城市軌道交通課程設(shè)計(jì)

1、城市軌道交通供電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報告評語：考 勤（10）守 紀(jì)（10）設(shè)計(jì)過程（40）設(shè)計(jì)報告（30）小組答辯（10）總成績（100）專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級： 電氣1001姓 名：李鐵 學(xué) 號： 201009045 指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2013年7月 12日1設(shè)計(jì)資料(1) 車流密度：平時N=20對/h，高峰N=30對/h；(2) 列車編組：6節(jié)/列；(3) 列車自重：G=331.6t；(4) 列車平均運(yùn)行速度：V=35km/h；(5) 牽引網(wǎng)額定電壓：Uc=1.5kV；(6) 牽引網(wǎng)單位阻抗：r=0.0331/km；(7) 列車單位能耗： A=0.07kW

2、3;h/t·km；(8) 運(yùn)營時間：18h/day；(9) 走行軌單位阻抗：r0=0.013/km；(10) 電價：a=0.69元/度。1.1題目某原始資料如表1所示：表1某地鐵一號線線路區(qū)間長度站名(簡稱)西朗A坑口B花地灣C芳村D黃沙E長壽路F陳家祠G西門口H公元前I農(nóng)講所J烈士陵園K東山口L楊箕M體育西路N體育中心O廣州東站P站距(kM)試結(jié)合所學(xué)知識，對該地鐵牽引變電所進(jìn)行布點(diǎn)，并進(jìn)行牽引供電計(jì)算。1.2需完成的內(nèi)容牽引變電所的布點(diǎn)在城市軌道交通中占著相當(dāng)重要的成分，良好的布點(diǎn)，可以在取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在此課程設(shè)計(jì)中，首先對牽引變電所進(jìn)行布點(diǎn)，滿足中間某牽引變電所退出運(yùn)行時

3、可進(jìn)行大雙邊供電。然后根據(jù)題目已知條件，對牽引變電所布點(diǎn)完成后，進(jìn)行牽引供電計(jì)算，確保布點(diǎn)的合理性。2設(shè)計(jì)內(nèi)容的分析首先，根據(jù)GB 50157-2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范:14.2.3牽引變電所的數(shù)量、容量及其在線路上的分布應(yīng)在總和考慮的基礎(chǔ)上由計(jì)算確定。然后查閱相關(guān)資料得知，地鐵中牽引變電所，根據(jù)車站間的距離，每23個車站設(shè)置一個較好。同時，牽引變電所布點(diǎn)一般有兩種方法：(1)以線路中間車站設(shè)牽引變電所為布點(diǎn)基點(diǎn)：首先考慮牽引變電所與車站相結(jié)合。研究線路中站間距最大的兩個相鄰車站。當(dāng)站間距足夠長，可將此兩個車站暫時設(shè)置牽引變電所，計(jì)算牽引網(wǎng)雙邊供電最大電壓損失，如果計(jì)算值控制在允許范圍內(nèi)，則確定在

4、此兩個車站設(shè)置牽引變電所。以此為牽引變電所布置的基本點(diǎn)，向線路兩端擴(kuò)展，盡可能地集合車站設(shè)置。此方法適用于各車站的站間距相差較大的線路。(2)以線路末端車站設(shè)牽引變電所為布點(diǎn)基點(diǎn)：當(dāng)線路末端牽引變電所退出時，由相鄰的牽引變電所實(shí)施單邊供電，此時牽引網(wǎng)電壓損失會比較大；或?qū)⒕€路末端牽引網(wǎng)上下行并聯(lián)運(yùn)行，以減少牽引網(wǎng)回路電阻，改善牽引網(wǎng)電壓質(zhì)量。首先考慮線路末端牽引變電所與車站相結(jié)合。根據(jù)牽引網(wǎng)最大電壓損失允許值，確定線路末端牽引變電所及相鄰牽引變電所的位置以此向線路中央靠攏，完成全部牽引變電所的布點(diǎn)。此方法適用于各車站的站間距相差較小的線路。而我此次設(shè)計(jì)所采用的就是第二種方案。2.1設(shè)計(jì)規(guī)程根據(jù)

5、表1所給的站間距，我們從線路末端選起。我查閱資料，每23站布置一個牽引變電所，且距離大多不超過4km。其中廣州東站到體育中心的車站間距最大，所以我們在廣州東站P和體育西路N分別布置一個牽引變電所。然后在東山口L處設(shè)置一個，再在公園前I設(shè)置一個。其次長壽路F設(shè)置一個，芳村D設(shè)置一個，最后一個布置在西朗A。綜合上述，此方案設(shè)置了七個牽引變電所，分別為A站、D站、F站、I站、L站、N站、P站（全都與車站合建）。3牽引供電的計(jì)算牽引變電所的布點(diǎn)設(shè)計(jì)完成，剩下的就是每個布點(diǎn)中牽引變電所供電的計(jì)算。而我查閱大量資料，發(fā)現(xiàn)城市軌道交通正線的牽引供電系統(tǒng)再設(shè)計(jì)和運(yùn)營中，均采用雙邊供電模式，因?yàn)殡p邊供電比單邊供

