5第六章牵引网电压水平与改善方法(阅读)课件.ppt

1、 kmjxrZ)(一、问题的提出：一、问题的提出：牵引变电所输出电压为牵引变电所输出电压为U1，负荷，负荷(电力机车电力机车)电压为电压为U2；线路；线路阻抗压降为阻抗压降为U线线，由于线路压降，致使，由于线路压降，致使U2 I4二、计算方法二、计算方法 设单线牵引变电所供电分区共有设单线牵引变电所供电分区共有4个区间，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，表示为失，表示为maxU根据电压损失计算公式：根据电压损失计算公式：q

2、kkkqqqqqIlZIlZZlIlIlIlIZllIZllIIZllIIIZlIIIIU44314433221134423341223411234max)()()()()(推广至一般：推广至一般：设有设有n个区间，则个区间，则 其中其中 称为电流矩称为电流矩 结论：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。单位长度等效阻抗的乘积。求出求出 后，即可得知负载电压后，即可得知负载电压11max11nnkknnqkknnqkkUZl IZ l IZl Il IIlmaxU21maxUUU20kV根据概率计算的结果得

3、出的牵引网电压损失计算条件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区间数列车位置列车位置注：当供电臂列车用电概率较小时注：当供电臂列车用电概率较小时(3个区间个区间p0.35，4个区间个区间p0.25)，则表中，则表中3、4两项中两项中I1可取消。可取消。2 21 13 34 4例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位例：某一单线区段供电臂参数如图所示，牵引网等效单位阻抗阻抗Z=0.482，求：该供电臂的牵引网的最大电压损失。，求：该供电臂的牵引网的最大电压损失。解：解：)(41.2653482.0)5.01097(180)5.097(1501maxVIlZUnkkk)(

4、59.2484641.265327500max12VUUU四、复线牵引网电压损失的计算四、复线牵引网电压损失的计算一、计算条件：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，一列列车的电复线牵引网在供电分区末端并联。因

5、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。先算列车运行时上、下行线路的电流分配。以一列列车为例，设供电臂长度为以一列列车为例，设供电臂长度为L，列车电流为，列车电流为I，与，与牵引变电所距离为牵引变电所距离为llIZIZIlZIlZU)(2121121211ca路径1 I=I1+I2三式联立，可得：三式联立，可得：)(2)()()()2(12121122121221211221cb路径ZZlLIlIZIZIlLZIlLZIlZIlLZU23ILlIILlLI22221推广至一般，若供

6、电分区有推广至一般，若供电分区有n台机车，台机车，应用叠加原理：应用叠加原理：jmjjiniiIIjmjjiniiIILLLILLIILLILLLI1111222222计算：计算：复线牵引网阻抗参数：复线牵引网阻抗参数：kmZkmZm/1.0/6.05.2 牵引变电所电压损失牵引变电所电压损失一、单相牵引变电所中的电压损失一、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。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

7、线圈等效阻抗的乘积。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，可得由单相变压器的铜耗，可得Rb。222eededbSUPIPR2.电压损失计算电压损失计算例：例：某牵引变电所两台某牵引变电所两台15000kvA单相变压器，每台阻抗单相变压器，每台阻抗臂负荷臂负荷 (滞后滞后)求：求：V/V接线和纯单相接线牵引变电所电压损失。接线和纯单相接线牵引变电所电压损失。)sincos(bbFbFbXRIZIU32.5319.0bbXR8.0coscos,600c

8、acaAII二、三相牵引变电所中的电压损失二、三相牵引变电所中的电压损失1.三相变压器的阻抗三相变压器的阻抗2.电压损失的计算：电压损失的计算：情况情况1：电流滞后电压：电流滞后电压 情况情况2：电流超前电压：电流超前电压 )sincos(bbXRIZIU)sincos(bbXRIU复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数复线牵引变电所一供电分区：全日列车对数7878，列车能耗：上行列车能耗：上行161kVAh161kVAh，下行，下行1000kVAh1000kVAh；带电运行时间：上行带电运行时间：上行2.3min2.3min，下行下行17.8min 17.8min 供电分区全长供电分区全长1

