5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件

第六章

牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法

第六章

牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法1一、問題的提出：

牽引變電所輸出電壓為U1，負(fù)荷(電力機車)電壓為U2；線路阻抗壓降為U線，由于線路壓降，致使U2<U1。當(dāng)U2下降到20kV以下時，機車不能正常運行，因此必需確切知道機車受電弓上電壓U2的大小。負(fù)荷離變電所愈遠(yuǎn)U線愈大U2愈小一、問題的提出：牽引變電所輸出電壓為U1，?國家對牽引網(wǎng)電壓的要求：牽引變電所輸出側(cè)電壓額定值：U1N=27.5kV牽引變電所輸出側(cè)電壓最大值：U1max=29kV受電弓電壓額定值：U2N=25kV受電弓電壓最小值：U2min=20kV

?國家對牽引網(wǎng)電壓的要求：

為了求出U2，需要分析牽引網(wǎng)的電壓損失。二、牽引網(wǎng)的電壓損失1.電壓損失的定義將U1-U2定義為電壓損失，用ΔU表示，即：前面講了要分析U2，由上式有U2=U1-ΔU，因此只須對ΔU進行分析。

2.電壓損失ΔU的分析：已知：牽引網(wǎng)單位長度阻抗Z=r+jx(Ω/km)，線路長度l，負(fù)荷的電流I及功率因數(shù)角為φ。分析：ΔU與Z、I、φ之關(guān)系。分析方法：相量圖法。由電路的KVL有：2.電壓損失ΔU的分析：畫相量圖：5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件

即：式中，

—稱為牽引網(wǎng)單位長度等效阻抗

5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件三、單線牽引網(wǎng)中電壓損失的計算

在供電計算中，只需計算最嚴(yán)重運行條件下的最大電壓損失1.計算條件：(1)供電分區(qū)每個區(qū)間均有一列取流列車；(2)供電分區(qū)中每個區(qū)間的列車都在區(qū)間末端運行。其中，運行列車取列車平均電流，最遠(yuǎn)區(qū)間的列車在區(qū)間末端取最大電流(起動情況)。I1、I2、I3

