牽引變電所容量計算(一)計算條件與饋線電流課件

1、第一章 電力系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)GM電力網電力系統(tǒng)動力系統(tǒng)水（汽）輪機及發(fā)電機升壓變壓器輸電線路降壓變壓器用戶用電設備M7/25/20221好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶1-電力系統(tǒng)2-牽引變電所3-接觸網4-電力機車7/25/20222好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶直流制低頻單相交流制三相交流制工頻單相交流制牽引供電系統(tǒng)4種電流制式牽引變電所引入線方式橋接式 雙T接線單母線分段輻射供電牽引變電所4種一次供電方式單邊供電 兩邊供電環(huán)形供電接觸網供電方式單邊供電雙邊供電7/25/20223好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶第二章 牽引變壓器及其結線序號 變壓器類型 輸出電壓 容量利用

2、率 對稱與否 1 單相接線(純單相 單相VV，三相VV量等，60 100% 不對稱 2 三相YN/d11 量等，60 75.6% 不對稱 3 三相不等容量 量等，60 94.5% 不對稱 4 斯科特接線 量等，90 92.8% 對稱 5 阻抗匹配平衡型 (非阻抗匹配平衡型) 量等，90 100% 對稱7/25/20224好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶第5講 牽引變電所容量計算(1)計算條件與饋線電流 內容提要容量確定基本原則容量計算 三個步驟牽引負荷 相關知識饋線平均電流與有效電流確定列車數列車能耗牽引負荷特點7/25/20225好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶背景材料 一【案例一】

3、：某YN/d11型牽引變壓器，92年投入運行時容量為20000kVA，至95年時因過負荷頻繁而更換為25000kVA，運行至98年時，日平均過負荷次數達到40次，因過負荷跳閘次數一日內曾多達15次，嚴重干擾了正常的運輸秩序。于99年又將此變壓器更換為容量31500kVA，2006年更換為32000kVA的三相VV接線變壓器。7/25/20226好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶【案例二】：某三相VV結線牽引變壓器，2007年1月投入運行，容量為10000+12000kVA。2007年11月，過負荷信號動作頻繁，同時機車司機時常反映，列車運行至供電臂末端大上坡道時，接觸網末端電壓很低，常啟動困

4、難，變電所值班員檢查變電所母線電壓在大負荷時常低于22kV。背景材料 二7/25/20227好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶27.5KV A母線電壓曲線7/25/20228好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶27.5KV B相母線電壓曲線7/25/20229好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶一、牽引變電所容量確定的基本原則牽引變電所容量的計算與確定 牽引變壓器容量的計算與確定保證完成預定的運輸任務 容量大小要合理 容量過小，長期過載，易損 容量過大，損耗大，成本高 7/25/202210好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶二、牽引變壓器容量計算的3個步驟 (1)確定計算容量-按正常運行的

5、計算條件求出主變壓器供應牽引負荷所必需的最小容量。 (2)確定校核容量-按列車緊密運行時的計算條件并從充分利用牽引變壓器的過負荷能力所計算的容量。 (3)安裝容量-根據計算容量和校核容量，再考慮其他因素（如備用方式），最后按變壓器實際產品的規(guī)格所確定的變壓器臺數與容量。7/25/202211好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶【學習情境】某單線區(qū)段，近期列車對數N=23對/日，Nmax=42對/日。供電臂1：區(qū)間數n=3，總能耗A1=2115kVAh，帶電時間tg1=29.3min；供電臂2：區(qū)間數n=3，總能耗A1=1724kVAh，帶電時間tg2=28.3min。求三相牽引變壓器采用固定備

6、用時的安裝容量。7/25/202212好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶牽引變壓器的計算容量取決于 各供電臂的負荷電流 電力機車類型、牽引定數、牽引方式、線路坡道、行車量和線路通過能力等 年運輸量 線路通過列車數 列車能耗算出列車電流 三、 牽引負荷相關知識7/25/202213好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶如何確定列車數？(采用近期年運量時) K1波動系數(取1.2)，因是按近期調查運量計算，因此還需要考慮運量的波動性，波動系數一般采用20%。 K2儲備系數(單線取1.2，復線取1.15)因為有時會發(fā)生由于線路維護，港口卸貨及自然災害等引起的列車密集運行情況。 F年運量(104噸/年

