6.第6章 牵引供电计算

牵引供电三相v v联结计算题计算过程牵引供电三相v v联结是指通过特定的方式将交流电源分配给行车、牵引及辅助电气设备，以满足列车正常运行的电气供应需求。

在实际应用中，需要对牵引供电三相v v联结计算进行精确的计算，以保证系统的电气稳定性和安全性。

下面将对牵引供电三相v v联结计算过程进行详细分析和阐述。

1.牵引供电三相v v联结计算的基本概念牵引供电三相v v联结是根据列车的运行速度和负载大小，通过串/并联或串联变压器的方式将高压输入变为适合列车牵引设备使用的低电压电源。

其给定值的计算基于下面的公式：Uml = (Upm2 / Z1) × Z2 × Z3其中，Uml是牵引电缆两端的电压；Upm2是高压电源的电压；Z1、Z2和Z3是电阻或电抗器的阻抗。

2.牵引供电三相v v联结计算的基本步骤（1）计算牵引轴每一组电机的额定电流牵引轴是指一个驱动轴到对面的驱动轴之间的区间。

按照牵引轴两端牵引设备总功率和额定电压计算得到每组电机的额定电流。

（2）计算每组电机的电源电压将计算出來的牵引设备的额定电流乘以不同的负载率，能得到每个牵引电机的电源电压，然后再通过推算得出该段牵引电缆两端的电压。

（3）计算每组电机的平均电源电压将每组电机的电源电压求平均值，得到牵引电缆两端的平均电源电压。

（4）计算每组电机的三相效率所需的平均供电电压平均供电电压通过用牵引设备的总功率除以设备各组电机的额定电流，再根据计算公式得出每个牵引电机所需的平均供电电压。

（5）利用牵引供电三相v v联结电源电压平衡平衡输入电缆的电压值，避免3相电缆的电压差异超过限度。

在牵引供电三相v v联结计算中，牵引线电压均衡是一个基本要求。

如果电压不均衡，需要进行一定的调整和改进，从而确保系统的电气稳定性和安全性。

3. 牵引供电三相v v联结计算的技术要点（1）要合理选择牵引电机的系数和负载系数（2）采用合理的电源电压调节方式，实现三相电压的均衡分配（3）要根据列车负载和运行时速，进行合理的串/并联和变压器的设计选择（4）对于复杂系统和大功率的牵引供电保护设备，必须进行可靠性评估并进行适当的备份总的来说，牵引供电三相v v联结计算是保证列车正常运行的关键环节。

《列车牵引电算软件》使用说明书一、系统概述《列车牵引计算》电算软件采用Visual Studio 2005 C# 语言和Access 2003技术编制，为教材的配套软件，可帮助学生更好的理解教材内容，为教师提供更丰富的教学手段。

计算所用数据基于《列车牵引计算规程》（TB/T1407-1998，以下简称《牵规》）。

随着我国高速铁路的蓬勃发展，《牵规》必将进行更新，系统基于数据库技术，预留参数调整接口，增强了系统的适用性。

系统功能可划分为以下几个部分：1．基础数据为整个系统的基础，包括：机车（动车）型号，车辆类型，闸瓦类型，常用制动系数等参数的维护。

2．机车数据包括：电力机车总体参数、牵引力特性及相应的有功电流、“牵引/惰行/空气制动”时的自用电有功电流、动力制动特性及其自用电有功电流（如果有动力制动）；内燃机车总体参数、牵引力特性及相应的单位时间燃油消耗、“起动/惰行/空气制动”时的单位时间燃油消耗、动力制动特性及其单位时间燃油消耗（如果有动力制动）。

