1.一种基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所，其特征在于，包括既有牵引变压器、匹配变压器、三相‑单相变流器以及若干个断路器；

所述既有牵引变压器原边三相分别与三相电网A相、B相和C相一一对应连接，所述既有牵引变压器副边b相与钢轨地连接，所述既有牵引变压器副边a相通过断路器QF1与贯通柔性牵引变电所母线A连接，所述既有牵引变压器副边c相通过断路器QF3与母线B连接；所述匹配变压器原边A相、B相和C相通过断路器QF6与既有牵引变压器副边a相、b相和c相一一对应连接，所述匹配变压器副边包含有若干组绕组，所述匹配变压器副边的各绕组均与所述三相‑单相变流器连接，所述三相‑单相变流器的输出端分别与贯通柔性牵引变电所母线A和钢轨连接，所述贯通柔性牵引变电所母线A与牵引网连接。

2.根据权利要求1所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所，其特征在于，所述匹配变压器原边为三角形接绕组，所述匹配变压器副边各绕组均为星形接绕组；

各所述三相‑单相变流器包括子模块C1～Cn、旁路开关Qc1～Qcn和输出滤波电路；所述输出滤波电路与输出断路器QF8连接；

各所述子模块的结构均相同，各所述子模块均包括依次连接的输入滤波电路、三相整流电路、支撑电容以及单相逆变电路；各所述子模块的输出与旁路开关Qc1～Qcn一一对应并联；所述子模块输出端级联后分别与贯通柔性牵引变电所母线A和钢轨连接，所述贯通柔性牵引变电所母线A与牵引网连接；各所述输入滤波电路连接至匹配变压器副边各绕组的a相、b相和c相；

各所述输入滤波电路包括三个数值相同的电感LZ，所述三个电感LZ的一端分别连接至所述匹配变压器副边各绕组的a相、b相和c相；所述三个电感LZ的另一端分别与所述三相整流电路的A相、B相和C相连接。

3.根据权利要求2所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所，其特征在于，所述基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所包括电子供电模式和传统供电模式：所述电子供电模式为：针对所述贯通柔性牵引变电所处于正常状态时打开断路器QF1和断路器QF3并闭合断路器QF6和断路器QF8，则所述既有牵引变压器通过所述匹配变压器向所述三相‑单相变流器提供三相电能；

所述传统供电模式为：针对所述贯通柔性牵引变电所处理故障状态时，断开断路器QF6和断路器QF8，同时闭合断路器QF1和断路器QF3，则所述既有牵引变压器副边a相和c相分别接入母线A和母线B。

4.根据权利要求3所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所，其特征在于，所述三相整流电路的电压不平衡控制方法包括以下步骤：A1、建立所述匹配变压器副边电压不平衡情况下三相整流电路的数学模型；所述步骤A1包括以下步骤：

A101、构建所述匹配变压器副边三相电压在两相静止αβ坐标系中的表达式，并根据基尔霍夫电压定律构建两相静止αβ坐标系下的所述子模块三相整流电路的数学模型：式中，Eαβ表示两相静止αβ坐标系下匹配变压器的副边电压复矢量，Vαβ和Iαβ分别表示两相静止αβ坐标系下子模块中三相整流电路交流侧端口电压和电流的复矢量，Lz表示输入滤波电路中的电感，Rz表示输入滤波电感Lz中实际含有的电阻， 表示变量对时间的导数；

A102、利用两相旋转dq坐标系下的正负序分量表示所述匹配变压器副边电压复矢量Eαβ和所述三相整流电路交流侧端口电压电流的复矢量Vαβ、Iαβ：jωt ‑jωt

式中，e 、e 分别表示αβ坐标轴在逆时针方向上超前、滞后dq坐标轴ωt角度，分别表示两相旋转dq坐标系中匹配变压器副边电压的正序、负序分量， 和分别表示两相旋转dq坐标系中子模块三相整流电路交流侧端口电压、电流的正序负序复矢量， 和 分别表示子模块三相整流电路交流侧端口电压Vabc在两相旋转dq坐标系中d轴上的正序矢量、q轴上的正序矢量、d轴上的负序矢量和q轴上的负序矢量，和 分别表示子模块三相整流电路交流侧端口电流在两相旋转dq坐标系中d轴上的正序矢量、q轴上的正序矢量、d轴上的负序矢量和q轴上的负序矢量，j表示虚轴分量；

