电网薄弱地区铁路配电所用电力电源装备研究及应用
153
完成单位:四川艾德瑞电气有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-1-143
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
成果主要完成人
王雄桓、李世斌、何祥照、代文平、张云峰、陈 刚、曾 凯、宋务华、文 菓、王志强
项目概况
在山区等地方电源薄弱的电气化铁路,受工程投资影响,常采用直接通过牵引变电所27.5kV母线设置动力变接取电源为电力配电所供电。由于电气化铁路负荷特性,造成从27.5kV母线上变换获得的10kV电源波动范围大、谐波含量大、三相电压不平衡等问题,无法满足国家标准。因此,通过27.5/10.5kV动力变直接接取的电源质量严重不达标,经常烧毁配电所设备,使运营管理单位只能停掉该路电源,使配电所长期单电源运行,给运营带来安全隐患。
本成果结合了工程建设使用需求、运营维护的需要,针对偏远山区无地方电网可用或从27.5kV牵引网接取的电源电能质量差问题,研制了电力电源装置。首次通过多绕组变压器降压、“N+2”模块级联的冗余技术,拓宽装置电压适应范围,提高了装置输出电压的稳定性及供电的可靠性;同时,首次采用晶闸管串联电抗器与断路器并联构成的高速旁通回路设计,实现装置故障通过旁通继续为负荷供电,进一步提高了供电可靠性;创新采用电压电流双闭环控制、谐振控制和变压器直流偏磁抑制等策略,提高了负荷突变时输出电压精度和低次谐波抑制能力。
成果通过了型式试验,取得省部级的产品鉴定,并在拉林铁路、中老铁路等国内外重点项目中应用,运行情况良好。根据运行情况测算,南昆线田林配电所节约电能105.12万度/年,减少二氧化碳减排量788.4吨/年,节约电费63.072万元/年;拉林铁路下觉、康莎变电所节约电能211.896万度/年,减少二氧化碳减排量1589.22吨/年,节约电费126.144万元/年,经济效益显著。
成果有效解决了桥隧比例高、地形条件差、沿线人口稀少等穿越长达数十甚至上百公里无人区的西部山区铁路地方电源十分薄弱工况下的电气化铁路电力配电所10kV电源进线取电难问题,减少了地方电力公司电网配套工程建设,节约工程投资;同时可以减少艰险山区电源线路的维护工作量,节约运营维护成本,推动了我国电气化行业设备制造领域和工程设计领域在特殊、复杂环境条件下产品试制和应用研究方面的发展,提高了我国电气化行业设备制造和装备水平。