牽引網(wǎng)阻抗計算-計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗（高鐵牽引供電系統(tǒng)）

項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗知識點3：單線牽引網(wǎng)等值單位阻抗單線牽引網(wǎng)等值單位阻抗Z牽引網(wǎng)的等值阻抗Z(a)(b)接觸網(wǎng)-地回路軌道-地回路圖1單線每公里牽引網(wǎng)等值電路Z1-接觸網(wǎng)-地回路的自阻抗ZZ2-軌道-地回路自阻抗Z12-接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路的互阻抗單線牽引網(wǎng)等值單位阻抗Z牽引網(wǎng)的等值阻抗Z(a)(b)接觸網(wǎng)-地回路軌道-地回路圖1單線每公里牽引網(wǎng)等值電路用Zω、Zr、Zωr分別代替Z1、Z2和Z12，則得牽引網(wǎng)等值阻抗ZΩ/kmΩ/km項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗知識點1：軌道-地回路單位自阻抗Zr軌道-地回路單位自阻抗Zr軌道-地回路的單位自阻抗Zrrr-一條鋼軌的有效電阻，Ω/kmRζc-鋼軌的等效半徑，mm

dr-兩條鋼軌間的中心距離，mm

f-電流頻率σ

大地導電率Zr軌道-地回路單位自阻抗Zr名稱規(guī)格(kg/m)鋼軌重量(kg/m)鋼軌截面(cm2)鋼軌周長L(mm)計算半徑R(mm)有效電阻rr(Ω/km)等效半徑Rξg(mm)鋼軌4344.65357.055888.90.222.695051.51465.860696.60.185.546060.3577.08685109.10.13512.79rrRζr軌道-地回路單位自阻抗Zr計算實例(鋼軌為P60)已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm

查表知：rr=0.135Ω/km；Rζr=12.79mm軌道-地回路單位自阻抗Zr計算實例(鋼軌為P50)已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm

查表知：rr=0.18Ω/km；Rζr=5.54mm項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗知識點2：接觸網(wǎng)、軌道與地回路互阻抗Zωr接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路互阻抗Zωr接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路互阻抗Zωrdωr-接觸網(wǎng)的等值導線與等值軌道回路間的距離，mm

f-電流頻率σ

大地導電率接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路互阻抗Zωrdcr-接觸導線與鋼軌中心距離，mmH-接觸導線到鋼軌的平均高度，mmdmr

-承力索與鋼軌的中心距離，mm單鏈形懸掛布置示意圖計算實例已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm導高H=6200mm，承力索與導線間平均距離dcm=1033mm

接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路互阻抗Zωr計算實例接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路互阻抗Zωr已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm導高H=6200mm，承力索與導線間平均距離dcm=1033mm

項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗知識點5：牽引網(wǎng)阻抗測試測試時，在供電臂的末端用測試線連接接觸網(wǎng)和鋼軌，在供電臂始端調(diào)節(jié)測試電壓，記錄達到測試電流時對應的電壓值和相位角。根據(jù)計算式就可算出牽引網(wǎng)阻抗值。牽引網(wǎng)阻抗測試通常將測試值與理論計算值(一般由設計公司給出)進行比較，校正牽引變電所的保護整定值，提高牽引網(wǎng)保護裝置的可靠性。牽引網(wǎng)阻抗測試

圖2接觸網(wǎng)與鋼軌相連項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)案例：計算牽引網(wǎng)單位等值阻抗已知某單線單鏈形懸掛牽引網(wǎng)：接觸網(wǎng)懸掛導線類型為JTMH-95+CTHA-110，接觸懸掛的結(jié)構(gòu)高度為1500mm，鋼軌型式為60kg/m，大地導電率σ=10×10-14(CGSM)，導線、鋼軌各部分間的距離如圖所示。求牽引網(wǎng)單位等值阻抗。

單鏈形懸掛布置示意圖牽引網(wǎng)基本條件(1)查上表，確定CTHA-110型接觸導線的參數(shù)如下：有效電阻即為直流電阻：rc=0.178Ω/km等效半徑：Rξc=4.81mm案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)查表確定導體有效電阻與等效半徑名稱規(guī)格標稱截面（mm2

）斷面尺寸單位重量(kg/km)直流電阻(Ω/km)計算半徑(mm)等效半徑(mm)持續(xù)載流量(A)A(mm)B(mm)銅接觸線TCG-10010010.812.818900.1795.94.6600TCG-858510.811.767600.2115.644.4500銅合金接觸線CTAH-11011012.3412.34993.20.1786.174.81670CTAH-12012012.912.910820.1776.455.03750CTAH-15015014.414.113500.1767.135.56800(2)查上表，確定JTMH-95型承力索的參數(shù)如下：有效電阻：rm=0.2Ω/km等效半徑：Rξm=4.74mm案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)名稱型號計算截面(mm2)根數(shù)×單線直徑(mm)單位重量(kg/km)計算半徑(mm)等效半徑(mm)電阻(Ω/km)持續(xù)載流量(A)銅合金絞線JTMH-7068.819×2.146185.354.0550.28340JTMH-9592.5019×2.498396.254.740.20415JTMH-12011719×2.8010577.005.310.158485鋼芯鋁絞線LGJ-95鋁鋼鋁鋼4016.846.500.31533594.2317.8128×2.077×1.8LGJ-120116.3421.9928×2.307×2.004957.607.220.255380查表確定導體有效電阻與等效半徑(3)查上表，確定P60鋼軌的參數(shù)如下：有效電阻：rm=0.135Ω/km等效半徑：Rξm=12.79mm案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)名稱規(guī)格(kg/m)鋼軌重量(kg/m)鋼軌截面(cm2)鋼軌周長L(mm)計算半徑R(mm)有效電阻rg(Ω/km)等效半徑Rξg(mm)鋼軌4344.65357.055888.90.222.695051.51465.860696.60.185.546060.3577.08685109.10.13512.79查表確定導體有效電阻與等效半徑(1)接觸導線與鋼軌頂中心的距離(2)接觸導線與承力索間的平均距離案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)計算各部分間距離(3)承力索與鋼軌頂中心的距離(4)地回路的等值深度Dg