A103、根据步骤A101中的数学模型和A102中复矢量 和 计算得到两相旋转dq坐标系中匹配变压器副边输入不对称电压下三相整流电路的数学模型：式中，ω表示三相电网电压的角频率， 和 分别表示为匹配变压器副边电压在两相旋转dq坐标系中d轴和q轴的正序矢量， 和 分别表示匹配变压器副边电压在两相旋转dq坐标系中d轴和q轴的负序矢量， 和 分别表示子模块三相整流电路交流侧端口电压在两相旋转dq坐标系中d轴和q轴的正序矢量， 和 分别表示三相整流电路交流侧端口电压在两相旋转dq坐标系中d轴和q轴的负序矢量，Rz表示输入滤波电感Lz中实际含有的电阻；

A2、通过建立匹配变压器副边瞬时功率与其电压电流的关系式，并根据所述三相整流电路的数学模型，选取所述三相整流电路交流侧端口电压电流正序分量和负序分量控制指令；所述步骤A2包括以下步骤：

A201、利用匹配变压器副边电压电流的正负序分量建立匹配变压器副边瞬时有功功率p(t)和无功功率q(t)的数学方程：式中，po和qo分别表示所述匹配变压器副边有功功率和无功功率的平均值，pc2和qc2分别表示所述匹配变压器副边二次有功功率和无功功率的余弦函数峰值，ps2和qs2分别表示所述子匹配变压器副边二次有功功率和无功功率的正弦函数峰值， 和 分别表示匹配变压器副边电压在两相旋转dq坐标系中d轴上的电压正序分量、q轴上的电压正序分量、d轴上的电压负序分量和q轴上的电压负序分量；

A202、根据所述匹配变压器副边瞬时有功功率、无功功率和匹配变压器副边电压电流的正负序分量的正负序分量，分别选取四个功率指令 和 并根据矩阵逆变换得到三相整流电路输入电流的正负序分量控制指令 和 的表达式：式中， 和 分别表示子模块三相整流电路交流侧电流在两相旋转dq坐标系中d轴上的电流正序分量指令、q轴上的电流正序分量指令、d轴上的电流负序分量指令和q轴上的电流负序分量指令； 为子模块三相整流电路输出直流电压的参考值，KuP和KuI分别为子模块三相整流电路电压外环PI控制器的比例系数和积分系数，vdc表示直流侧实际电压大小，表示积分运算；

A203、根据步骤A103中三相整流电路的数学模型，加入前馈电流解耦，得到所述匹配变压副边电压电流正序负序分量控制指令 和式中，KiP和KiI分别表示子模块三相整流电路电流内环PI控制器的比例系数和积分系数，s表示拉普拉斯变换中的微分因子，表示积分环节；

A3、根据步骤A203中子模块三相整流电路交流侧端口电压正序负序分量控制指令的表达式，提取所述匹配变压器副边电压电流的正序分量和负序分量对所述匹配变压器副边电压电流正序、负序分量分别进行控制，完成三相整流电路电压不平衡控制；所述步骤A3包括以下步骤：

A301、将所述匹配变压器副边三相电压电流在两相静止αβ坐标系中表达：式中，eα(t)和eβ(t)分别表示匹配变压器副边三相电压在α轴和β轴上的瞬时值，egp和egn分别表示匹配变压器副边三相电压正序和负序分量的峰值，iα(t)和iβ(t)分别表示匹配变压器副边三相电流在α轴和β轴上的瞬时值，igp和ign分别表示匹配变压器副边三相电流正序和负序分量的峰值，θp和θn分别表示匹配变压器副边三相电压电流正序和负序分量在两相静止αβ坐标系中的相位初始角；

