本实用新型实施例涉及电力供电技术，尤其涉及一种能馈式牵引变电所及供电系统。

　　新型直线电机运输系统，采用直线电机推进，具有攀登坡度大、占地少、建设经费低、时速快、运行平稳、易于实现自动控制、无噪音、不排出有害的废气、利于环境保护、运营维护和耗能费用低等优点，是一种理想的短距离煤炭运输方式，对降低煤炭运输成本、节能减排、提高煤炭资源利用率具有十分重要的意义。牵引供电系统作为新型直线电机运输系统的一个重要组成部分，对系统安全、高效、可靠运行，起着至关重要的作用。为了减小运煤小车的重量，提高运输效率，各运煤小车上不设置再生制动电阻，这就要求各牵引变电所必须具有再生能量吸收能力，把电机的无用的或不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能，并回馈电网，再生循环使用，同时产生制动力矩，使电机快速停止无用的惯性转动，传统的基于二极管整流的牵引供电系统，能量只能单向传输，不能满足要求。考虑到煤炭矿区地形环境复杂，牵引变电所维护工作艰巨，要求对各牵引变电所运行状态进行远程集中实时监控。实用新型内容本实用新型提供一种能馈式牵引变电所及供电系统，用以解决现有技术中牵引变电所的再生制动能量吸收问题，实现再生制动能量的循环使用。本实用新型提供了一种能馈式牵引变电所，包括整流变压器柜，所述整流变压器柜内设有一个多绕组变压器，所述多绕组变压器具有一个原边绕组和多个副边绕组，且所述多个副边绕组采用相同的连接方式，所述多绕组变压器的原边绕组与交流中压电网相连；能馈式牵引供电柜，所述能馈式牵引供电柜内设有多个大功率双向变流器，所述多个大功率双向变流器直流侧正极并联后接到能馈式牵引供电柜正极输出，所述多个大功率双向变流器直流侧负极并联后接到能馈式牵引供电柜负极输出，所述多绕组变压器的各副边绕组分别与一个大功率双向变流器交流侧相连。如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，大功率双向变流器的功率器件为绝缘栅双极型晶体管功率模块，且所述大功率双向变流器采用三相全桥结构。如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，还包括交流高压开关柜，所述交流高压开关柜内设有一个高压交流断路器，所述变压器的原边绕组通过所述高压交流断路器与交流中压电网相连。如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，还包括交流低压开关柜，所述交流低压开关柜内设有多个低压交流断路器，在所述多绕组变压器的副边绕组与所述每个大功率双向变流器交流侧之间分别串接一个低压交流断路器。[0015]如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，还包括直流馈线开关柜，所述直流馈线开关柜内设有一个直流断路器和一个直流隔离开关，所述直流隔离开关和直流断路器分别串接在所述直流馈线开关柜的正、负极母线上，所述能馈式牵引供电柜直流侧输出与所述直流馈线开关柜输入相连。如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，还包括控制装置，所述控制装置包括数据输入模块，包括传感器、数据调理电路和模数采集单元，所述传感器用于采集能馈式牵引变电所中大功率双向变流器的状态参数，所述数据调理电路用于将采集到的状态参数进行放大处理，所述模数采集单元用于将放大后的状态参数进行模数转换；数据处理模块，用于对所述数据输入模块采集的状态参数进行运算，完成相应控制算法，产生脉冲宽度调制脉冲；控制模块，接收数据处理模块输出的脉冲宽度调制脉冲信号，再输出到所述大功率双向变流器，用于控制所述大功率双向变流器的绝缘栅双极型晶体管的通断；比较模块，用于将所述数据调理电路的输出信号与设定的保护阈值进行比较，当超过设定的保护阈值时，输出一个故障信号给所述控制模块，所述控制模块自动封锁脉冲宽度调制脉冲信号的输出。如上所述的能馈式牵引变电所，优选的是，控制装置的数据处理模块为基于比例积分微分控制的双闭环控制，且包括电流内环控制环节和电压外环控制环节，所有的大功率双向变流器共用电压外环控制环节电路，每个大功率双向变流器具有独立的电流内环控制环节电路。本实用新型还提供了一种供电系统，包括本实用新型任意实施例所提供的能馈式牵引变电所，所述能馈式牵引变电所能馈式牵引供电柜的正极输出与接触网相连，能馈式牵引供电柜的负极输出与钢轨相连；监控中心，所述监控中心包括工控机和数据传输单元，所述数据传输单元用于通过有线或无线方式接收能馈式牵引变电所中大功率双向变流器的状态参数。本实用新型所提供的能馈式牵引变电所及供电系统，解决了再生制动能量的吸收问题，将制动能量转化为电能并回馈电网，实现了再生能量循环使用，同时产生制动力矩，缩短制动时间；再生制动电阻的缺省减小了运输车体的重量，提高了运输效率；监控中心能够实时监控牵引变电所的运行状态，方便有效地、及时地进行牵引变电所的维护。

