5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件

第六章

牵引网电压水平与改善方法

第六章

牵引网电压水平与改善方法1一、问题的提出：

牵引变电所输出电压为U1，负荷(电力机车)电压为U2；线路阻抗压降为U线，由于线路压降，致使U2<U1。当U2下降到20kV以下时，机车不能正常运行，因此必需确切知道机车受电弓上电压U2的大小。负荷离变电所愈远U线愈大U2愈小一、问题的提出：牵引变电所输出电压为U1，►国家对牵引网电压的要求：牵引变电所输出侧电压额定值：U1N=27.5kV牵引变电所输出侧电压最大值：U1max=29kV受电弓电压额定值：U2N=25kV受电弓电压最小值：U2min=20kV

►国家对牵引网电压的要求：

为了求出U2，需要分析牵引网的电压损失。二、牵引网的电压损失1.电压损失的定义将U1-U2定义为电压损失，用ΔU表示，即：前面讲了要分析U2，由上式有U2=U1-ΔU，因此只须对ΔU进行分析。

2.电压损失ΔU的分析：已知：牵引网单位长度阻抗Z=r+jx(Ω/km)，线路长度l，负荷的电流I及功率因数角为φ。分析：ΔU与Z、I、φ之关系。分析方法：相量图法。由电路的KVL有：2.电压损失ΔU的分析：画相量图：5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件

即：式中，

—称为牵引网单位长度等效阻抗

5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件三、单线牵引网中电压损失的计算

在供电计算中，只需计算最严重运行条件下的最大电压损失1.计算条件：(1)供电分区每个区间均有一列取流列车；(2)供电分区中每个区间的列车都在区间末端运行。其中，运行列车取列车平均电流，最远区间的列车在区间末端取最大电流(起动情况)。I1、I2、I3

—各车运行时的平均电流I4q—列车最大电流（起动情况）I4q>I4三、单线牵引网中电压损失的计算(1)供电分区每个区二、计算方法设单线牵引变电所供电分区共有4个区间，牵引网中的最低电压出现在供电分区远端的列车受电弓上，因此只需计算供电分区远端的列车受电弓上的电压损失，表示为二、计算方法根据电压损失计算公式：根据电压损失计算公式：推广至一般：设有n个区间，则其中—称为电流矩结论：单线牵引网中的最大电压损失，等于总电流矩与牵引网单位长度等效阻抗的乘积。求出后，即可得知负载电压推广至一般：根据概率计算的结果得出的牵引网电压损失计算条件区间数列车位置注：当供电臂列车用电概率较小时(3个区间p≤0.35，4个区间p≤0.25)，则表中3、4两项中I1可取消。2134根据概率计算的结果得出的牵引网电压损失计算条件区间数列车位置例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位阻抗Z'=0.482，求：该供电臂的牵引网的最大电压损失。解：例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位阻抗Z'=四、复线牵引网电压损失的计算一、计算条件：1.上、下行连发列车最严重情况下进行电压损失计算2.供电分区远端列车取起动电流，其余列车取平均电流3.上、下行接触网在供电分区末端并联4.最大电压损失一般出现在电流分界点二、复线牵引网电流分配规律复线牵引网在供电分区末端并联。因此，一列列车的电流由上行、下行牵引网同时供给电力机车。所以我们必须先算列车运行时上、下行线路的电流分配。以一列列车为例，设供电臂长度为L，列车电流为I，与牵引变电所距离为l四、复线牵引网电压损失的计算11I=I1+I2三式联立，可得：2323推广至一般，若供电分区有n台机车，应用叠加原理：推广至一般，若供电分区有n台机车，计算：复线牵引网阻抗参数：计算：§5.2牵引变电所电压损失一、单相牵引变电所中的电压损失牵引变电所中的电压损失，即牵引变电所主变压器线圈中的电压损失。对于单相变压器，变压器线圈电流即馈线电流，所以电压损失即馈线电流与变压器线圈等效阻抗的乘积。1.单相变电压器的阻抗Zb由单相变压器的短路电压百分值，可求得Xb；由单相变压器的铜耗，可得Rb。§5.2牵引变电所电压损失2.电压损失计算例：某牵引变电所两台15000kvA单相变压器，每台阻抗臂负荷(滞后)求：V/V接线和纯单相接线牵引变电所电压损失。2.电压损失计算二、三相牵引变电所中的电压损失1.三相变压器的阻抗2.电压损失的计算：情况1：电流滞后电压φ´情况2：电流超前电压φ´二、三相牵引变电所中的电压损失复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数78，列车能耗：上行161kVAh，下行1000kVAh；带电运行时间：上行2.3min，下行17.8min供电分区全长17km，上行（线路I）为下坡，列车走行20.8min，只在远端起动给电运行2.3min.下行（线路II）为上坡，列车走行19.8min，到达末端前2min绝电运行。按计算条件：上行车1列，供电分区远端起动。下行车3列，每列间隔8min.求：计算容量，及最大电压损失。复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数78，列车能耗：上行1牵引网电压的改善牵引网电压的改善24电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引供电和运输生产的技术指标与经济指标。我国运营的某些电气化区段，由于运量的增长，使得牵引网电压水平过低，它严重影响着供电能力的发挥。为了改善牵引网电压水平，应当采取对牵引网进行电压调节(升压)的技术措施。从装置的调压原理来分，调节牵引网电压水平的装置可分为三类：1.通过调节变压比来直接调节牵引网电压2.通过改善牵引网中电气参数(如电流、功率因数)来间接调压