—各車運行時的平均電流I4q—列車最大電流（起動情況）I4q>I4三、單線牽引網(wǎng)中電壓損失的計算(1)供電分區(qū)每個區(qū)二、計算方法設(shè)單線牽引變電所供電分區(qū)共有4個區(qū)間，牽引網(wǎng)中的最低電壓出現(xiàn)在供電分區(qū)遠(yuǎn)端的列車受電弓上，因此只需計算供電分區(qū)遠(yuǎn)端的列車受電弓上的電壓損失，表示為二、計算方法根據(jù)電壓損失計算公式：根據(jù)電壓損失計算公式：推廣至一般：設(shè)有n個區(qū)間，則其中—稱為電流矩結(jié)論：單線牽引網(wǎng)中的最大電壓損失，等于總電流矩與牽引網(wǎng)單位長度等效阻抗的乘積。求出后，即可得知負(fù)載電壓推廣至一般：根據(jù)概率計算的結(jié)果得出的牽引網(wǎng)電壓損失計算條件區(qū)間數(shù)列車位置注：當(dāng)供電臂列車用電概率較小時(3個區(qū)間p≤0.35，4個區(qū)間p≤0.25)，則表中3、4兩項中I1可取消。2134根據(jù)概率計算的結(jié)果得出的牽引網(wǎng)電壓損失計算條件區(qū)間數(shù)列車位置例：某一單線區(qū)段供電臂參數(shù)如圖所示，牽引網(wǎng)等效單位阻抗Z'=0.482，求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失。解：例：某一單線區(qū)段供電臂參數(shù)如圖所示，牽引網(wǎng)等效單位阻抗Z'=四、復(fù)線牽引網(wǎng)電壓損失的計算一、計算條件：1.上、下行連發(fā)列車最嚴(yán)重情況下進行電壓損失計算2.供電分區(qū)遠(yuǎn)端列車取起動電流，其余列車取平均電流3.上、下行接觸網(wǎng)在供電分區(qū)末端并聯(lián)4.最大電壓損失一般出現(xiàn)在電流分界點二、復(fù)線牽引網(wǎng)電流分配規(guī)律復(fù)線牽引網(wǎng)在供電分區(qū)末端并聯(lián)。因此，一列列車的電流由上行、下行牽引網(wǎng)同時供給電力機車。所以我們必須先算列車運行時上、下行線路的電流分配。以一列列車為例，設(shè)供電臂長度為L，列車電流為I，與牽引變電所距離為l四、復(fù)線牽引網(wǎng)電壓損失的計算11I=I1+I2三式聯(lián)立，可得：2323推廣至一般，若供電分區(qū)有n臺機車，應(yīng)用疊加原理：推廣至一般，若供電分區(qū)有n臺機車，計算：復(fù)線牽引網(wǎng)阻抗參數(shù)：計算：§5.2牽引變電所電壓損失一、單相牽引變電所中的電壓損失牽引變電所中的電壓損失，即牽引變電所主變壓器線圈中的電壓損失。對于單相變壓器，變壓器線圈電流即饋線電流，所以電壓損失即饋線電流與變壓器線圈等效阻抗的乘積。1.單相變電壓器的阻抗Zb由單相變壓器的短路電壓百分值，可求得Xb；由單相變壓器的銅耗，可得Rb?！?.2牽引變電所電壓損失2.電壓損失計算例：某牽引變電所兩臺15000kvA單相變壓器，每臺阻抗臂負(fù)荷(滯后)求：V/V接線和純單相接線牽引變電所電壓損失。2.電壓損失計算二、三相牽引變電所中的電壓損失1.三相變壓器的阻抗2.電壓損失的計算：情況1：電流滯后電壓φ′情況2：電流超前電壓φ′二、三相牽引變電所中的電壓損失復(fù)線牽引變電所一供電分區(qū)：全日列車對數(shù)78，列車能耗：上行161kVAh，下行1000kVAh；帶電運行時間：上行2.3min，下行17.8min供電分區(qū)全長17km，上行（線路I）為下坡，列車走行20.8min，只在遠(yuǎn)端起動給電運行2.3min.下行（線路II）為上坡，列車走行19.8min，到達(dá)末端前2min絕電運行。按計算條件：上行車1列，供電分區(qū)遠(yuǎn)端起動。下行車3列，每列間隔8min.求：計算容量，及最大電壓損失。復(fù)線牽引變電所一供電分區(qū)：全日列車對數(shù)78，列車能耗：上行1牽引網(wǎng)電壓的改善牽引網(wǎng)電壓的改善24電氣化鐵道牽引網(wǎng)的電壓水平，直接影響著牽引供電和運輸生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)。我國運營的某些電氣化區(qū)段，由于運量的增長，使得牽引網(wǎng)電壓水平過低，它嚴(yán)重影響著供電能力的發(fā)揮。為了改善牽引網(wǎng)電壓水平，應(yīng)當(dāng)采取對牽引網(wǎng)進行電壓調(diào)節(jié)(升壓)的技術(shù)措施。從裝置的調(diào)壓原理來分，調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)電壓水平的裝置可分為三類：1.通過調(diào)節(jié)變壓比來直接調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)電壓2.通過改善牽引網(wǎng)中電氣參數(shù)(如電流、功率因數(shù))來間接調(diào)壓

3.通過調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)阻抗來調(diào)節(jié)電壓電氣化鐵道牽引網(wǎng)的電壓水平，直接影響著牽引供電和運輸生降低牽引網(wǎng)阻抗能提高牽引網(wǎng)電壓，方法有兩種：一、用加強導(dǎo)線或用有載承力索，但升壓幅度有限。二、串聯(lián)電容補償(SCC)，其提高網(wǎng)壓的效果比較明顯，串聯(lián)電容器安設(shè)于饋線上。串聯(lián)電容前：串聯(lián)電容后：降低牽引網(wǎng)阻抗能提高牽引網(wǎng)電壓，方法有兩種：相量圖電容器C上的電壓降補償了牽引網(wǎng)上的部分感抗壓降。由于串聯(lián)電容，牽引網(wǎng)電壓水平將普遍提高。電容器的選擇，通常是立足于在饋線最大負(fù)載下補償牽引網(wǎng)中的部分電壓損失,使?fàn)恳W(wǎng)最低電壓提高；或者，立足于部分或全部補償牽引變壓器中的電壓損失。相量圖一、補償牽引網(wǎng)中的電壓損失已知：饋線電流Ia=662A，牽引網(wǎng)最低電壓Umin=21600V，要求提高到23750V。負(fù)載功率因數(shù)cosφ=0.8(滯后)，試確定串聯(lián)補償電容器參數(shù)。解：則由于電容器有自己的額定電壓和額定容量，不能按求得的微法數(shù)簡單地采用三臺或四臺電容器并聯(lián)的方法來滿足要求。一、補償牽引網(wǎng)中的電壓損失實際采用的電力電容器：每臺159μF實際采用的電力電容器：實際選擇電容器時，可按以下步驟：1.選定電壓：ΔUC=2150V是要求電容器補償?shù)碾妷簱p失，實際電容器的壓降2.選定電流：設(shè)采用CY-1-50-1電容器，其額定電流每臺為串聯(lián)電容器數(shù):取整nC=4臺3.并聯(lián)支路數(shù)：取整nb=14臺