7、)G列車牽引重量(噸/列)y貨物凈載重系數7/25/202214好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶單臺列車通過供電分區(qū)的能耗列車能耗是計算變壓器容量的基礎，有了列車能耗就可以計算列車電流、饋線有效電流，進而計算牽引變壓器容量。 能耗基本公式：7/25/202215好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶列車運行的3種狀態(tài)在電力牽引中，列車的運行狀態(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，如：列車在上坡時，運行阻力加大必然加大牽引力，列車電流也就隨之加大，反之，列車下坡時，其自重形成牽引力就可少用電或不用電。牽引狀態(tài)： 惰性狀態(tài)： 制動狀態(tài)： 牽引電動機通電運轉，將

8、電能變?yōu)闄C械能，驅動機車 牽引電動機不通電，列車靠慣性前進的運動。 在列車上加制動力，使列車減速前進的運動。 7/25/202216好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶牽引負荷(饋線電流)的特點基本特點是劇烈變化，極不均衡。 （1）線路平面(彎直)與縱斷面(坡道)不斷變化，列車速度不斷變化，列車運行狀態(tài)也在不斷變化，每列車的電流也隨時間不斷變化和極不均勻。（2）行車密度極不均勻。線路上列車密集則負荷大，反之則負荷小，沒有車則負荷為零。(有時列車密度非常大，有時則很長一段時間沒有車運行)7/25/202217好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶7/25/202218好記性不如爛筆頭 作好筆記 留

9、住記憶7/25/202219好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶7/25/202220好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶7/25/202221好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶四：計算饋線平均電流和有效電流饋線平均電流Iav（供電臂平均電流Iav）是供電臂在計算時間T內（T一晝夜24小時h）的平均電流值。 Ia-饋線瞬時電流（供電臂瞬時電流ia），是指供電臂各區(qū)間運行列車瞬時電流的相量和。 7/25/202222好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶饋線有效電流交流電流有效值：一個交流電流和一個直流電流，分別通過同一電阻，如果經過相同時間產生同樣的熱量，則這個交流電流的有效值等于這個直流電流

10、的大小。電氣設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線的發(fā)熱等。饋線電流Ke-饋線有效電流系數 ia-饋線瞬時電流7/25/202223好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶單線區(qū)段饋線平均電流Iav（供電臂平均電流）計算方法饋線平均電流是個機車電流之和，而各機車的運行時間要在一晝夜中分布，所以饋線平均電流的平均范圍是一晝夜T(24h)。無論在什么時間范圍內求平均，一對車在供電分區(qū)運行時的能耗不變。當有N對車通過供電分區(qū)時：T全日時間，即1440min，U接觸網額定電壓25kV N供電臂中的列車對數(對/日)7/25/202224好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶單

11、線區(qū)段饋線有效電流Ie計算方法 p-區(qū)間出現帶電運行列車的平均概率 tgi某區(qū)間的給電運行時間 n區(qū)間數7/25/202225好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶實例計算講解P45計算饋線平均電流和有效電流Iav1，Iav2，Ie1，Ie27/25/202226好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶作業(yè)題某單線區(qū)段，近期列車對數N=25對/日，Nmax=42對/日。供電臂1：區(qū)間數n=3，總能耗A1=3420kVAh，帶電時間tg1=30.2min；供電臂2：區(qū)間數n=2，總能耗A2=3501kVAh，帶電時間tg2=58.8min。求三相牽引變壓器采用固定備用時的安裝容量。第一步：請分別計算兩供電臂饋線平均電流和有效電流Iav1，Iav2，Ie1，Ie2(即)P47第7題7/25/202227好記性不如爛筆頭 作好筆記 留住記憶第二章 作業(yè)點評作業(yè)題：1單相牽引變壓器容量利用率是_，三相牽引變壓器容量利用率是_，當考慮溫度系數kt=0.9時容量利用率可提高到_，三