第4章++牵引变压器容量计算

第四章牵引变压器容量计算,4.1概述,变压器容量计算一般分为三个步骤：1、根据铁道部任务书中规定的年运量大小和行车组织的要求确定计算容量，这是为供应牵引负荷所必须的容量。2、根据列车紧密运行时供电臂的有效电流和充分利用牵引变压器的过载能力，计算校核容量，这是为确保变压器安全运行所必须的容量。3、根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），并按实际变压器系列产品的规格选定变压器的数量和容量称为安装容量。,一、计算列车数N的计算条件,近期按调查运量计算，考虑波动性和储备能力,远期按国家要求的输送能力计算，考虑储备能力,国家规定的需要输送能力接近线路输送能力时，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。均不考虑波动和储备系数,计算条件,当采用近期运量计算时：当需要输送能力接近线路输送能力时：当需要输送能力低于线路输送能力的一半时：,波动系数,储备系数系数,线路货物年运量,列车牵引重量,货车净载重与货车总重之比,线路输送能力,K2单线1.2，复线1.15。K1取1.2,二、列车用电量的计算条件对于不同类型的列车，都按满载货物列车考虑。当电力牵引的旅客列车数比例较大时，或上、下行方向空载车数比例很大时，也可分别按实际的客、货、空列车的用电量计算。三、牵引变压器校核容量的计算条件按其最大容量的需要来确定，应计算最大列车数：Nmax(N非)。,计算容量取决于供电臂的日负荷电流曲线，该曲线与列车电流大小和列车密度有关。,计算容量的确定计算容量：正常运行时供应牵引负荷所必须的容量按正常运行时的全日平均有效电流来计算变压器的计算容量。牵引变电所容量的计算需要如下原始资料：通过区段的每日列车对数；列车通过牵引变电所两边供电分区的走行时分、给电走行时分和能耗；线路资料，如供电分区长度，区间数，信号系统等。,校核容量的确定校核容量：根据列车紧密运行时供电臂的有效电流和充分利用牵引变压器的过载能力，为确保变压器安全运行所必须的容量。紧密运行：线路行车中不可避免的短时间高峰运输紧密运行时行车量，单线按每区段都有一列列车计算，复线上下行都按每隔8分钟连发列车计算。这时，在供电分区同时运行的列车数，等于计算出来的列车数中的最大列车数。,牵引变压器选择（安装容量的确定）牵引变电所变压器容量计算是为了确定变压器的安装容量和台数。安装容量：根据计算容量和校核容量，在考虑其他因素（如备用方式等），并按实际变压器系列产品的规格选定变压器的数量和容量。,正常运行和紧密运行是相对而言的，一般按全日平均有效电流选择变压器。1.三相YN,d11牵引变电所计算容量取决于重负荷绕组的有效电流。所以变压器计算容量(按正常运行考虑),4.2正常运行时牵引变压器容量计算,2.单相V/V变压器,V接线牵引变电所每台变压器的容量决定于对应的馈线电流。,3.单相变压器,按馈线有效电流（全日平均）计算,若由两臂合成到馈线，则,均方根值,例：已知IR=180A，IL=200A，KF=1.35，求单相变压器计算容量。,当时,4.Scott变压器,当时,紧密运行：线路行车中不可避免的短时间高峰运输。馈线电流计算方法：以紧密运行时全天运行密度N代替以上公式中的N即可。N确定：复线：上、下行均按10min(或8min)为间隔连发即每天144对列车或每天180对列车,4.3紧密运行时牵引变压器容量计算,单线：经验公式：由此可得馈线电流，进而可得变电所容量,4.4牵引变压器的校核容量,对牵引变压器进行容量校核，要达到两个方面的目的：1.为了满足列车紧密运行的需要2.为了保证牵引变压器在充分利用过负荷能力的情况下能安全运行。,4.4.1牵引变压器校核容量的确定,1.不同结线型式牵引变压器最大容量的计算三相YN,d11结线牵引变压器,重负荷臂最大电流,轻负荷臂有效电流,单相V/V变压器最大负荷,单相变压器最大负荷,Scott变压器,2.校核容量的确定在最大的容量Smax的基础上，再考虑牵引变压器的过负荷能力后所确定的容量，就是校核容量(S校),牵引变压器的过负荷能力三相YN,d11、单相和Scott变压器分别为150%、175%、200%。K:牵引变压器的过负荷系数,小结,变压器容量计算的步骤计算容量的确定校核容量的确定安装容量的确定备用方式,牵引变压器容量计算是为了确定变压器的安装容量和台数。一般分为两个步骤：首先按给定计算条件算出变压器为供应牵引负荷所需的容量，称为计算容量；然后，考虑其它因素(如备用方式、变压器实际规格等)选出的容量为安装容量或设计容量。,4.4.2牵引变压器容量选择,牵引变电所变压器的选择原则：1.应考虑近期，远期运量2.满足正常运行和紧密运行(过载30%，持续2小时)3.对于并列运行变电所，当一台主变退出工作时，另一台主变应能维持正常运行2小时以上。,计算：（1）变电所S正常，S紧密（2）变电所容量=maxS正常，S紧密/1.3考虑过载30%。,牵引变压器在检修或发生故障时，都需有备用变压器投入，以确保正常的铁路运输。1.移动备用采用移动变压器作为备用的方式，称为移动备用。采用移动备用方式的电气化区段，每个牵引变电所装设两台牵引变压器，正常时两台并联运行。所内设有铁路专用岔线。备用变压器安放在移动变压器车上，停放于适中位置的牵引变电所内或供电段段部，以便于需要作为备用变压器投入时，缩短运输时间。移动备用方式可用于沿线无公路区段和单线区段。,4.5备用方式,2.固定备用采用加大牵引变压器容量和增加台数作为备用的方式，称为固定备用。采用固定备用的电气化区段，每个牵引变电所装设两台牵引变压器，一台运行，一台备用。每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷，满足铁路正常运输的要求。采用固定备用方式的优点是：其投入快速方便，可确保铁路正常运输，又可不修建铁路专用岔线，牵引变电所选址方便、灵活，电气主接线较简单。,其缺点是：增加了牵引变压器的安装容量，变电所内设备检修业务要靠公路运输。因此，固定备用方式适用于沿线有公路条件的大运量区段。目前，我国牵引变电所大都采用固定备用方式。,单线区段，三相牵引变压器容量计算,例1：,供电臂A：供电臂BN=28对车/日Nmax=42对车/日,解：列车给电平均电流,馈线平均电流、馈线有效电流,单线馈线,每个分区的上行或下行带电概率,上行和下行馈线的带电概率,供电臂A,供电臂B,求重绕组有效电流,紧密运行时,求变压器计算容量、校核容量,计算容量,校核容量,以紧密运行时为条件，考虑过载能力，可选两台10000kVA的三相变压器，一台运行，一台备用。,确定变压器的安装容量,例2：,某单线区段，近期年运量，牵引定数额，波动系数K1取1.2，储备系数K2取1.2，非平行列车运行图区间通过能力N非=42对/日。牵引计算结果：供电臂1：供电臂2：求：三相牵引变电所主变压器采用固定备用时的安装容量。,解：1.计算列车对数N：2.计算、带电平均电流全日平均电流每区间全日带电概率,馈线电流有效系数馈线电流有效值,同理可得供电臂2的馈线电流有效值,3.计算变压器计算容量4.计算变压器校核容量对应于N非的重负荷供电臂1的最大电流查曲线图，可得,2.38I,所以，对应于N非的轻负荷供电臂2的有效电流,则牵引变压器的最大容量为：校核容量为