的输入端与输出端的变比匝比n/m≤1/2，所述串联电容器组3为上下两组电容器，所述N1点为两组电容器之间的中点，所述输出滤波器7采用星形接法，所述N2点为星形的中点。
这样，将本发明所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源即具有三相五线(A、B、C三相、N相零线和G相地线)，便于适应单相负荷、三相负荷等负载情况，可将铁路站内27.5/0.22kV单相电转换为适合站内使用的低压电源，方便站内电源进行低压配电，并隔离铁路牵引侧的电压谐波等电能质量问题，电源稳定、可靠，同时利用自耦变压器1的中点轴头(P2轴头)钳位到地电位，和跨接串联电容组3中点(N1点)与输出滤波器7的星形中点(N2点)实现N与地线，以及自耦变压器1直接变换三轴头(P1轴头、P2轴头和P3轴头)，实现大功率整流和大功率输出以及三相不平衡的回流，而且该电源结构简单、巧妙，易于实现，实现成本低，有利于普及应用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，其特征在于：包括有自耦变压器(1)、三桥臂不控整流桥(2)、串联电容组(3)、三桥臂全控桥a(4)、三桥臂全控桥b(5)、三桥臂全控桥c(6)和输出滤波器(7)；其中，所述自耦变压器(1)设有与站内27.5/0.22kV变压器连接的输入端，其输出端连接到三桥臂不控整流桥(2)，所述三桥臂不控整流桥(2)的直流输出端依次连接到串联电容器组(3)、三桥臂全控桥a(4)、三桥臂全控桥b(5)和三桥臂全控桥c(6)，所述三桥臂全控桥a(4)、三桥臂全控桥b(5)和三桥臂全控桥c(6)的输出端连接到输出滤波器(7)上，所述输出滤波器(7)设有A、B、C三相输出端；而且所述自耦变压器(1)设有一个轴头与三桥臂不控整流桥(2)、串联电容组(3)、输出滤波器(7)和大地相连，同时输出滤波器(7)与自耦变压器(1)轴头的连接处设有N、G两出线，构成A、B、C、N、G三相五线供给低压负荷。
2.根据权利要求1所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，其特征在于：所述自耦变压器(1)的输出端P1轴头、P2轴头和P3轴头，其中P1轴头和P3轴头分别连接在三桥臂不控整流桥(2)的T1点和T3点上，P2轴头与三桥臂不控整流桥(2)的T2点、串联电容器组(3)的N1点、滤波器的N2点和大地相连，且N2点处设有所述N、G两出线。
3.根据权利要求2所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，其特征在于：所述P2轴头位于P1轴头与P3轴头之间的中点，而且自耦变压器(1)的输入端与输出端的变比匝比n/m≤1/2。
4.根据权利要求2或3所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，其特征在于：所述串联电容器组(3)为上下两组电容器，所述N1点为两组电容器之间的中点。
5.根据权利要求2或3所述基于自耦钳位构零的单相转三相五线铁路站用低压电源，其特征在于：所述输出滤波器(7)采用星形接法，所述N2点为星形的中点。
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