9、7km17km，上行（线路，上行（线路I I）为下）为下坡，列车走行坡，列车走行20.8min20.8min，只在远端起动给电，只在远端起动给电运行运行2.3min.2.3min.下行（线路下行（线路IIII）为上坡，列车走行）为上坡，列车走行19.8min19.8min，到达末端前，到达末端前2min2min绝电运行。绝电运行。按计算条件：上行车按计算条件：上行车1 1列，供电分区远端列，供电分区远端起动。下行车起动。下行车3 3列，每列间隔列，每列间隔8min.8min.求：计算容量，及最大电压损失。求：计算容量，及最大电压损失。kmZ459.0kmZm102.0牵引网电压的改善牵引网电压

10、的改善 电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引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。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行电压调节(升压升压)的技术措施。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：装置可分

11、为三类：1.1.通过调节变压比来直接调节牵引网电压通过调节变压比来直接调节牵引网电压 2.2.通过改善牵引网中电气参数通过改善牵引网中电气参数(如电流、功率因如电流、功率因数数)来间接调压来间接调压 3.3.通过调节牵引网阻抗来调节电压通过调节牵引网阻抗来调节电压 降低牵引网阻抗能提高牵引网电压，方法有两种：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，但升压幅一、用加强导线或用有载承力索，但升压幅度有限。度有限。二、串联电容补偿二、串联电容补偿(SCC)(SCC)，其提高网压的效果，其提高网压的效果比较明显，串联电容器安设于馈线上。比较明显，串联电容器安设于馈线上

12、。串联电容前：串联电容前：串联电容后：串联电容后：)sincos(xRIUqqcqUxxRIUsin)(cos相量图相量图电容器电容器C C上的电压降补偿了牵引网上的部分感上的电压降补偿了牵引网上的部分感抗压降。抗压降。由于串联电容，牵引网电压水平将普遍提由于串联电容，牵引网电压水平将普遍提高。高。电容器的选择，通常是立足于在馈线最大电容器的选择，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负载下补偿牵引网中的部分电压损失,使牵引使牵引网最低电压提高；或者，立足于部分或全部补网最低电压提高；或者，立足于部分或全部补偿牵引变压器中的电压损失。偿牵引变压器中的电压损失。1U2UIoIjx

13、IRIjxc一、补偿牵引网中的电压损失一、补偿牵引网中的电压损失已知：馈线电流已知：馈线电流I Ia a=662A=662A，牵引网最低电压，牵引网最低电压U Uminmin=21600V=21600V，要求提高到要求提高到23750V23750V。负载功率因数。负载功率因数cos=0.8(cos=0.8(滞后滞后)，试确定串联补偿电容器参数。试确定串联补偿电容器参数。解：解：则则由于电容器有自己的由于电容器有自己的额定电压额定电压和和额定容量额定容量，不能按求得，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。足要求。41.5

14、6.06622160023750sinsinIUxIxUCCCCFfxxCcc58841.51001211实际采用的电力电容器：实际采用的电力电容器：每台每台159F159F实际选择电容器时，可按以下步骤：实际选择电容器时，可按以下步骤：1.1.选定电压：选定电压：UUC C=2150V=2150V是要求电容器补偿的电压损失，实际电是要求电容器补偿的电压损失，实际电容器的压降容器的压降2.2.选定电流：设采用选定电流：设采用CY-1-50-1CY-1-50-1电容器，其额定电流每台为电容器，其额定电流每台为串联电容器数串联电容器数:取整取整n nC C=4 =4 台台3.3.并联支路数：并联支

15、路数：取整取整n nb b=14 =14 台台 串联补偿装置总电容数：串联补偿装置总电容数：14144=564=56台台容量：容量：505056=2800KVar56=2800KVar4.4.校验补偿效果。校验补偿效果。VUIXUCCC3.3583sinAUQICeCCe50100050000583.310003.3583CeCCUUn24.1350662CeabIIn二、补偿牵引变压器中的电压损失二、补偿牵引变压器中的电压损失已知：馈线电流已知：馈线电流I Ia a=662A=662A，电压损失最大的，电压损失最大的A A相相UUb b=3780V=3780V，要求补偿，要求补偿0.80.83780=3024V3780=3024V，选择，选择串联补偿电容参数及台数。串联补偿电容参数及台数。