　　图I为本实用新型实施例所提供牵引供电系统的示意图；图2为本实用新型实施例一提供的能馈式牵引变电所组成框图；图3为本实用新型实施例一中大功率双向变流器主电路图；图4为本实用新型实施例一中大功率双向变流器工作原理图；图5为本实用新型实施例二提供的大功率双向变流器控制装置组成框图；图6为本实用新型实施例三提供的大功率双向变流器控制装置的数据处理模块框图；图7为本实用新型实施例四中监控中心设备组成框图。

　　实施例一图2所示为本实用新型实施例一所提供的能馈式牵引变电所组成框图，能馈式牵引变电所应用在牵引供电系统中，是牵引供电系统的核心，对整个系统安全、高效、可靠运行，起着至关重要的作用。能馈式牵引变电所的直流输出电源为牵引供电系统中车辆的行驶提供动力源，供电区间长，可以最大限度的减少能馈式牵引变电所的数量，节约投资。图I所示为本实用新型实施例所提供的牵引供电系统的示意图，其由N个能馈式牵引变电所101、监控中心102、接触网103和钢轨104组成，监控中心102分别与各能馈式牵引变电所101通信，从而来监控各能馈式牵引变电所101的工作状态，方便维护。能馈式牵引变电所101的交流侧连接交流中压电网100，以获取电源，其直流侧连接至接触网103和钢轨104，用于向接触网103和钢轨104之间运行的车辆105供电。