案例1-1：確定牽引網(wǎng)阻抗基礎數(shù)據(jù)計算各部分間距離項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路阻抗案例：計算牽引網(wǎng)單位等值阻抗已知某單線單鏈形懸掛牽引網(wǎng)：接觸網(wǎng)懸掛導線類型為JTMH-95+CTHA-110，接觸懸掛的結(jié)構(gòu)高度為1500mm，鋼軌型式為60kg/m，大地導電率σ=10×10-14(CGSM)，導線、鋼軌各部分間的距離如圖所示。求牽引網(wǎng)單位等值阻抗。

單鏈形懸掛布置示意圖牽引網(wǎng)基本條件案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路等值阻抗(1)計算接觸線-地回路的自阻抗Zc查表已知CTHA-110型接觸導線的參數(shù)為：有效電阻：rc=0.178Ω/km等效半徑：Rξc=4.81mm計算已知Dg=932×103mm(2)計算承力索-地回路的自阻抗Zm查表已知JTMH-95型承力索的參數(shù)為：有效電阻：rm=0.2Ω/km等效半徑：Rξm=4.74mm案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路等值阻抗(3)計算承力索-地回路與接觸線-地回路間的互阻抗Zcm計算已知接觸導線與承力索間的平均距離dcm=1033mm案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路等值阻抗用代數(shù)法計算計算接觸網(wǎng)-地回路的等值阻抗Zω案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路等值阻抗用指法計算計算接觸網(wǎng)-地回路的等值阻抗Zω案例1-2：計算接觸網(wǎng)-地回路等值阻抗0.20.3390.39459.5°項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例1-3：計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例：計算牽引網(wǎng)單位等值阻抗已知某單線單鏈形懸掛牽引網(wǎng)：接觸網(wǎng)懸掛導線類型為JTMH-95+CTHA-110，接觸懸掛的結(jié)構(gòu)高度為1500mm，鋼軌型式為60kg/m，大地導電率σ=10×10-14(CGSM)，導線、鋼軌各部分間的距離如圖所示。求牽引網(wǎng)單位等值阻抗。

單鏈形懸掛布置示意圖牽引網(wǎng)基本條件案例1-3：計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗(1)計算軌道-地回路的自阻抗Zr查表已知鋼軌有效電阻為0.135Ω/km，等效半徑為12.79mm，軌距為1435mm，則軌道-地回路自阻抗Zr案例1-3：計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗(2)計算接觸網(wǎng)-地回路與軌道-地回路的互阻抗Zωr應用公式案例1-3：計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗(3)計算本單線牽引網(wǎng)的單位等值阻抗Z(1)用代數(shù)法求解分子分母同時乘以(0.118-j0.556)0.1260.4260.44473.54°案例1-3：計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗(3)計算本單線牽引網(wǎng)的單位等值阻抗Z(2)用指數(shù)法求解0.050.310.31480.8°項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例2：牽引網(wǎng)阻抗對供電質(zhì)量的影響

1-影響電能損失電能損失△A=I2rt牽引網(wǎng)阻抗Z=r+jωL

當負荷電流(I)相同時，牽引網(wǎng)阻抗越大，電能損失越大。電壓損失△U=IZ=I(r+jωL)當負荷電流(I)相同時，牽引網(wǎng)阻抗越大，則牽引網(wǎng)電壓損失越大，影響牽引網(wǎng)末端電壓水平與供電能力。

2-影響電壓損失牽引網(wǎng)阻抗Z=r+jωL

電壓損失△U=IZ=I(r+jωL)

2-影響電壓損失

牽引變電所饋線側(cè)額定電壓為27.5kV，接觸網(wǎng)額定電壓為25kV，當列車緊密運行時，接觸網(wǎng)末端電壓嚴重時可降至20kV，造成列車速度下降，在大坡道時還有可能啟動困難。短路電流ID=U/Z當牽引網(wǎng)電壓(U)一定時，牽引網(wǎng)阻抗越大，則牽引網(wǎng)短路電流越小。當牽引網(wǎng)末端最小短路電流接近甚至小于最大負荷電流時，則牽引網(wǎng)電流保護的靈敏度大大下降，嚴重時將使電流保護無法正常使用。

3-影響保護靈敏度IDmin-保護區(qū)末端的最小短路電流；IDZ-保護裝置的動作電流，IFHmax＜IDZ＜IDminKm-保護靈敏度圖中為供電線電聯(lián)接線夾接觸不良4-局部阻抗過大可造成電氣燒損造成過熱，最終燒斷線索項目三牽引網(wǎng)阻抗計算03計算單線牽引網(wǎng)等值阻抗案例3：牽引網(wǎng)阻抗參數(shù)分析識別真假跳閘案例3：牽引網(wǎng)阻抗參數(shù)分析識別真假跳閘牽引網(wǎng)短路跳閘數(shù)據(jù)0.1260.4260.44473.54°(1)單位等值阻抗一般在0.4-0.5Ω/km，供電臂一般為20-30km，故供電臂末端最大短路阻抗一般在8-15Ω。81.58Ω不是牽引網(wǎng)本身的阻抗，而應是負荷阻抗。(2)牽引網(wǎng)阻抗角一般為65-75°