本软件还提供了参数复制功能，对于参数相近的机车，可以先全部复制，然后略加修改，实现新机车数据的快速输入。

3．线路数据提供了线路原始数据的输入、修改，线路摘录，线路反向，线路化简和参数复制的功能。

对于参数相近的线路，也可以先全部复制，然后略加修改，实现数据的快速输入。

4．列车编组可自由选择机车、车辆类型，组成不同形式的列车，以备后续的时分计算之用。

5．牵引计算包括：运行时分解算，列车制动问题解算（又分：列车紧急制动距离计算和列车制动限速表的编制两项功能），牵引重量解算，机车能耗解算。

其运行过程如图1 所示，基础数据、机车数据、线路数据这三项是系统进行计算的基础，计算前必须保证这些数据的完整性和准确性。

图 1 系统计算流程为提高系统实用性，系统已提供《牵规》(TB/T1407-1998)中部分电力机车、内燃机车、客货车辆的数据和全部闸瓦数据。

特别提示：系统中基础数据、机车数据、线路数据是后续进行列车编组，运行时分解算、能耗计算、牵引重量验算、列车制动问题解算等模块的基础，计算时系统自动查找这些信息。

地铁牵引供电系统设计The Design of Subway Power SupplySystem摘要牵引供电系统是城市轨道交通系统中最为重要的基础能源设施，其功能是为轨道交通系统中的电力车辆供电，确保轨道交通列车车辆的正常运行。

通过对供电方案的比较，**地铁供电系统采用集中供电方式，系统包含电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统内部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网；牵引供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。

轨道交通供电系统的主要功能如下：接受、分配电能：主变电所的主变压器将110KV高压电变换成20KV中压电、20KV 供电网络将电能分配到每一个车站和车辆段内的牵引变电所和降压变电所。

关键字：集中供电方式牵引变电所DC1500V接触轨20kV中压AbstractTraction power supply system of urban rail transit system is the most important basic energy facilities, its function is providing power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit vehicle. Through the comparison of the power supply scheme, shijiazhuang metro power system uses centralized power supply mode, system contains the transmission lines between area substation and rail traffic main substation, Traction step-down power transmission and distribution network of rail transport power supply system, DC traction supply network and station low voltage distribution network; tractive power supply system is composed of main substation, high-pressure/medium voltage power supply network, tractive power supply system, electric power monitoring and management system, overhead contact system, stray current protection and grounding system, Power supply workshop and so on. The main function of rail transport power supply system is in the below:Accept, distribution of the main substation power: main transformer will convert to a 20KV 110 kv high-voltage power supply network in 20KV piezoelectric, energy allocated to each station and maximize the traction substation and step-down in substation.Key words: entralized power supply system traction substation DC1500V contact rail 20kV medium voltage目录第1章绪论 (4)1.1 供电系统的功能 (4)1.2 供电系统的构成 (5)1.3 供电系统电磁兼容 (6)第2章电源与主变电所 (7)2.1 电源 (7)2.2 主变电所 (9)2.3 中压供电网路 (10)第3章牵引供电系统 (11)3.1 牵引供电运行方式 (11)3.2 牵引供电系统保护 (14)3.3 牵引变电所 (18)3.4 牵引网 (21)第4章杂散电流 (22)4.1 概述 (23)4.2 杂散电流的产生 (23)4.3 杂散电流的防护 (23)第5章牵引供电计算 (24)5.1 概述 (24)5.2 平均运量法 (25)5.3 用平均运量法对罗家庄牵引变电所的计算 (26)第6章直流短路计算 (29)6.1 概述 (29)6.2 电路图法 (30)6.3 对罗家庄站两边的供电区间进行短路计算 (32)第7章结论 (34)参考文献 (35)谢辞.................................................................................... 错误!未定义书签。

《电气化铁道供电系统》2011教学要点第一章电力系统与牵引供电系统电力系统：电能的生产、输送、分配和使用组成了一个系统，称为电力系统，主要由发电厂、电力网、电能用户组成。