　　本实用新型所提供的能馈式牵引变电所101容量至少为lMw，且该能馈式牵引变电所101的交流进线kv，在电力系统中，通常可将Ikv以下的电压称为低压，Ikv以上的电压称为高压，Ikw以下的功率成为小功率，Ikw以上的功率为大功率，所以本实用新型中优选能适应高压和大功率工作环境的器件。当然，实际应用中，也可以根据具体情况设置高低压和大小功率的分界线所示，本实施例中能馈式牵引变电所101包括整流变压器柜2和能馈式牵引供电柜4。其中，整流变压器柜2内设有一个多绕组变压器，多绕组变压器的原边绕组与交流中压电网100相连，该多绕组变压器具有一个原边绕组和多个副边绕组，且多个副边绕组采用相同的连接方式，对于多绕组变压器原边绕组和副边绕组的连接可以有多种实现方式，例如，原边绕组采用星形连接方式，各副边绕组均采用三角形连接方式，，副边绕组的三角形连接方式使得变压器副边绕组输出电压波形接近于正弦波，有利于进一步地整流。能馈式牵引供电柜4内设有N个大功率双向变流器7，其中NS 2，多绕组变压器副边绕组分别与的一个大功率双向变流器7交流侧相连，N个大功率双向变流器7直流侧正极并联后接到能馈式牵引供电柜4正极输出，N个大功率双向变流器7直流侧负极并联后接到能馈式牵引供电柜4负极输出，因为多绕组变压器各副边绕组输出电压相同，使得N个大功率双向变流器7交流侧输入电压相同，从而实现N个大功率双向变流器7直流侧并联输出，用于向接触网103和钢轨104之间运行的车辆105(参见图I)供电，提供动力源。N个大功率双向变流器7在工作时互为备份，当其中一个或多个(最多N-I个)大功率双向变流器7发生故障时，整个系统仍能够继续工作，保证供电的连续性和系统的可靠性。本实用新型所提供的能馈式牵引变电所101，由于能馈式牵引供电柜内采用了大功率双向变流器，实现了电流的双向变化，解决了再生制动能量的吸收问题，可以将制动能量转化为电能并回馈电网，实现了再生能量循环使用，整个系统具有高效节能、安全可靠的显著特点。为了保证能馈式牵引变电所101在实际工作过程中的安全性，且防止某个设备发生故障时，导致其它设备毁坏，需要在能馈式牵引变电所101中加入保护装置，例如，断路器，当发生故障时及时切断电路，起到保护作用。为实现对整个系统电路的保护，可以在能馈式牵引变电所101与交流中压电网之间设置交流高压开关柜1，高压开关柜I内设有一个高压交流断路器Qa。，整流变压器柜2的多绕组变压器原边绕组通过高压交流断路器％。与交流中压电网100相连，用于控制交流中压电网100与能馈式牵引变电所101连接的通断，当发生故障时切断电路，起到保护作用；优选的还可在整流变压器柜2与能馈式牵引供电柜4之间设置一个低压交流开关柜3，低压交流开关柜3内设有N个低压交流断路器Q，其中，整流变压器柜2变压器副边绕组与一个大功率双向变流器7交流侧之间分别串接一个低压交流断路器Q，低压交流断路器Q能够在能馈式牵引供电柜4发生故障时，及时切断主回路，起到保护作用。由于设备故障导致牵引供电系统不能正常运行，需要对故障设备进行维修，而且由于牵引供电系统通常运行在高压、大功率的工作环境，也需要对牵引供电系统尤其是牵引变电所进行定期维护，而目前的维修、维护工作主要是通过人工方式，需要在维修前主动切断主回路。切断牵引变电所主回路的方式有很多种，例如，可以在能馈式牵引供电柜4的直流侧与接触网103和钢轨104之间设置一个直流馈线，直流馈线内设有一个直流断路器Qd。和一个直流隔离开关Qs，其中，直流断路器Qd。和直流隔离开关Qs分别·串接在直流馈线的正、负极母线的直流侧输出与直流馈线的输入相连，直流隔离开关Qs用于在直流馈线负母线上形成明显分段点，便于系统维修，保证人身安全。直流断路器Qd。控制直流馈线正母线的通断，起直流过载保护和短路保护，这里的直流断路器Qd。