第3章-牵引变电所容量计算与确定.ppt

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1、第3章牵引变电所容量计算与确定3-1计算条件3-2馈线电流3-3牵引变压器的计算容量3-4牵引变压器的校核容量3-5牵引变压器的安装容量第3章牵引变电所容量计算与确定3-1计算条件3-1计算条件为了合理地确定变压器的额定容量，在进行变压器容量计算时，要正确选择变压器计算的条件。牵引变压器的计算容量取决于各供电臂的负荷电流，而各供电臂的负荷电流主要取决于电力机车类型、牵引定数、牵引方式、线路坡道、行车量和线路通过能力等。在诸多因素中，当线路断面确定后，年运输量是确定供电臂负荷的关键因素。由年运输量可以算出线路要通过的列车数，它

2、反应了列车的密度。其次是列车的用电量，由它可以算出列车电流，进而确定各供电臂电流。3-1计算条件3-1计算条件3-1-1确定列车数的计算条件3-1-2列车用电量的计算条件3-1-3列车能耗3-1-1确定列车数的计算条件3-1-1确定列车的计算条件变压器容量应和铁路运输量的大小及其增长速度相适应。运输量越大，运行的列车越多，从变电所获取的电流就越大，相应的要求变电所的容量以越大。在确定列车对数时，要考虑留有一定的储备能力。其储备系数一般单线取20%，复线取15%。若近期按调查运量计算，还需要考虑货运量的波动性，波动系数一般取2

3、0%。远期按国家年输送能力计算时，则不考虑波动系数，仅考虑储备能力。若国家规定的年输送能力已接近线路输送能力时，可按线路输送能力计算。若低于线路输送能力的一半时，可按2倍需要输送能力计算。在这两种情况下，都不再考虑波动系数和储备系数。因此，在计算牵引变压器容量时，计算列车对数N可按以下三种情况确定：3-1-1确定列车数的计算条件1、采用近期年运量时(3-1)2、需要输送能力接近线路输送能力时(3-2)2、需要输送能力低于线路输送能力一半时(3-3)3-1-2列车用电量的计算条件3-1-2列车用电量的计算条件在铁路运输中，除了

4、满载的直通货物列车（重车）外，还有零组担列车、摘挂列车、不满载列车、旅客列车，另外当两个方向货运量不一致时，会出现一部分空载列车。牵引变压器的容量必须满足各类电力牵引列车的用电需要。一般对于不同类型的列车，均按满载货物列车考虑。3-1-3列车能耗3-1-3列车能耗电力机车在运行中消耗的能量是电能，通常称之为列车能耗。在电力牵引中，列车的运行状态有三种：牵引状态、惰行状态、制动状态。具体采用哪种状态取决于线路的情况。在牵引计算中，根据线路状况和列车的运行状态可以通过作图得到列车电流曲线，即列车取流与走行路线（或时间）的关系曲线

5、，在列车上装设记录式仪表可画出电流曲线。如：宝风线某段实测的电流曲线如图3-1所示。3-1-3列车能耗在求得列车电流曲线后就可进行列车能耗的计算，将该曲线积分，再乘以电压U，便得到列车能耗。如图3-2所示，若将时间坐标划分为若干等份，则列车通过供电分区的能耗计算公式为：3-2馈线电流3-2馈线电流馈线电流是指牵引变电所达引侧母线经由馈电线送到牵引网中的电流。这个电流就是牵引变电所的负荷电流。牵引变电所的负荷与动力系统负荷有很大的差别，其特点是：1）列车以变化的速度沿区间走行，因而牵引负荷是运动着的；2）列车负荷的大小是随时变

6、化的，如图3-3所示；3）列车可以在供电区段上任意布置；4）由于采用半导体整流式机车，整流后使得接触网上的电流变为非正弦波。3-2馈线电流3-2馈线电流3-2-1列车电流3-2-2馈线电流3-2-3馈线最大电流3-2-1列车电流3-2-1列车电流1、列车电流的平均值（1）单线供电臂的列车平均电流总能耗为：(3-4)平均电流为：(3-5)3-2-1列车电流（2）复线区段上（下）行供电臂列车平均电流（3）各种列车电流的带电平均值将式3-5和式3-6中的全部走行时间改为带电时间可得供电臂内列车带电平均电流为：(3-6)(3-7)复

7、线区段上（下）供电臂列车带电平均电流为：(3-8)3-2-1列车电流2、列车电流的有效值列车电流有效值的计算公式为：为了计算方便，引入机车电流有效系数：(3-9)则列车有效电流为：3-2-2馈线电流3-2-2馈线电流1、馈线电流的概念馈线电流的计算方法很多，这里介绍馈线电流的平均车量计算法。平均车量计算法是以给定的运量作为依据，并应用牵引计算的结果进行计算的。2、馈线电流的特征值1）馈线瞬时电流指供电臂中各区间运行列车瞬时电流的相量和。当各列车电流的功率因数相同时，则可按算术叠加计算，即：(3-10)3-2-2馈线电流2）馈

8、线平均电流指供电臂在计算时间内的平均值，即：(3-11)利用Iav可以估计变压器容量利用率，确定接触网的分相和供电分区，算出一次侧电力系统中由于牵引负荷造成的负荷大小等。2）馈线电流有效值(3-12)电气设备的温升是由有效电流决定的，因此，Ie可用于计算变压器容量和接触导线的发热等。在供电