A302、根据所述匹配变压器副边三相电压电流在两相静止αβ坐标系中的表达式，将α轴和β轴上电压瞬时值延迟1/4周期并进行反变换，分别计算得到匹配变压器副边三相电压在两相静止αβ坐标系中的正序分量和负序分量：其中， 和 分别表示匹配变压器副边三相电压在两相静止αβ坐标系中α轴上的正序分量、β轴上的正序分量、α轴上的负序分量和β轴上的负序分量， 和 分别表示子模块三相整流电路的输入电流在两相静止αβ坐标系中α轴上的正序分量、β轴上的正序分量、α轴上的负序分量和β轴上的负序分量，eα(t)、eβ(t)、 和 分别表示匹配变压器副边三相电压在α轴上的瞬时值、β轴上的瞬时值、α轴上延时四分之一周期时刻的瞬时值和β轴上延时四分之一周期时刻的瞬时值，iα(t)、iβ(t)、 和 分别表示匹配变压器副边三相电流在α轴上的瞬时值、β轴上的瞬时值、α轴上延时四分之一周期时刻的瞬时值和β轴上延时四分之一周期时刻的瞬时值；

A303、将两相静止αβ坐标系中的正序负序分量转换到两相旋转dq坐标系中得到和 将其带入步骤A203的正序负序电压指令表达式中，并结合PI控制器可合成子模块三相整流电路交流侧端口电压在两相旋转dq坐标系中的指令值其中匹配变压器副边电压电流的正序负序分量在两相旋转dq坐标系中的表达式为：

式中，Cαβ‑dq表示从两相静止αβ坐标系到两相旋转dq坐标系的变换矩阵；

A304、将子模块三相整流电路交流侧端口电压在两相旋转dq坐标系中的指令值和 分别转换到三相旋转abc坐标系中得到脉冲宽度调制的调制信号和 由调制信号和脉冲宽度调制得到子模块三相整流电路各个绝缘栅双极型晶体管的开关信号，由该开关信号控制子模块三相整流电路的绝缘栅双极型晶体管的导通或关断，完成三相整流电路电压不平衡控制，其中，子模块三相整流电路交流侧端口电压指令在三相旋转abc坐标系中的表达式为：

5.一种基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在断路器QF5处设置方向检测元件，并通过断路器QF5处方向检测元件判断故障在接触网侧还是母线侧，若在接触网，则进入步骤S2，若在母线侧，则进入步骤S3；

S2、在贯通柔性牵引变电所的馈线处设置距离保护作为主保护，设置低压启动的过电流保护和电流增量保护作为后备保护，以及设置电流速断作为辅助保护；

S3、在贯通柔性牵引变电所27.5kV母线处设置母线差动保护；

S4、在电子式牵引变压器处设置有功功率差动保护；

S5、在三相整流电路输入侧设置过电流保护和缺相保护，在三相整流电路直流侧设置过压保护和欠压保护，在各子模块处设置温度保护以及在三相‑单相变流器的单相级联输出侧设置过电流保护，实现三相‑单相变流器在子模块故障下的自愈重构；

S6、在贯通柔性牵引变电所的匹配变压器设置过电流保护作为主保护，设置温度保护和负序电流保护作为后备保护；

S7、针对贯通柔性牵引变电所正常工作时，在既有牵引变压器的保护配置中上加入负序过电流保护，并修改既有牵引变压器的各保护整定值，通过计算各子模块输入电流之和，并根据匹配变压器原副边电流关系，计算得到牵引变压器的负序电流值，在负序电流值大于负序电流整定值时，利用断路器QF5、断路器QF6和断路器QF8执行牵引变压器负序过电流保护动作，针对匹配变压器和三相‑单相变流器退出运行且由牵引变压器向牵引网的两个供电臂提供电能时，在牵引变压器的保护配置中取消负序过流保护，并将保护配置既有牵引变压器各保护整定值修改为传统参数，完成对贯通柔性牵引变电所的保护配置。

6.根据权利要求5所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S201、在贯通柔性牵引变电所的馈线保护安装位置设置电压电流互感器、并利用电压电流互感器测量馈线处的电压电流；

S202、根据馈线处的电压电流，计算得到测量阻抗值，并判断阻抗值是否小于阻抗整定值，若是，则进入步骤S203，否则，进入步骤S204；

S203、执行距离保护动作，若距离保护拒动，且满足低压与大电流判定时，执行低压启动的过电流保护动作，并进入步骤S205；

S204、针对在大电阻接地时，若阻抗值大于距离保护阻抗整定值，且故障电流小于过电流保护过电流整定值时，距离保护与低压启动的过电流保护不动作，执行电流增量保护动作，且当断路器QF5接触网侧出口处金属性短路时，短路电流达到电流速断保护电流速断保护整定值，执行电流速断保护动作，并进入步骤S205；