也能实现对整个系统电路的保护。图3所示为本实施例中能馈式变电柜中大功率双向变流器的主电路图，能馈式牵引供电柜4中功率器件的连接方式及选择是实现能馈式牵引变电所101的关键，其运行状态参数直接反应整个系统的性能。本实施例中能馈式牵引供电柜4内设有N个大功率双向变流器7，N个大功率双向变流器7分别与整流变压器柜2多绕组变压器的一个副边绕组相连，N个大功率双向变流器7直流侧正极和负极分别并联后，再分别连接到能馈式牵引供电柜4的正、负极输出。其中，大功率双向变流器7采用三相全桥结构，实现交流到直流的整流变换，具有直流输出电压稳定可控的特点，提高了系统的安全性和可靠性。其中，大功率双向变流器7的功率器件6可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称为“IGBT”)功率模块，IGBT功率模块驱动功率小，非常适合应用于交流电机、变频器、牵引传动等领域。N个大功率双向变流器7交流侧A相、B相、C相分别串接一个电感L，电感L在车辆牵引工况下起储能作用，在车辆制动工况下起滤波作用；N个大功率双向变流器7直流侧分别并联电容C，电容C起到储能和滤波的作用。图4所示为本实施例中大功率双向变流器工作原理图，如图4所示，Uuv为整流变压器柜2多绕组变压器副边绕组的U相电压，即大功率双向变流器7交流侧A相输入电压，且固定不变，Uao为大功率双向变流器7交流侧A相电压，ia为大功率双向变流器7交流侧A相电流，L为大功率双向变流器7交流侧A相电感，若Uuv uao,则ia向右流动，即由交流中压电网流向大功率双向变流器；若Uuv uao,则ia向左流动，即由大功率双向变流器7流向交流中压电网100，从而实现再生制动能量的吸收，并回馈电网。在车辆制动工况下，大功率双向变流器7自动进入逆变能馈工况，由大功率双向变流器7直流侧吸收再生制动能量注入交流侧，最终回馈电网。[0047]实施例二图5所示为本实用新型实施例二所提供的大功率双向变流器的控制装置组成框图。控制装置10用来控制大功率双向变流器7功率器件的通断，并控制大功率双向变流器7直流侧电压Udc的输出，保证系统工作在安全电压，并使得Udc稳定、可控。本实施例中控制装置10包括数据输入模块101、数据处理模块102、比较模块103和控制模块104，其中，数据输入模块101包括传感器111、数据调理电路112和模数(Analog to Digital,简称为 “A/D”)采集单元 113。其中，传感器111用于采集能馈式牵引变电所中大功率双向变流器的状态参数，数据调理电路102用于将采集到的状态参数进行放大处理，模数采集单元113用于将放大后的状态参数进行模数转换；数据处理模块102用于对数据输入模块101采集的状态参数 进行运算，完成相应控制算法，产生脉冲宽度调制脉冲；控制模块104用于接收数据处理模块102输出的脉冲宽度调制脉冲信号，并将脉冲信号放大再输出到大功率双向变流器，用于控制所述大功率双向变流器的绝缘栅双极型晶体管的通断；比较模块103用于将所述数据调理电路102放大处理后的输出信号与设定的保护阈值进行比较，当超过设定的保护阈值时，输出一个故障信号给所述控制模块104,所述控制模块104自动封锁脉冲宽度调制脉冲信号的输出。该控制装置10的工作过程如下通过传感器111采集能馈式牵引变电所能馈式牵引供电柜4中大功率双向变流器7的状态参数，结合图3所示，所述状态参数包括大功率双向变流器7大功率双向变流器7交流侧A相输入电压uuv、B相输入电压uvw、C相输入电压Uuw、交流侧A相电流ia、B相电流ib、C相电流i。