牵引供电数控节能装置
电气化铁路牵引供电数控节能装置是一种采用数字控制系统及现代电力电子变换技术实现新一代无分相的同相供电系统装置,是电气化铁路牵引同相供电的最新技术,可有效解决既有异相牵引供电系统所存在的无功,负序,谐波及过分相问题,实现节能及接线网全网贯通式同相供电。牵引供电数控节能装置整机结构采用模块化和冗余设计技术,装置输入侧采用多重化四象限PWM技术实现网侧高功率因数及低谐波,输出侧采用级联多电平载波移相技术输出稳定完美的低谐波电压,并连续无极可调。采用先进的数字控制技术,实现电流跟随速度快,且稳态误差及超调量较小,确保了输出电压稳定、功率因数高。采用PID增量算法的控制技术,提高系统的快速反应能力,使输出电压波形接近完美正弦波。
牵引供电数控节能装置主要应用于电气化铁路、城市轨道交通相关领域。目前我国电气化铁路采用25KV单相工频交流制,这种制式相对于非电气化铁路和内燃机车具有很多的优点和较明显的经济效益,但也存在着许多亟待解决的问题,主要表现在
A.系统三相严重不平衡
交流电气化铁道牵引负荷--电力机车为变化频繁的单相负荷,在电力系统中产生较大的负序电流,造成三相严重不平衡。不平衡程度与牵引负荷的大小和变电所主变压器接线形式有关。
B.谐波与无功问题
我国电气化铁道运行的交-直整流器电力机车是一种非线性、低功率因数负荷,将对牵引供电系统和电力系统注入各次谐波电流,成为一种谐波源。电力机车不同工况下,牵引负荷电流相位角(相对于牵引网电压)的变化幅度较大,致使功率因数偏低。
C.在异相供电方式中,为求得对电力系统的平衡,牵引变电所采取三相进线换相连接措施,这就导致了27.5KV侧接触网电分相(分相绝缘器)环节的出现。而高速和重载运输则要求机车受电弓平滑连续受流,因此,这种电分相由于其机械、电气上的弱点,不仅成为速度和牵引力损失的主要原因,也是整个系统中最薄弱的环节之一。
电气化电能质量及过分相问题,已限制了铁路的高速、重载发展,牵引供电数控节能装置可以有效解决电气化铁道及城市轨道交通行业的牵引供电系统的过分相、无功与谐波问题,改善电能质量,实现全网贯通式同相供电,提高牵引供电能力、保障运输能力,提高牵引系统可靠性,实现节能降耗。

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