摘要：提出一種基于Y,d11 接線變壓器的同相供電技術(shù)方案，立足于無(wú)源對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)，構(gòu)建電氣化鐵路同相供電系統(tǒng)。其主要思想是通過(guò)設(shè)計(jì)單調(diào)諧LC 濾波器濾除牽引負(fù)荷3、5、7 次諧波，利用全負(fù)序相量圖設(shè)計(jì)對(duì)稱補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償同相供電帶來(lái)的負(fù)序問(wèn)題。采用Matlab/Simulink 中的電力系統(tǒng)仿真元件庫(kù)對(duì)系統(tǒng)建模并仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該接線方式的同相供電系統(tǒng)綜合補(bǔ)償方案的正確性和可行性，它不僅能夠滿足高速、重載機(jī)車運(yùn)行的要求，取消分相絕緣器，而且能夠達(dá)到三相完全平衡，同時(shí)濾除諧波和補(bǔ)償無(wú)功。

　　0 引言

　　隨著電氣化鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電氣化鐵路相關(guān)問(wèn)題的研究已成為電力部門和鐵路部門共同關(guān)注的問(wèn)題。高速鐵路采用同相供電技術(shù)，也就是每個(gè)變電站均采用單相供電，原邊相位不再輪換，取消牽引變電站和分區(qū)亭處接觸網(wǎng)中的分相絕緣器，且在平衡變換裝置的作用下可以完全消除系統(tǒng)不平衡，濾除諧波并補(bǔ)償無(wú)功，使變化劇烈、含有大量諧波、低功率因數(shù)的不對(duì)稱單相牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)而言僅相當(dāng)于一個(gè)純阻性的三相對(duì)稱負(fù)荷，從而有利于高速機(jī)車速度的提高，更能滿足高速或重載牽引的發(fā)展要求。目前，關(guān)于同相牽引供電系統(tǒng)方案的研究已取得一定的成果。文獻(xiàn)介紹了采用對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)同相供電的系統(tǒng)方案；文獻(xiàn)[14-21]介紹了采用有源濾波器構(gòu)成的同相供電系統(tǒng)方案。本文設(shè)計(jì)了基于Y,d11 接線變壓器實(shí)現(xiàn)同相供電的對(duì)稱補(bǔ)償裝置，并進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和系統(tǒng)方案的仿真驗(yàn)證。不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，同相供電技術(shù)都將在一段時(shí)間內(nèi)成為鐵路交通發(fā)展的一個(gè)焦點(diǎn)，并且此項(xiàng)技術(shù)已在一些鐵路線路投入使用。

　　1 同相供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　盡管特殊接線的牽引變壓器能使補(bǔ)償裝置的設(shè)備容量達(dá)到，但將牽引變壓器容量計(jì)入而考慮整個(gè)系統(tǒng)的容量利用情況時(shí)，特殊接線變壓器與常規(guī)接線變壓器比較接近，再加上Y,d11 接線變壓器具有制造方便、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富、原邊可以大電流接地等優(yōu)點(diǎn)，因此，有必要對(duì)Y,d11 接線的對(duì)稱補(bǔ)償及其實(shí)現(xiàn)模式進(jìn)行研究。

　　三相電壓對(duì)稱時(shí)，采用無(wú)功器件直接補(bǔ)償三相系統(tǒng)的無(wú)功電流和負(fù)序電流，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)序和無(wú)功綜合補(bǔ)償，可通過(guò)變壓器的Y,d 聯(lián)結(jié)組消除零序電流分量，故本文將基于Y,d11 接線變壓器構(gòu)建同相供電系統(tǒng)，并采用無(wú)源濾波器濾除諧波，采用對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償負(fù)序和無(wú)功。同相牽引供電系統(tǒng)模型如圖1 所示。

圖1 牽引供電系統(tǒng)模型

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