和直流侧电压Udc ；数据调理电路112将传感器111采集到的状态参数进行放大处理，以满足A/D采集单元113输入信号的数值范围要求；A/D采集单元113将放大后的状态参数进行模数转换，实现模拟信号到数字信号的转换，以便于控制装置10控制大功率双向变流器7的运行状态；数据处理模块102接收数据输入模块101采集的大功率双向变流器7状态参数并进行运算，完成相应控制算法，输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)脉冲信号；控制模块104接收数据处理模块102输出的PWM脉冲信号，将此脉冲信号的电平放大，将此放大后的PWM脉冲信号输出给能馈式牵引变电所大功率双向变流器7的功率器件6，作为能够控制功率器件6通断的驱动信号，从而实现交流到直流的整流。其中，控制模块104优选复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称为CPLD)；比较模块103将数据调理电路112放大处理后的输出信号，即放大后的能馈式牵引供电柜4中大功率双向变流器7的状态参数，如大功率双向变流器7的直流侧电压Ud。，与设定的保护阈值进行比较，当超过设定的保护阈值时，输出一个故障信号给控制模块104，控制模块104收到故障信号后自动封锁PWM脉冲信号的输出，大功率双向变流器7的功率器件6断开，从而大功率双向变流器7停止运行，防止设备的毁坏。实施例三图6所示为本实用新型实施例三所提供的大功率双向变流器控制装置的数据处理模块框图。数据处理模块102是控制装置10的核心部分，实现对大功率双向变流器7直流侧输出电压Udc的控制，并输出控制大功率双向变流器7功率器件通断的PWM脉冲。本实施例中数据处理模块102优选为基于比例积分微分(Proportion IntegralDifferential，简称为“PID”)控制的双闭环控制电路，包括电流内环控制环节电路91和电压外环控制环节电路90，所有的大功率双向变流器共用电压外环控制环节电路91，每个大功率双向变流器具有独立的电流内环控制环节电路90。PID控制电路的结构简单，参数易于调整，且具有良好的鲁棒性，使得牵引供电柜4的直流侧输出电压Udc更加稳定。电压外环控制环节电路90对大功率双向变流器7的直流侧输出电压Udc进行PID闭环控制，以保证Ud。跟踪外部输入的直流电压给定值U，；电流内环控制环节电路91实现对N个大功率双向变流器7交流侧电流在两相旋转坐标系中d轴总有功电流分量id和q轴总无功电流分量i,的闭环控制。其中，N个大功率双向变流器7共用电压外环控制环节电 路90，而每个大功率双向变流器7则具有独立的电流内环控制环节电路91。数据处理模块102控制大功率双向变流器7直流侧输出电压Udc的具体工作过程如下I、在车辆牵引工况下，大功率双向变流器7自动进入牵引整流工况，由交流侧吸收能量注入直流侧，经由电压外环控制电路的调节作用保持直流网压Ud。不变，其具体过程为在车辆牵引工况下，从大功率双向变流器7的直流侧吸收能量，导致支撑电容(即图3中大功率双向变流器7直流侧电容C)放电，直流电压降低Udc降低，从而电压外环控制环节91的输入量Ifdc-Udc大于零，进而PID控制器121正向积分，其输出值i*d增加，继而电流内环控制环节91的d轴电流PID控制器122的输入量i*d_id大于零，最终d轴电流的PID 控制器 122 的输出值 L*did/dt+Rid 增加，因为 V*d = esd+ω Liq-L*did/dt-Rid，继而 V*d 减小，u^、ul和u*。。减小，最终控制id呈增加趋势，其中esd为同步旋转坐标系d坐标下的大功率双向变流器7交流侧输入电压，并通过锁相环实现esd与大功率双向变流器7交流侧输入电压相位同步。