S205、分别在断路器QF9和断路器QF10处设置方向检测元件，并根据方向检测元件确定判定故障发生方向；

S206、根据所述故障发生方向，利用光缆通信通道进行信息交流，确定故障发生区段，完成贯通柔性牵引变电所馈线处的保护配置，并进入步骤S3。

7.根据权利要求5所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S301、将贯通柔性牵引变电所馈线的电流互感器与三相‑单相变流器级联输出侧的电流互感器同名端均设置在母线侧；

S302、将贯通柔性牵引变电所馈线和三相‑单相变流器两处的电流互感器并眹接入差动保护装置，并确定贯通柔性牵引变电所馈线及三相‑单相变流器输出侧电流量之和；

S303、根据所述侧电流量之和判断母线是否发生故障，若是，则差动电流大于差动电流整定值，利用断路器QF5和断路器QF8执行母线差动保护，完成贯通柔性牵引变电所27.5kV母线的保护配置。

8.根据权利要求5所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：S401、通过匹配变压器输入侧与级联逆变器输出侧电压电流互感器，检测电压电流值，计算输入输出有功功率并做差；

S402、根据所述有功功率之差判断电子式牵引变压器是否发生故障，若差动功率大于差动功率整定值，则利用断路器QF6、QF8执行有功功率差动保护，切除电子式牵引变压器内部故障。

9.根据权利要求5所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：S501、在各子模块输入侧设置电流传感器，在各子模块直流侧设置电压传感器，在各子模块内设置温度传感器，在三相‑单相变流器级联输入侧设置电流传感器；

S502、针对子模块输入侧电流大于过电流保护过电流整定值时，判断为短路故障，执行负序过电流保护动作于三相‑单相变流器驱动脉冲封锁，断开断路器QF6和断路器QF8；

S503、针对检测三相整流电路输入侧三相电压为缺相时，执行缺相保护动作运行于报警，若报警时间超过时间整定值时，执行缺相保护动作于驱动脉冲封锁并闭合相应子模块的旁边开关，实现三相‑单相变流器自愈重构；

S504、针对检测三相整流电路直流侧电压大于过压整定值或小于欠压整定值，执行过压保护或欠压保护；其中，过压保护设置两段保护，针对在直流侧电压大于第一段过电压整定值时，过压保护动作于报警，若报警时间大于时间整定值时，过压保护动作于驱动脉冲封锁并闭合相应子模块的旁边开关，实现三相‑单相变流器自愈重构；针对在直流侧电压大于直流侧电压最大限值即第二段过电压整定值时，过压保护动作于驱动脉冲封锁并闭合相应子模块的旁边开关，实现三相‑单相变流器自愈重构；针对在三相整流电路直流侧电压低于欠压整定值时，执行保护动作于报警，若报警时间超过时间整定值，则执行欠压保护动作于驱动脉冲封锁并闭合相应子模块的旁边开关，实现三相‑单相变流器自愈重构；

S505、针对子模块散热器温度大于温度整定值，执行温度保护动作于驱动脉冲封锁并闭合相应子模块的旁边开关，实现三相‑单相变流器自愈重构；

S506、针对级联输出侧电流大于过电流整定值时，为短路故障，在级联逆变器输出侧执行过电流保护动作于变流器脉冲封锁，断开断路器QF8。

10.根据权利要求5所述的基于既有牵引变压器的贯通柔性牵引变电所的保护配置方法，其特征在于，所述步骤S6包括以下步骤：S601、在匹配变压器高压侧设置电流互感器，在匹配变压器气隙处设置温度传感器，利用电流互感器测量高压侧电流，并计算其负序电流值；

S602、针对负序电流值大于负序电流整定值时，利用断路器QF6和断路器QF8执行负序过电流保护动作；

S603、针对发生相间短路与接地短路故障且过电流保护拒动，在发生两相相间短路时，利用断路器QF6和断路器QF8执行负序过电流保护动作；

S604、针对温度传感器测量值大于温度报警值时，执行温度保护并报警；

S605、针对温度传感器测量值大于阈值时，执行温度保护动作于跳闸，断开断路器QF6和断路器QF8。