第3章-牽引變電所容量計算與確定.ppt

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1、第3章牽引變電所容量計算與確定3-1計算條件3-2饋線電流3-3牽引變壓器的計算容量3-4牽引變壓器的校核容量3-5牽引變壓器的安裝容量第3章牽引變電所容量計算與確定3-1計算條件3-1計算條件為了合理地確定變壓器的額定容量，在進(jìn)行變壓器容量計算時，要正確選擇變壓器計算的條件。牽引變壓器的計算容量取決于各供電臂的負(fù)荷電流，而各供電臂的負(fù)荷電流主要取決于電力機(jī)車類型、牽引定數(shù)、牽引方式、線路坡道、行車量和線路通過能力等。在諸多因素中，當(dāng)線路斷面確定后，年運(yùn)輸量是確定供電臂負(fù)荷的關(guān)鍵因素。由年運(yùn)輸量可以算出線路要通過的列車數(shù)，它

2、反應(yīng)了列車的密度。其次是列車的用電量，由它可以算出列車電流，進(jìn)而確定各供電臂電流。3-1計算條件3-1計算條件3-1-1確定列車數(shù)的計算條件3-1-2列車用電量的計算條件3-1-3列車能耗3-1-1確定列車數(shù)的計算條件3-1-1確定列車的計算條件變壓器容量應(yīng)和鐵路運(yùn)輸量的大小及其增長速度相適應(yīng)。運(yùn)輸量越大，運(yùn)行的列車越多，從變電所獲取的電流就越大，相應(yīng)的要求變電所的容量以越大。在確定列車對數(shù)時，要考慮留有一定的儲備能力。其儲備系數(shù)一般單線取20%，復(fù)線取15%。若近期按調(diào)查運(yùn)量計算，還需要考慮貨運(yùn)量的波動性，波動系數(shù)一般取2

3、0%。遠(yuǎn)期按國家年輸送能力計算時，則不考慮波動系數(shù)，僅考慮儲備能力。若國家規(guī)定的年輸送能力已接近線路輸送能力時，可按線路輸送能力計算。若低于線路輸送能力的一半時，可按2倍需要輸送能力計算。在這兩種情況下，都不再考慮波動系數(shù)和儲備系數(shù)。因此，在計算牽引變壓器容量時，計算列車對數(shù)N可按以下三種情況確定：3-1-1確定列車數(shù)的計算條件1、采用近期年運(yùn)量時(3-1)2、需要輸送能力接近線路輸送能力時(3-2)2、需要輸送能力低于線路輸送能力一半時(3-3)3-1-2列車用電量的計算條件3-1-2列車用電量的計算條件在鐵路運(yùn)輸中，除了

4、滿載的直通貨物列車（重車）外，還有零組擔(dān)列車、摘掛列車、不滿載列車、旅客列車，另外當(dāng)兩個方向貨運(yùn)量不一致時，會出現(xiàn)一部分空載列車。牽引變壓器的容量必須滿足各類電力牽引列車的用電需要。一般對于不同類型的列車，均按滿載貨物列車考慮。3-1-3列車能耗3-1-3列車能耗電力機(jī)車在運(yùn)行中消耗的能量是電能，通常稱之為列車能耗。在電力牽引中，列車的運(yùn)行狀態(tài)有三種：牽引狀態(tài)、惰行狀態(tài)、制動狀態(tài)。具體采用哪種狀態(tài)取決于線路的情況。在牽引計算中，根據(jù)線路狀況和列車的運(yùn)行狀態(tài)可以通過作圖得到列車電流曲線，即列車取流與走行路線（或時間）的關(guān)系曲線

5、，在列車上裝設(shè)記錄式儀表可畫出電流曲線。如：寶風(fēng)線某段實(shí)測的電流曲線如圖3-1所示。3-1-3列車能耗在求得列車電流曲線后就可進(jìn)行列車能耗的計算，將該曲線積分，再乘以電壓U，便得到列車能耗。如圖3-2所示，若將時間坐標(biāo)劃分為若干等份，則列車通過供電分區(qū)的能耗計算公式為：3-2饋線電流3-2饋線電流饋線電流是指牽引變電所達(dá)引側(cè)母線經(jīng)由饋電線送到牽引網(wǎng)中的電流。這個電流就是牽引變電所的負(fù)荷電流。牽引變電所的負(fù)荷與動力系統(tǒng)負(fù)荷有很大的差別，其特點(diǎn)是：1）列車以變化的速度沿區(qū)間走行，因而牽引負(fù)荷是運(yùn)動著的；2）列車負(fù)荷的大小是隨時變

6、化的，如圖3-3所示；3）列車可以在供電區(qū)段上任意布置；4）由于采用半導(dǎo)體整流式機(jī)車，整流后使得接觸網(wǎng)上的電流變?yōu)榉钦也ā?-2饋線電流3-2饋線電流3-2-1列車電流3-2-2饋線電流3-2-3饋線最大電流3-2-1列車電流3-2-1列車電流1、列車電流的平均值（1）單線供電臂的列車平均電流總能耗為：(3-4)平均電流為：(3-5)3-2-1列車電流（2）復(fù)線區(qū)段上（下）行供電臂列車平均電流（3）各種列車電流的帶電平均值將式3-5和式3-6中的全部走行時間改為帶電時間可得供電臂內(nèi)列車帶電平均電流為：(3-6)(3-7)復(fù)

7、線區(qū)段上（下）供電臂列車帶電平均電流為：(3-8)3-2-1列車電流2、列車電流的有效值列車電流有效值的計算公式為：為了計算方便，引入機(jī)車電流有效系數(shù)：(3-9)則列車有效電流為：3-2-2饋線電流3-2-2饋線電流1、饋線電流的概念饋線電流的計算方法很多，這里介紹饋線電流的平均車量計算法。平均車量計算法是以給定的運(yùn)量作為依據(jù)，并應(yīng)用牽引計算的結(jié)果進(jìn)行計算的。2、饋線電流的特征值1）饋線瞬時電流指供電臂中各區(qū)間運(yùn)行列車瞬時電流的相量和。當(dāng)各列車電流的功率因數(shù)相同時，則可按算術(shù)疊加計算，即：(3-10)3-2-2饋線電流2）饋

8、線平均電流指供電臂在計算時間內(nèi)的平均值，即：(3-11)利用Iav可以估計變壓器容量利用率，確定接觸網(wǎng)的分相和供電分區(qū)，算出一次側(cè)電力系統(tǒng)中由于牽引負(fù)荷造成的負(fù)荷大小等。2）饋線電流有效值(3-12)電氣設(shè)備的溫升是由有效電流決定的，因此，Ie可用于計算變壓器容量和接觸導(dǎo)線的發(fā)熱等。在供電