由于id为有功电流，id的增加将给大功率双向变流器直流侧的支撑电容充电，继而Udc增加，直到与给定值U*dc相等为止，从而实现了大功率双向变流器7直流侧电压Udc的稳定输出。2、在车辆制动工况下，大功率双向变流器7自动进入逆变能馈工况，由直流侧吸收能量注入交流侧，经由电压外环控制环节电路的调节作用保持直流网压Udc不变，其具体过程为在车辆制动工况下，向大功率双向变流器的交流侧注入能量，导致支撑电容(即图3中大功率双向变流器7直流侧电容C)充电，直流电压降低Udc升高，从而电压外环控制环节电路的输入量U-Ud。小于零，进而PID控制器121反向积分，其输出值i*d减小，继而电流内环控制环节91的d轴电流PID控制器122的输入量i*d_id小于零，最终d轴电流的PID 控制器 122 的输出值 L*did/dt+Rid 降低，因为 V*d = esd+ω Liq-L*did/dt-Rid，继而 V*d 增加，u^、ul和U*。。增加，最终控制id呈降低趋势，其中esd为同步旋转坐标系d坐标下的大功率双向变流器7交流侧输入电压，并通过锁相环实现esd与大功率双向变流器7交流侧输入电压相位同步。由于id为有功电流，id的降低将给大功率双向变流器7直流侧的支撑电容放电，继而ud。增加，直到与给定值U相等为止，从而实现了大功率双向变流器7直流侧电压Udc的稳定输出。数据处理模块102输出控制大功率双向变流器7功率器件通断的PWM脉冲的具体过程如下电压外环控制环节电路90中PID控制器121的输入值为U-Ud。，其输出值作为电流内环控制环节电路91的d轴电流给定值 Λ,电流内环控制环节电路91的q轴电流给定值1\恒为零，以保证大功率双向变流器7的交流侧功率因数为1，电流内环控制环节电路91 PID控制器122的输出值V*d和PID控制器123的输出值V*q经过坐标变换后生成大功率双向变流器7交流阀侧电压(此处的交流阀侧为大功率双向变流器7交流侧的A相、B相和C相电压)的给定值u\。、u*b0和u*。。，u*ao, u*b0和u输入到脉冲发生器8，优选为载波移相PWM脉冲发生器，生成控制大功率双向变流器7的PWM脉冲信号，从而控制大功率双向变流器 7 功率器件的通断，其中 V*d = esd+WLiq-L*did/dt-Rid,V*q = esq+ω Lid-L*diq/dt-Riq,esd、esq分别为同步旋转坐标系d、q坐标下的大功率双向变流器7交流侧输入电压，并通过锁相环实现esd、esq与大功率双向变流器7交流侧输入电压相位同步。·实施例四图7所示为本发明实施例四提供的牵引供电系统监控中心设备组成框图，监控中心102通过有线或无线方式监控能馈式牵引变电所101运行状态，方便能馈式牵引变电所101维修，预防重大事故的发生。如图7所示，本实施例中能馈式牵引变电所101的监控中心102由一台工控机13和一个数据传输单元14组成，数据传输单元14通过有线或无线方式接收大功率双向变流器7的状态参数，工控机13与数据传输单元14可以通过RS232连接来实现两者之间的通信。数据传输单元14优选GPRS无线数据传输单元，GPRS无线通过无线方式接收大功率双向变流器7的状态参数，实现永久在线随时接收数据。在实际工作中，数据传输单元14通过有线或无线方式接收能馈式牵引变电所能馈式牵引变电柜4中大功率双向变流器7的状态参数，优选通过无线方式接收能馈式牵引变电所能馈式牵引变电柜4中大功率双向变流器7的状态参数，并通过RS232接口传送给工控机13，在工控机13上进行实时显示和存储，当某个能馈式牵引变电所设备发生故障时，工控机13会及时发出故障报警。实施例五本发明实施例五还提供了一种供电系统，包括本发明任意实施例所提供的能馈式牵引变电所，该能馈式牵引变电所能馈式牵引供电柜的正极输出与接触网相连，能馈式牵引供电柜的负极输出与钢轨相连；还包括一监控中心，所述监控中心包括工控机和数据传输单元，所述数据传输单元用于通过有线或无线方式接收所述能馈式牵引变电所中大功率双向变流器的状态参数。