张 睿

0 引言

国内电气化铁路采用单相工频交流牵引供电系统，由于其结构和牵引负荷的特殊性，造成电力系统三相负载严重不对称，存在大量谐波电流和无功功率，威胁电力系统的安全、稳定运行。牵引供电系统中通过增加电分相来改善不对称负载对电力系统的影响，但是，电分相的存在使电力机车安全运行存在较大隐患，制约了高速、重载铁路的发展。近年来国内外尝试采用现代电力电子技术实现三相/单相对称变换，即采用同相供电方式来解决上述问题。

文献[1～4]提出了有源滤波器分别与V/v接变压器、YN，vd平衡变压器、阻抗匹配平衡变压器以及斯科特变压器相结合的同相供电方案，实现了三相/单相平衡变换，而且能动态补偿谐波和无功功率，但这些组合对于实现全线贯通供电均具有一定的制约性。由电能变换装置构成的贯通式同相供电系统能够从根本上解决牵引供电系统的电能质量问题，取消相邻供电区段的电分相，是未来牵引供电系统的发展方向。论文研究了一种基于双PWM变换器技术的电能变换器方案，该方案能实现三相/单相对称变换，并补偿无功和谐波。

1 贯通式同相供电系统结构

同相供电系统是指线路上不同变电所供电区段的接触网电压相位相同，线路上无电分相环节的牵引供电方式。贯通式同相供电系统通过升压变压器、降压变压器和交-直-交电能变换器在牵引变电所实现三相/单相对称变换，可以现实全线贯通供电，如图1所示。……