6、電的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。無論是電壓損失、功率損耗和雜散電流等方面雙邊供電都要比單邊供電小34倍，無疑對運(yùn)營是非常有利的。北京地鐵1號線單邊供電是在當(dāng)時的技術(shù)條件下迫不得已而采取的一項(xiàng)臨時措施。所以本次計(jì)算我采用的是雙邊供電時的計(jì)算方法。3.1平時時的牽引計(jì)算即當(dāng)車流密度N=20對/h時的情況(1)列車平均電流I的計(jì)算=541.61(A)(2)區(qū)間平均列車數(shù)m=(3)區(qū)間走行時間(s)=239.76(s)=302.30(s)=345.70(s)=281.73(s)=291.6(s)(4)牽引變電所饋線平均電流=590.35(A)=360.71(A)=454.68(A)=519.95(A)=423.8

7、1(A)=438.70(A)(5)牽引變電所饋線有效電流=1.15=1044458.98(A2)=555342.78(A2)=742746.03(A2)=883308.03(A2)=679237.05(A2)=709628.33(A2)所以我們可以得出=1021.99(A)=745.21(A)=861.83(A)=939.84(A)=824.16(A)=842.39(A)(6)1h牽引用電量W=3546.79(kW.h)=2164.29(kW.h)=2728.80(kW.h)=3120.62(kW.h)=2543.11(kW.h)=2632.24(kW.h)(7)因?yàn)檫@里的W為1h牽引用電量，

8、故W的數(shù)值也就等于牽引變電所功率數(shù)=3546.79(kW)=2164.29(kW)=2728.80(kW)=3120.62(kW)=2543.11(kW)=2632.24(kW)(8)牽引變電所容量(kVA)3901.47(kVA)2380.72(kVA)3001.68(kVA)3432.68(kVA)2797.42(kVA)2895.46(kVA)(9)牽引網(wǎng)平均電壓損失=18.15(V)=8.12(V)=11.76(V)=14.66(V)=10.49(V)=11.10(V)(10)牽引網(wǎng)最大平均電壓損失=27.23(V)=12.18(V)=17.64(V)=21.99(V)=15.74(V

9、)=16.65(V)3.2高峰時的牽引計(jì)算即當(dāng)車流密度N=20對/h時的情況(1)列車平均電流I的計(jì)算=541.61(A)(2)區(qū)間平均列車數(shù)m=(3)區(qū)間走行時間=392.91(s)=239.76(s)=302.30(s)=345.70(s)=281.73(s)=291.6(s)(4)牽引變電所饋線平均電流=885.53(A)=541.07(A)=682.16(A)=779.92(A)=635.85(A)=658.06(A)(5)牽引變電所饋線有效電流=1.15=1827916.02(A2)=930616.25(A2)=1269530.92(A2);=1527710.64(A2)=11538

10、97.10(A2)=1208822.50(A2)所以可以得出=1352.00(A)=964.68(A)=1126.73(A)=1236.01(A)=1074.20(A)=1099.46(A)(6)1h牽引用電量W=5320.19(kW.h)=3246.44(kW.h)=4093.20(kW.h)=4680.93(kW.h)=3814.67(kW.h)=3948.36(kW.h)(7)牽引變電所功率數(shù)=5320.19(kW)=3246.44(kW)=4093.20(kW)=4680.93(kW)=3814.67(kW)=3948.36(kW)(8)牽引變電所容量(kVA)5852.21(kVA)

11、3571.08(kVA)4502.52(kVA)5149.02(kVA)=4196.14(kVA)4343.20(kVA)(9)牽引網(wǎng)平均電壓損失=24.37(V)=10.88(V)=15.75(V)=19.64(V)=14.05(V)=14.87(V)(10)牽引網(wǎng)最大平均電壓損失=36.48(V)=16.32(V)=23.63(V)=29.46(V)=21.09(V)=22.31(V)4總結(jié)根據(jù)國標(biāo)給定的標(biāo)準(zhǔn)，牽引變電所的數(shù)量容量以及在線路上的布點(diǎn)全部與計(jì)算有關(guān)，而計(jì)算的關(guān)鍵是電壓損失的允許值。而最近所有的地鐵建設(shè)全部都采取的雙邊供電，足以展現(xiàn)出雙邊供電的優(yōu)點(diǎn)，所以牽引計(jì)算都以雙邊供電計(jì)算。而在此設(shè)計(jì)中采用了以線路末端車站設(shè)牽引變電所為布點(diǎn)基點(diǎn)，考慮了牽引變電所盡量與車站合建的原則，設(shè)計(jì)中全部牽引變電所都與車站合建。參考文獻(xiàn)1于松偉.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用M.西南交通大學(xué)出版社.2008.06:380-4