在牵引供电系统中，首先解决的就是牵引变电所的选址问题，其受到地形条件、车辆运行特性曲线、发车密度等因素的影响，其次是牵引变电所中各设备工作器件的型号选择，其受到工作环境、是否易于维护等因素的影响，再次是牵引供电系统中其它设备的选择问题，如接触网，这对于整个系统的安全性、可靠性和是否高效节能起着关键作用。结合图I所示，本实施例中牵引供电系统线公里，根据线路地形条件、车辆运行特性曲线和发车密度进行牵引计算，得出线路最大功率点为两处，且这两处位置具备建牵引变电所的基本条件，则将两个牵引变电所建于这两处。在最大功率点处修建能馈式牵引变电所，不仅能提高运力、节约能源，还能延长供电分区，减少能馈式牵引变电所数量，节约投资，具有高效节能的显著特点。为实现本实施例中能馈式牵引变电所的设计，在器件型号的选择上需满足能馈式牵引变电所的工作环境，如电压和功率，满足该环境的器件有很多种，结合图2所示，以下将具体说明本实施例能馈式牵引变电所101各器件的优选方案本实施例中，牵引变电所设计容量为1丽，接触网额定电压为750V，牵引变电所的交流进线kv。其中，能馈式牵引供电柜4由两台大功率双向变流器7组成，大功率双向变流器7 的额定输入电压为500V，直流额定输出电压为750V，额定功率为500kW ;大功率双向变流器7功率器件选用2400A/1700V的IGBT功率模块；大功率双向变流器7交流侧电感L取值优选为350uH，直流侧电容C优选采用6800uH/400V的电解电容。相应地，整流变流器柜2多绕组变压器为三绕组变压器，优选三绕组环氧树脂浇注干式变压器，变压器额定容量1250kVA，变比为10000V/500V/500V，额定工作频率50Hz ;三绕组变压器的结构为轴向分裂式，保证了副边绕组变比不平衡度小于0.5%，阻抗不平衡度小于1% ;绝缘等级为F级或F级以上；绝缘水平为LI75AC35/LI0AC5 ;效率大于98%;空载电流小于O. 5%倍额定电流；噪音水平空载时 55dB，额定负荷时 60dB ;自带温控仪，实时监控三绕组变压器温度，将温度控制在预设值范围内，当升到设定的超限报警温度点时，启动超限报警功能，如果三绕组变压器温度不能得到有效的控制，为了防止器件的毁坏还可以通过跳闸功能来停止器件继续运行。相应地，交流高压开关柜I高压交流断路器Qac优选额定电压为10kv，额定电流为72A ;低压交流开关柜3低压交流断路器Q型号优选均为NAI-2000/3，其额定电流为2000A ；安装方式为抽屉式；额定极限短路分断能力Icu :400V时80kA，690V时50kA ;额定运行短路分断能力Ics 400V时50kA，690V时40kA ;额定短路时耐受电流lew 50kA/lsec ;保护装置为智能脱扣器，具有长延时反时限、短延时反时限、短延时定时限、瞬动等性能。相应地，直流馈线直流断路器优选型号为DS16-1500/800，额定工作电压800V，额定工作电流1500A，极限分断能力100kA，固有动作时间4ms ;本实施例中直流隔离开关优选GWZ型电动隔离开关，额定电压800V，额定电流1500A，额定短时耐受电流40kA，额定短路持续时间4s，泄漏电流小于O. 5mA。对于牵引变电系统中的其它设备，如工控机13，可以选用台湾研华PPC-L126T，数据传输单元14，选用四川火狐无线科技有限公司的GPRS无线采用铜质接触线m/km,距离轨道高度为3米，其中，接触网距离轨道高度根据车辆高度和受电弓高度而定。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