3.通过调节牵引网阻抗来调节电压电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引供电和运输生降低牵引网阻抗能提高牵引网电压，方法有两种：一、用加强导线或用有载承力索，但升压幅度有限。二、串联电容补偿(SCC)，其提高网压的效果比较明显，串联电容器安设于馈线上。串联电容前：串联电容后：降低牵引网阻抗能提高牵引网电压，方法有两种：相量图电容器C上的电压降补偿了牵引网上的部分感抗压降。由于串联电容，牵引网电压水平将普遍提高。电容器的选择，通常是立足于在馈线最大负载下补偿牵引网中的部分电压损失,使牵引网最低电压提高；或者，立足于部分或全部补偿牵引变压器中的电压损失。相量图一、补偿牵引网中的电压损失已知：馈线电流Ia=662A，牵引网最低电压Umin=21600V，要求提高到23750V。负载功率因数cosφ=0.8(滞后)，试确定串联补偿电容器参数。解：则由于电容器有自己的额定电压和额定容量，不能按求得的微法数简单地采用三台或四台电容器并联的方法来满足要求。一、补偿牵引网中的电压损失实际采用的电力电容器：每台159μF实际采用的电力电容器：实际选择电容器时，可按以下步骤：1.选定电压：ΔUC=2150V是要求电容器补偿的电压损失，实际电容器的压降2.选定电流：设采用CY-1-50-1电容器，其额定电流每台为串联电容器数:取整nC=4台3.并联支路数：取整nb=14台

串联补偿装置总电容数：14×4=56台容量：50×56=2800KVar4.校验补偿效果。实际选择电容器时，可按以下步骤：二、补偿牵引变压器中的电压损失已知：馈线电流Ia=662A，电压损失最大的A相ΔUb=3780V，要求补偿0.8×3780=3024V，选择串联补偿电容参数及台数。二、补偿牵引变压器中的电压损失第六章

牵引网电压水平与改善方法

第六章

牵引网电压水平与改善方法32一、问题的提出：

牵引变电所输出电压为U1，负荷(电力机车)电压为U2；线路阻抗压降为U线，由于线路压降，致使U2<U1。当U2下降到20kV以下时，机车不能正常运行，因此必需确切知道机车受电弓上电压U2的大小。负荷离变电所愈远U线愈大U2愈小一、问题的提出：牵引变电所输出电压为U1，►国家对牵引网电压的要求：牵引变电所输出侧电压额定值：U1N=27.5kV牵引变电所输出侧电压最大值：U1max=29kV受电弓电压额定值：U2N=25kV受电弓电压最小值：U2min=20kV

►国家对牵引网电压的要求：

为了求出U2，需要分析牵引网的电压损失。二、牵引网的电压损失1.电压损失的定义将U1-U2定义为电压损失，用ΔU表示，即：前面讲了要分析U2，由上式有U2=U1-ΔU，因此只须对ΔU进行分析。

2.电压损失ΔU的分析：已知：牵引网单位长度阻抗Z=r+jx(Ω/km)，线路长度l，负荷的电流I及功率因数角为φ。分析：ΔU与Z、I、φ之关系。分析方法：相量图法。由电路的KVL有：2.电压损失ΔU的分析：画相量图：5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件

