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1、第一章 电力系统与牵引供电系统GM电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统水汽轮机水汽轮机及发电机及发电机升压变压器升压变压器输电线路输电线路降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备M1-电力系统2-牵引变电所3-接触网4-电力机车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第二章 牵引变压器及其结线v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
2、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% 对称第5讲 牵引变电所容量计算(1)计算条件与馈线电流 v内容提要v容量确定根本原那么v容量计算v 三个步骤v牵引负荷v 相关知识v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背景资料 一v【案例一】：某YN/d11型牵引变压器，92年投入运转时容量为20000kVA，至95年时因过负荷频繁而改换为25000kVA，运转至98年时，日平均过负荷次数到达40次，因过负荷跳闸次数一日内曾
3、多达15次，严重干扰了正常的运输次序。于99年又将此变压器改换为容量31500kVA，2006年改换为32000kVA的三相VV接线变压器。v【案例二】：某三相VV结线牵引变压器，2007年1月投入运转，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，列车运转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。背景资料 二27.5KV A母线电压曲线27.5KV B相母线电压曲线一、牵引变电所容量确定的根本原那么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义务
4、 容量大小要合理 容量过小，长期过载，易损 容量过大，损耗大，本钱高 二、牵引变压器容量计算的3个步骤 v(1)确定计算容量-按正常运转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。 v(2)确定校核容量-按列车严密运转时的计算条件并从充分利用牵引变压器的过负荷才干所计算的容量。 v(3)安装容量-根据计算容量和校核容量，再思索其他要素如备用方式，最后按变压器实践产品的规格所确定的变压器台数与容量。【学习情境】v某单线区段，近期列车对数N=23对/日，Nmax=42对/日。v供电臂1：区间数n=3，总能耗A1=2115kVAh，带电时间tg1=29.3min；v供电臂2：区间数n=3，总
5、能耗A1=1724kVAh，带电时间tg2=28.3min。v求三相牵引变压器采用固定备用时的安装容量。牵引变压器的计算容量取决于 v各供电臂的负荷电流 v电力机车类型、牵引定数、牵引方式、线路坡道、行车量和线路经过才干等 v年运输量 v线路经过列车数 v列车能耗算出列车电流 三、 牵引负荷相关知识如何确定列车数？(采用近期年运量时) vK1动摇系数(取1.2)，因是按近期调查运量计算，因此还需求思索运量的动摇性，动摇系数普通采用20%。 vK2贮藏系数(单线取1.2，复线取1.15)由于有时会发生由于线路维护，港口卸货及自然灾祸等引起的列车密集运转情况。 vF年运量(104吨/年)vG列车牵
6、引分量(吨/列)vy货物净载重系数单台列车经过供电分区的能耗列车能耗是计算变压器容量的根底，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。 能耗根本公式：列车运转的3种形状v在电力牵引中，列车的运转形状有三种：牵引形状、惰行形状、制动形状，详细采用哪种形状取决于线路的情况，如：列车在上坡时，运转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，其自重构成牵引力就可少用电或不用电。牵引形状： 惰性形状： 制动形状： 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。 牵引负荷(馈
7、线电流)的特点v根本特点是猛烈变化，极不平衡。 v1线路平面(弯直)与纵断面(坡道)不断变化，列车速度不断变化，列车运转形状也在不断变化，每列车的电流也随时间不断变化和极不均匀。v2行车密度极不均匀。线路上列车密集那么负荷大，反之那么负荷小，没有车那么负荷为零。(有时列车密度非常大，有时那么很长一段时间没有车运转)四：计算馈线平均电流和有效电流四：计算馈线平均电流和有效电流v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转列车瞬时电流的相量和。 馈线有效电流交流电流有效值：一个交流电流和一个
8、直流电流，分别经过同一电阻，假设经过一样时间产生同样的热量，那么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议的，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-馈线瞬时电流单线区段馈线平均电流Iav供电臂平均电流计算方法v馈线平均电流是个机车电流之和，而各机车的运转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转时的能耗不变。v当有N对车经过供电分区时：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)单线区段馈线有效电
9、流Ie计算方法v p-区间出现带电运转列车的平均概率 v tgi某区间的给电运转时间v n区间数实例计算v讲解P45v计算馈线平均电流和有效电流Iav1，Iav2，Ie1，Ie2作业题v某单线区段，近期列车对数N=25对/日，Nmax=42对/日。v供电臂1：区间数n=3，总能耗A1=3420kVAh，带电时间tg1=30.2min；v供电臂2：区间数n=2，总能耗A2=3501kVAh，带电时间tg2=58.8min。v求三相牵引变压器采用固定备用时的安装容量。v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，Ie2v(即)P47第7题第二章 作业点评v作业题：v1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_，当思索温度系数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%。v2.三相牵引变压器两负荷相电流相等时，假设重负荷绕组电流为100A，那么轻负荷绕组电流为37.8%，馈线负荷电流为11.2A。v3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？
