电感集成型混合铁路潮流控制器

摘要

本发明公开了一种电感集成型混合铁路潮流控制器，公共电网经三相V/v变压器变为铁道牵引网的α、β两相，分别与α相、β相LC耦合补偿臂相连；α相、β相LC耦合补偿臂的电感通过非正交解耦技术集成到V/v牵引变压器二次侧，成为α相、β相集成电感绕组；α相、β相LC耦合补偿臂分别经第一、第二降压变压器与背靠背变流器两输出端相连。本发明采用非正交解耦技术将耦合臂的电感集成到变压器绕组，能够减少高速铁路功补系统的占地面积；采用有、无源系统相结合的技术方案大幅降低了变流器的容量。该系统是一种具有较高性价比的电气化铁道电能质量控制系统。

主权项

一种电感集成型混合铁路潮流控制器，其特征在于：包括三相V/v变压器、α相LC耦合补偿臂、β相LC耦合补偿臂、第一降压变压器、第二降压变压器、背靠背变流器；所述三相V/v变压器将三相公共电网变为铁道牵引网的α、β两相，α相的供电绕组与牵引网相连，为机车负荷供电；α相、β相分别与α相、β相LC耦合补偿臂相连，α相、β相LC耦合补偿臂的电感通过非正交解耦技术集成到三相V/v变压器二次侧，成为α相、β相集成电感绕组；α相、β相LC耦合补偿臂分别经第一、第二降压变压器与背靠背变流器两输出端相连；所述α相集成电感绕组包括两个匝数相等、绕向相反互相串联的二次侧绕组，所述β相集成电感绕组包括两个匝数相等、绕向相反互相串联的二次侧绕组，其电感数值应根据LC耦合补偿臂的电感设计值L，按照如下解析法确定其空间布置参数，即：$\left\{\begin{array}{c}L=\frac{2{\mathrm{\pi \mu }}_0{N}^2\rho }{H_{x2}}\Sigma D,\Sigma D=r_{av}[a_0+\frac{1}{3}(a_1+a_2)]\\ \rho =1-\frac{1}{{\mathrm{\pi u}}_2}(1-e^{-{\mathrm{\pi u}}_2})[1-0.5e^{-2\pi v}(1-e^{-{\mathrm{\pi u}}_2})]\\ u_2=\frac{H_{x2}}{a_0+a_1+a_2},v=\frac{\delta }{a_0+a_1+a_2}\end{array}\right.,$其中δ为二次侧绕组与三相V/v变压器铁芯柱之间的距离，r_av为三相V/v变压器铁芯柱中间距二次侧绕组中轴线的距离，a₁、a₂为集成电感绕组两个二次侧绕组的高度，H_x2为二次侧绕组厚度，a₀为集成电感绕组两个二次侧绕组间距，μ₀＝4π×10^‑7H/m为真空磁导率，N为三相V/v变压器任一段集成电感绕组的匝数。