牵引变电所容量计算(一)计算条件与馈线电流.ppt
2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,1,第一章 电力系统与牵引供电系统,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,2,1-电力系统,2-牵引变电所,3-接触网,4-电力机车,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,3,直流制,低频单相交流制,三相交流制,工频单相交流制,牵引供电系统4种电流制式,牵引变电所引入线方式,桥接式,双T接线,单母线分段,辐射供电,牵引变电所4种一次供电方式,单边供电,两边供电,环形供电,接触网供电方式,单边供电,双边供电,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,4,第二章 牵引变压器及其结线,序号 变压器类型 输出电压 容量利用率 对称与否,1 单相接线(纯单相 单相VV，三相VV,量等，60,100%,不对称,2 三相YN/d11,量等，60,75.6%,不对称,3 三相不等容量,量等，60,94.5%,不对称,4 斯科特接线,量等，90,92.8%,对称,5 阻抗匹配平衡型(非阻抗匹配平衡型),量等，90,100%,对称,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,5,第5讲 牵引变电所容量计算(1)计算条件与馈线电流,内容提要,容量确定基本原则,容量计算 三个步骤,牵引负荷 相关知识,馈线平均电流与有效电流,确定列车数,列车能耗,牵引负荷特点,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,6,背景材料 一,【案例一】：某YN/d11型牵引变压器，92年投入运行时容量为20000kVA，至95年时因过负荷频繁而更换为25000kVA，运行至98年时，日平均过负荷次数达到40次，因过负荷跳闸次数一日内曾多达15次，严重干扰了正常的运输秩序。于99年又将此变压器更换为容量31500kVA，2006年更换为32000kVA的三相VV接线变压器。,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,7,【案例二】：某三相VV结线牵引变压器，2007年1月投入运行，容量为10000+12000kVA。2007年11月，过负荷信号动作频繁，同时机车司机时常反映，列车运行至供电臂末端大上坡道时，接触网末端电压很低，常启动困难，变电所值班员检查变电所母线电压在大负荷时常低于22kV。,背景材料 二,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,8,27.5KV A母线电压曲线,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,9,27.5KV B相母线电压曲线,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,10,一、牵引变电所容量确定的基本原则,牵引变电所容量的计算与确定,牵引变压器容量的计算与确定,保证完成预定的运输任务,容量大小要合理,容量过小，长期过载，易损,容量过大，损耗大，成本高,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,11,二、牵引变压器容量计算的3个步骤,(1)确定计算容量-按正常运行的计算条件求出主变压器供应牵引负荷所必需的最小容量。,(2)确定校核容量-按列车紧密运行时的计算条件并从充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量。,(3)安装容量-根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式），最后按变压器实际产品的规格所确定的变压器台数与容量。,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,12,【学习情境】,某单线区段，近期列车对数N=23对/日，Nmax=42对/日。供电臂1：区间数n=3，总能耗A1=2115kVAh，带电时间tg1=29.3min；供电臂2：区间数n=3，总能耗A1=1724kVAh，带电时间tg2=28.3min。求三相牵引变压器采用固定备用时的安装容量。,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,13,牵引变压器的计算容量取决于,各供电臂的负荷电流,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,年运输量,线路通过列车数,列车能耗算出列车电流,三、牵引负荷相关知识,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,14,如何确定列车数？(采用近期年运量时),K1波动系数(取1.2)，因是按近期调查运量计算，因此还需要考虑运量的波动性，波动系数一般采用20%。,K2储备系数(单线取1.2，复线取1.15)因为有时会发生由于线路维护，港口卸货及自然灾害等引起的列车密集运行情况。,F年运量(104吨/年),G列车牵引重量(吨/列),y货物净载重系数,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,15,单台列车通过供电分区的能耗,列车能耗是计算变压器容量的基础，有了列车能耗就可以计算列车电流、馈线有效电流，进而计算牵引变压器容量。,能耗基本公式：,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,16,列车运行的3种状态,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，如：列车在上坡时，运行阻力加大必然加大牵引力，列车电流也就随之加大，反之，列车下坡时，其自重形成牵引力就可少用电或不用电。,牵引状态：,惰性状态：,制动状态：,牵引电动机通电运转，将电能变为机械能，驱动机车,牵引电动机不通电，列车靠惯性前进的运动。,在列车上加制动力，使列车减速前进的运动。,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,17,牵引负荷(馈线电流)的特点,基本特点是剧烈变化，极不均衡。,（1）线路平面(弯直)与纵断面(坡道)不断变化，列车速度不断变化，列车运行状态也在不断变化，每列车的电流也随时间不断变化和极不均匀。,（2）行车密度极不均匀。线路上列车密集则负荷大，反之则负荷小，没有车则负荷为零。(有时列车密度非常大，有时则很长一段时间没有车运行),2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,18,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,19,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,20,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,21,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,22,四：计算馈线平均电流和有效电流,馈线平均电流Iav（供电臂平均电流Iav）是供电臂在计算时间T内（T一昼夜24小时h）的平均电流值。,Ia-馈线瞬时电流（供电臂瞬时电流ia），是指供电臂各区间运行列车瞬时电流的相量和。,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,23,馈线有效电流,交流电流有效值：一个交流电流和一个直流电流，分别通过同一电阻，如果经过相同时间产生同样的热量，则这个交流电流的有效值等于这个直流电流的大小。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。,馈线电流,Ke-馈线有效电流系数 ia-馈线瞬时电流,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,24,单线区段馈线平均电流Iav（供电臂平均电流）计算方法,馈线平均电流是个机车电流之和，而各机车的运行时间要在一昼夜中分布，所以馈线平均电流的平均范围是一昼夜T(24h)。无论在什么时间范围内求平均，一对车在供电分区运行时的能耗不变。当有N对车通过供电分区时：,T全日时间，即1440min，U接触网额定电压25kV N供电臂中的列车对数(对/日),2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,25,单线区段馈线有效电流Ie计算方法,p-区间出现带电运行列车的平均概率,tgi某区间的给电运行时间,n区间数,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,26,实例计算,讲解P45计算馈线平均电流和有效电流Iav1，Iav2，Ie1，Ie2,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,27,作业题,某单线区段，近期列车对数N=25对/日，Nmax=42对/日。供电臂1：区间数n=3，总能耗A1=3420kVAh，带电时间tg1=30.2min；供电臂2：区间数n=2，总能耗A2=3501kVAh，带电时间tg2=58.8min。求三相牵引变压器采用固定备用时的安装容量。第一步：请分别计算两供电臂馈线平均电流和有效电流Iav1，Iav2，Ie1，Ie2(即)P47第7题,2023/5/24,好记性不如烂笔头 作好笔记 留住记忆,28,第二章 作业点评,作业题：1单相牵引变压器容量利用率是_，三相牵引变压器容量利用率是_，当考虑温度系数kt=0.9时容量利用率可提高到_，三相不等容量变压器其容量利用率为90%。2.三相牵引变压器两负荷相电流相等时，若重负荷绕组电流为100A，则轻负荷绕组电流为37.8%，馈线负荷电流为11.2A。3某变压器原边绕组匝数w1为1000匝，次边绕组匝数w2为250匝，当原边输入额定电压U1为110kV时，该变压器次边额定输出电压U2是多少？,