　　权利要求1.一种能馈式牵引变电所，其特征在于，包括整流变压器柜，所述整流变压器柜内设有一个多绕组变压器，所述多绕组变压器具有一个原边绕组和多个副边绕组，且所述多个副边绕组采用相同的连接方式，所述多绕组变压器的原边绕组与交流中压电网相连；能馈式牵引供电柜，所述能馈式牵引供电柜内设有多个大功率双向变流器，所述多个大功率双向变流器直流侧正极并联后接到能馈式牵引供电柜正极输出，所述多个大功率双向变流器直流侧负极并联后接到能馈式牵引供电柜负极输出，所述多绕组变压器的各副边绕组分别与一个大功率双向变流器交流侧相连。

　　2.根据权利要求I所述的能馈式牵引变电所，其特征在于，所述大功率双向变流器的功率器件为绝缘栅双极型晶体管功率模块，且所述大功率双向变流器采用三相全桥结构。

　　3.根据权利要求I或2所述的能馈式牵引变电所，其特征在于，还包括交流高压开关柜，所述交流高压开关柜内设有一个高压交流断路器，所述变压器的原边绕组通过所述高压交流断路器与交流中压电网相连。

　　4.根据权利要求I或2所述的能馈式牵引变电所，其特征在于，所述能馈式牵引变电所还包括交流低压开关柜，所述交流低压开关柜内设有多个低压交流断路器，在所述多绕组变压器的副边绕组与所述每个大功率双向变流器交流侧之间分别串接一个低压交流断路器。

　　5.根据权利要求I或2所述的能馈式牵引变电所，其特征在于，所述能馈式牵引变电所还包括直流馈线开关柜，所述直流馈线开关柜内设有一个直流断路器和一个直流隔离开关，所述直流隔离开关和直流断路器分别串接在所述直流馈线开关柜的正、负极母线上，所述能馈式牵引供电柜直流侧输出与所述直流馈线.根据权利要求I所述的能馈式牵引变电所，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括数据输入模块，包括传感器、数据调理电路和模数采集单元，所述传感器用于采集能馈式牵引变电所中大功率双向变流器的状态参数，所述数据调理电路用于将采集到的状态参数进行放大处理，所述模数采集单元用于将放大后的状态参数进行模数转换；数据处理模块，用于对所述数据输入模块采集的状态参数进行运算，完成相应控制算法，产生脉冲宽度调制脉冲；控制模块，用于接收数据处理模块输出的脉冲宽度调制脉冲信号，并将所述脉冲信号放大再输出到所述大功率双向变流器，用于控制所述大功率双向变流器的绝缘栅双极型晶体管的通断；比较模块，用于将所述数据调理电路放大处理后的输出信号与设定的保护阈值进行比较，当超过设定的保护阈值时，输出一个故障信号给所述控制模块，所述控制模块自动封锁脉冲宽度调制脉冲信号的输出。

　　7.根据权利要求6所述的能馈式牵引变电所，其特征在于所述数据处理模块为基于比例积分微分控制的双闭环控制电路，且包括电流内环控制环节电路和电压外环控制环节电路，所有的大功率双向变流器共用电压外环控制环节电路，每个大功率双向变流器具有独立的电流内环控制环节电路。

　　8.—种供电系统,其特征在于,包括权利要求1-7任一所述的能馈式牵引变电所，所述能馈式牵引变电所能馈式牵引供电柜的正极输出与接触网相连，能馈式牵引供电柜的负极输出与钢轨相连；监控中心，所述监控中心包括工控机和数据传输单元，所述数据传输单元用于通过有线或无线方式接收所述能馈式牵引变电所中大功率双向变流 器的状态参数。

　　专利摘要本实用新型提供了一种能馈式牵引变电所及供电系统，该能馈式牵引变电所包括整流变压器柜，该整流变压器柜内设有一个多绕组变压器，该多绕组变压器具有一个原边绕组和多个副边绕组，且多个副边绕组采用相同的连接方式；能馈式牵引供电柜，该能馈式牵引供电柜内设有多个大功率双向变流器；多绕组变压器的副边绕组分别与一个大功率双向变流器交流侧相连。该能馈式牵引变电所及供电系统，解决了再生制动能量的吸收问题，将制动能量转化为电能并回馈电网，实现了再生能量循环使用；再生制动电阻的缺省减小了运输车体的重量，提高了运输效率；供电系统的监控中心能够实时监控牵引变电所的运行状态，方便有效地、及时地进行牵引变电所的维护。

　　发明者刘志刚, 王磊, 刁利军, 牟富强, 张钢, 林文立, 全恒立, 宋永丰, 孙涛 申请人:北京千驷驭电气有限公司, 北京交通大学

　　技术研发人员：刘志刚;王磊;刁利军;牟富强;张钢;林文立;全恒立;宋永丰;孙涛

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