即：式中，

—称为牵引网单位长度等效阻抗

5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件三、单线牵引网中电压损失的计算

在供电计算中，只需计算最严重运行条件下的最大电压损失1.计算条件：(1)供电分区每个区间均有一列取流列车；(2)供电分区中每个区间的列车都在区间末端运行。其中，运行列车取列车平均电流，最远区间的列车在区间末端取最大电流(起动情况)。I1、I2、I3

—各车运行时的平均电流I4q—列车最大电流（起动情况）I4q>I4三、单线牵引网中电压损失的计算(1)供电分区每个区二、计算方法设单线牵引变电所供电分区共有4个区间，牵引网中的最低电压出现在供电分区远端的列车受电弓上，因此只需计算供电分区远端的列车受电弓上的电压损失，表示为二、计算方法根据电压损失计算公式：根据电压损失计算公式：推广至一般：设有n个区间，则其中—称为电流矩结论：单线牵引网中的最大电压损失，等于总电流矩与牵引网单位长度等效阻抗的乘积。求出后，即可得知负载电压推广至一般：根据概率计算的结果得出的牵引网电压损失计算条件区间数列车位置注：当供电臂列车用电概率较小时(3个区间p≤0.35，4个区间p≤0.25)，则表中3、4两项中I1可取消。2134根据概率计算的结果得出的牵引网电压损失计算条件区间数列车位置例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位阻抗Z'=0.482，求：该供电臂的牵引网的最大电压损失。解：例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位阻抗Z'=四、复线牵引网电压损失的计算一、计算条件：1.上、下行连发列车最严重情况下进行电压损失计算2.供电分区远端列车取起动电流，其余列车取平均电流3.上、下行接触网在供电分区末端并联4.最大电压损失一般出现在电流分界点二、复线牵引网电流分配规律复线牵引网在供电分区末端并联。因此，一列列车的电流由上行、下行牵引网同时供给电力机车。所以我们必须先算列车运行时上、下行线路的电流分配。以一列列车为例，设供电臂长度为L，列车电流为I，与牵引变电所距离为l四、复线牵引网电压损失的计算11I=I1+I2三式联立，可得：2323推广至一般，若供电分区有n台机车，应用叠加原理：推广至一般，若供电分区有n台机车，计算：复线牵引网阻抗参数：计算：§5.2牵引变电所电压损失一、单相牵引变电所中的电压损失牵引变电所中的电压损失，即牵引变电所主变压器线圈中的电压损失。对于单相变压器，变压器线圈电流即馈线电流，所以电压损失即馈线电流与变压器线圈等效阻抗的乘积。1.单相变电压器的阻抗Zb由单相变压器的短路电压百分值，可求得Xb；由单相变压器的铜耗，可得Rb。§5.2牵引变电所电压损失2.电压损失计算例：某牵引变电所两台15000kvA单相变压器，每台阻抗臂负荷(滞后)求：V/V接线和纯单相接线牵引变电所电压损失。2.电压损失计算二、三相牵引变电所中的电压损失1.三相变压器的阻抗2.电压损失的计算：情况1：电流滞后电压φ´情况2：电流超前电压φ´二、三相牵引变电所中的电压损失复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数78，列车能耗：上行161kVAh，下行1000kVAh；带电运行时间：上行2.3min，下行17.8min供电分区全长17km，上行（线路I）为下坡，列车走行20.8min，只在远端起动给电运行2.3min.下行（线路II）为上坡，列车走行19.8min，到达末端前2min绝电运行。按计算条件：上行车1列，供电分区远端起动。下行车3列，每列间隔8min.求：计算容量，及最大电压损失。复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数78，列车能耗：上行1牵引网电压的改善牵引网电压的改善55电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引供电和运输生产的技术指标与经济指标。我国运营的某些电气化区段，由于运量的增长，使得牵引网电压水平过低，它严重影响着供电能力的发挥。为了改善牵引网电压水平，应当采取对牵引网进行电压调节(升压)的技术措施。从装置的调压原理来分，调节牵引网电压水平的装置可分为三类：1.通过调节变压比来直接调节牵引网电压2.通过改善牵引网中电气参数(如电流、功率因数)来间接调压

3.通过调节牵引网阻抗来调节电压电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引供电和运输生降低牵引网阻抗能提高牵引网电压，方法有两种：一、用加强导线或用有载承力索，但升压幅度有限。二、串联电容补偿