串聯(lián)補償裝置總電容數(shù)：14×4=56臺容量：50×56=2800KVar4.校驗補償效果。實際選擇電容器時，可按以下步驟：二、補償牽引變壓器中的電壓損失已知：饋線電流Ia=662A，電壓損失最大的A相ΔUb=3780V，要求補償0.8×3780=3024V，選擇串聯(lián)補償電容參數(shù)及臺數(shù)。二、補償牽引變壓器中的電壓損失第六章

牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法

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牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法32一、問題的提出：

牽引變電所輸出電壓為U1，負(fù)荷(電力機車)電壓為U2；線路阻抗壓降為U線，由于線路壓降，致使U2<U1。當(dāng)U2下降到20kV以下時，機車不能正常運行，因此必需確切知道機車受電弓上電壓U2的大小。負(fù)荷離變電所愈遠(yuǎn)U線愈大U2愈小一、問題的提出：牽引變電所輸出電壓為U1，?國家對牽引網(wǎng)電壓的要求：牽引變電所輸出側(cè)電壓額定值：U1N=27.5kV牽引變電所輸出側(cè)電壓最大值：U1max=29kV受電弓電壓額定值：U2N=25kV受電弓電壓最小值：U2min=20kV

?國家對牽引網(wǎng)電壓的要求：

為了求出U2，需要分析牽引網(wǎng)的電壓損失。二、牽引網(wǎng)的電壓損失1.電壓損失的定義將U1-U2定義為電壓損失，用ΔU表示，即：前面講了要分析U2，由上式有U2=U1-ΔU，因此只須對ΔU進行分析。

2.電壓損失ΔU的分析：已知：牽引網(wǎng)單位長度阻抗Z=r+jx(Ω/km)，線路長度l，負(fù)荷的電流I及功率因數(shù)角為φ。分析：ΔU與Z、I、φ之關(guān)系。分析方法：相量圖法。由電路的KVL有：2.電壓損失ΔU的分析：畫相量圖：5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件

即：式中，

—稱為牽引網(wǎng)單位長度等效阻抗

5第六章牽引網(wǎng)電壓水平與改善方法(閱讀)課件三、單線牽引網(wǎng)中電壓損失的計算

在供電計算中，只需計算最嚴(yán)重運行條件下的最大電壓損失1.計算條件：(1)供電分區(qū)每個區(qū)間均有一列取流列車；(2)供電分區(qū)中每個區(qū)間的列車都在區(qū)間末端運行。其中，運行列車取列車平均電流，最遠(yuǎn)區(qū)間的列車在區(qū)間末端取最大電流(起動情況)。I1、I2、I3

