2-供电方式分析.ppt

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1、高速铁路牵引供电技术1、牵引供电系统对外部电源的要求2、牵引网供电方式的比较3、直供加回流线供电方式分析4、AT供电方式分析GB12325—90电能质量供电电压允许偏差交流50Hz电力系统供电电压偏差定义为实测电压与额定电压之差，以额定电压的百分数表示。供电电压允许偏差：（1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%；（2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%；（3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。牵引供电系统对外部电源的要求1）电

2、压水平对外部电源短路容量的要求说明：1电压偏差按以下公式计算2标准中“供电电压”指的是：供电部门与用户的产权分界处的电压；或由供用电协议所规定的电能计量点的电压。对于电气化铁路牵引变电所，“供电电压”指110kV或220kV母线电压。计算到负荷端口，系统电压损失表达式如下式中，x为负荷端口看出的电网等值相电抗，；Q为该相线路传输的无功功率，kvar；UN为线路额定相电压，kV；为负荷功率因数角，感性负荷取正值。按三相负荷，将上式变化一下，系统电压损失表达式如下式中，UN为线路额定相电压，kV；S

3、k为负荷端口的系统三相短路容量，MVA；ST为负荷三相变压器容量，kVA；负荷功率因数角。进一步，计算电压偏差式中，Sk为负荷端口的系统三相短路容量，MVA；ST为负荷三相变压器容量，kVA；负荷功率因数角。上式表明，可以通过以下两条途径，来保证供电电压偏差满足国家标准要求：（等值电路解释；措施）（1）电网中传输的无功功率尽可能小；（2）负荷端口的系统三相短路容量尽可能地大。系统短路容量与发电容量和负载点所在地点有关。发电容量越大，短路容量越大；负载点距离电力系统电源越近，即电压等级越高，短路容

4、量也越大。由此可见，维持良好的供电电压水平，取决于供电部门和电力用户双方的共同努力。通常认为，高一级电网的供电能力较强。2005年对国内南方某城市电网20个110kV变电站、70个220kV变电站的短路容量调查，结果如下：（1）110kV的短路容量：878.04MVA-3891.21MVA（2）220kV的短路容量：1715.73MVA-7697.7MVA2006年对国内华北某电网4个110kV变电站、10个220kV变电站的短路容量调查，结果如下：（1）110kV的短路容量：439.6MVA、13

5、15.8MVA、1007.5MVA、3077MVA；（2）220kV的短路容量：3726.7MVA~17422.4MVA我国边远地区电气化铁路目前面临的问题是电网短路容量偏小，供电能力较弱。电网短路容量偏小意味着系统发电容量偏小或电源距负荷中心偏远。国外专家通常认为，电网公共连接点短路容量不足用户容量的30倍时，可以视其为小电网，小电网常见的电能质量问题之一就是供电电压偏差较大。在弱小电网中，牵引负荷可能引起电网电压较大的偏差和波动。相对西部而言，我国东部经济发达地区的电网较为强大，京沪电铁北京、上

6、海段牵引变电所110kV接入点的系统三相短路容量如下表所示相比而言，发达国家电网供电能力较强，韩国电铁接入系统的短路容量如下表所示，国外部分客运专线对接入系统提出了9000MVA短路容量的要求。韩国电铁接入系统的短路容量韩国电力变电所短路容量(MVA)高速铁路变电所陵谷10,140高阳一洞8,418安山秋八4,003平泽清原12,286新清州沃川7,504沃川金泉4,325金泉凡川7,611釜山韩国电力系统最高电压354kV，下一级是154kV，没有220kV的电压等级。由于354kV不能直接给用户

7、供电，所以电铁的电力系统接入电压等级为154kV，但其系统短路容量很大。电气化铁路牵引供电系统的电压水平受电力系统电压损失、牵引变压器电压损失和牵引网电压损失三方面制约。当前我国电气化铁路的已有牵引变电所用电容量最大达到80MVA，高速客运专线牵引变远期规划容量达120MVA。对应不同容量的牵引变压器，为保证供电臂未端电压不低于19kV，要求的系统短路容量如下表所示需要强调的是，增大系统短路容量，能够减少的是电力系统电压损失，而牵引供电系统电压损失与电网短路容量无关。为保证接触网的电压变化在允许值以

8、内，可以考虑选择牵引变压器的短路电压为8%，而不是通常的10.5%。世界主要高速铁路国家电铁供电电源电压等级国名铁路名称最高速度(km/h)供电电压(kV)附注日本东海道新干线300275个别站154kV山阳新干线300275个别站154kV北陆新干线300275东北新干线260275个别站154kV上越新干线275275法国巴黎－里昂3002251个站400kV巴黎－图尔3002251个站400kV巴黎－加莱3002251个站400kV里昂－瓦朗斯300225瓦朗斯