—各車運行時的平均電流I4q—列車最大電流（起動情況）I4q>I4三、單線牽引網(wǎng)中電壓損失的計算(1)供電分區(qū)每個區(qū)二、計算方法設(shè)單線牽引變電所供電分區(qū)共有4個區(qū)間，牽引網(wǎng)中的最低電壓出現(xiàn)在供電分區(qū)遠(yuǎn)端的列車受電弓上，因此只需計算供電分區(qū)遠(yuǎn)端的列車受電弓上的電壓損失，表示為二、計算方法根據(jù)電壓損失計算公式：根據(jù)電壓損失計算公式：推廣至一般：設(shè)有n個區(qū)間，則其中—稱為電流矩結(jié)論：單線牽引網(wǎng)中的最大電壓損失，等于總電流矩與牽引網(wǎng)單位長度等效阻抗的乘積。求出后，即可得知負(fù)載電壓推廣至一般：根據(jù)概率計算的結(jié)果得出的牽引網(wǎng)電壓損失計算條件區(qū)間數(shù)列車位置注：當(dāng)供電臂列車用電概率較小時(3個區(qū)間p≤0.35，4個區(qū)間p≤0.25)，則表中3、4兩項中I1可取消。2134根據(jù)概率計算的結(jié)果得出的牽引網(wǎng)電壓損失計算條件區(qū)間數(shù)列車位置例：某一單線區(qū)段供電臂參數(shù)如圖所示，牽引網(wǎng)等效單位阻抗Z'=0.482，求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失。解：例：某一單線區(qū)段供電臂參數(shù)如圖所示，牽引網(wǎng)等效單位阻抗Z'=四、復(fù)線牽引網(wǎng)電壓損失的計算一、計算條件：1.上、下行連發(fā)列車最嚴(yán)重情況下進行電壓損失計算2.供電分區(qū)遠(yuǎn)端列車取起動電流，其余列車取平均電流3.上、下行接觸網(wǎng)在供電分區(qū)末端并聯(lián)4.最大電壓損失一般出現(xiàn)在電流分界點二、復(fù)線牽引網(wǎng)電流分配規(guī)律復(fù)線牽引網(wǎng)在供電分區(qū)末端并聯(lián)。因此，一列列車的電流由上行、下行牽引網(wǎng)同時供給電力機車。所以我們必須先算列車運行時上、下行線路的電流分配。以一列列車為例，設(shè)供電臂長度為L，列車電流為I，與牽引變電所距離為l四、復(fù)線牽引網(wǎng)電壓損失的計算11I=I1+I2三式聯(lián)立，可得：2323推廣至一般，若供電分區(qū)有n臺機車，應(yīng)用疊加原理：推廣至一般，若供電分區(qū)有n臺機車，計算：復(fù)線牽引網(wǎng)阻抗參數(shù)：計算：§5.2牽引變電所電壓損失一、單相牽引變電所中的電壓損失牽引變電所中的電壓損失，即牽引變電所主變壓器線圈中的電壓損失。對于單相變壓器，變壓器線圈電流即饋線電流，所以電壓損失即饋線電流與變壓器線圈等效阻抗的乘積。1.單相變電壓器的阻抗Zb由單相變壓器的短路電壓百分值，可求得Xb；由單相變壓器的銅耗，可得Rb。§5.2牽引變電所電壓損失2.電壓損失計算例：某牽引變電所兩臺15000kvA單相變壓器，每臺阻抗臂負(fù)荷(滯后)求：V/V接線和純單相接線牽引變電所電壓損失。2.電壓損失計算二、三相牽引變電所中的電壓損失1.三相變壓器的阻抗2.電壓損失的計算：情況1：電流滯后電壓φ′情況2：電流超前電壓φ′二、三相牽引變電所中的電壓損失復(fù)線牽引變電所一供電分區(qū)：全日列車對數(shù)78，列車能耗：上行161kVAh，下行1000kVAh；帶電運行時間：上行2.3min，下行17.8min供電分區(qū)全長17km，上行（線路I）為下坡，列車走行20.8min，只在遠(yuǎn)端起動給電運行2.3min.下行（線路II）為上坡，列車走行19.8min，到達(dá)末端前2min絕電運行。按計算條件：上行車1列，供電分區(qū)遠(yuǎn)端起動。下行車3列，每列間隔8min.求：計算容量，及最大電壓損失。復(fù)線牽引變電所一供電分區(qū)：全日列車對數(shù)78，列車能耗：上行1牽引網(wǎng)電壓的改善牽引網(wǎng)電壓的改善55電氣化鐵道牽引網(wǎng)的電壓水平，直接影響著牽引供電和運輸生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)。我國運營的某些電氣化區(qū)段，由于運量的增長，使得牽引網(wǎng)電壓水平過低，它嚴(yán)重影響著供電能力的發(fā)揮。為了改善牽引網(wǎng)電壓水平，應(yīng)當(dāng)采取對牽引網(wǎng)進行電壓調(diào)節(jié)(升壓)的技術(shù)措施。從裝置的調(diào)壓原理來分，調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)電壓水平的裝置可分為三類：1.通過調(diào)節(jié)變壓比來直接調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)電壓2.通過改善牽引網(wǎng)中電氣參數(shù)(如電流、功率因數(shù))來間接調(diào)壓

3.通過調(diào)節(jié)牽引網(wǎng)阻抗來調(diào)節(jié)電壓電氣化鐵道牽引網(wǎng)的電壓水平，直接影響著牽引供電和運輸生降低牽引網(wǎng)阻抗能提高牽引網(wǎng)電壓，方法有兩種：一、用加強導(dǎo)線或用有載承力索，但升壓幅度有限。二、串聯(lián)電容補償