电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。

电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。

按其功能常分为输电网和配电网两大部分。

国家规定的电网额定电压分别为(KV)：750、500、330、220、110、60、35、10、6等9个电压等级。

牵引变电所进线电源电压等级主要为110kV，少量采用220kV。

牵引供电系统具有哪些主要特点？由哪几个子系统组成？答：牵引供电系统与一般供电系统相比，具有以下明显特点：(1) 所供负载是一个单相、移动而且是直流的负载。

(2) 供电额定电压为27.5kV(BT)和55kV(AT)，不同于国家电网规定的额定电压。

(3) 供电网不同于电力网，它是通过与电力机车接触而供电，因此又叫接触网。

(4) 具有独特的回流通路(架空回流、轨回流和地回流)。

广义牵引供电系统由：电力系统、牵引变电所、牵引网(接触网、供电线、吸回装置)、电力机车。

狭义的牵引供电系统通常只指牵引变电所和牵引网2大部分。

牵引供电系统的4种电流制：（1）直流制(1500V)，主要用于地铁、矿山等。

（2）低频单相交流制（3）三相交流制（4）工频单相交流制(27.5KV)，我国电气化铁路均采用这种制式。

牵引变电所的4种一次供电方式：（1）一边供电（2）两边供电（3）环形供电（4）辐射供电。

单侧供电方式的可靠性一般比双侧供电方式和环形供电方式要差。

牵引变电所向接触网供电的供电方式：单边供电与双边供电。

第二章牵引变压器及其结线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%不对称系数1,0.52 三相YN/d11量等，60°75.6%不对称系数0.53 三相不等容量量等，60°94.5%不对称系数0.54 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%对称三相牵引变压器容量利用率是75.6%，当考虑温度系数kt=0.9时容量利用率可提高到84%容量利用率=定额输出容量/额定容量单相结线在电力系统的电流不对称系数为1，VV结线和三相Y/d结线变压器的不对称系数为0.5。

牵引供电课程设计报告书题目中间牵引变电所的电气主接线设计院/系电气工程系(部)班级学号姓名指导教师完成时间2013年12月20日摘要牵引变电所是电气化铁路的重要组成部分，它直接影响整个电气化铁路的安全与经济运行，是联系供电系统和电气化铁路的桥梁，起着变换和分配电能的作用。

电气主接线是变电所的主要环节，直接关系着整个变电所的电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。

基于上述原因，本文对牵引变电所的结构和接线方式进行了详细的分析和选择。

通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同时对主变压器的接线方式进行了研究。

通过研究和比较确定了本次设计所采用的主接线方式，并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。

短路电流计算是本次设计的关键部分通过计算结果对断路器、隔离开关、电压互感器、母线和避雷器这些电气设备进行了选型及校验。

从而，完成了本次课程设计。

通过对各种计算结果的校验本文设计得出的结果是合理的、可行的。

关键词：牵引变电所变压器主接线目录第1章课程设计目的和任务要求 01.1设计目的 01.2任务要求及依据 01.2.1任务要求 01.2.2依据 01.3提出解决方案 (1)第2章方案的比较及选择 (1)2.1牵引变压器接线形式的比较 (1)2.2 牵引变压器的选择 (1)第3章牵引变电所变压器的选择 (2)3.1牵引变电所的备用方式及选择 (2)3.2牵引变压器容量的计算 (3)3.2.1计算容量 (3)3.2.2校核容量 (3)3.2.3安装容量和台数 (3)第4章主接线的设计 (4)4.1牵引变电所高压侧主接线的选择 (4)4.2倒闸操作 (4)4.3牵引变电所馈线侧主接线设计 (5)第5章牵引变电所的短路计算 (5)5.1短路点的选取 (5)5.2短路计算 (5)第6章高压设备的选取 (8)6.1110kV侧进线选择 (8)6.2 27.5KV侧母线的选择 (9)6.3断路器选取 (9)6.4隔离开关选取 (10)6.5电压互感器的选取 (10)6.6电流互感器的选取 (10)第7章继电保护 (11)第8章并联无功补偿 (12)8.1并联电容补偿装置主接线 (12)8.2并联无功补偿计算 (13)第9章防雷 (15)总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)第1章课程设计目的和任务要求1.1设计目的通过本课程设计，能够运用电气基础课程中的基本理论和实践知识，正确地解决牵引变电所的电气主接线设计等问题。

目录摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 AT牵引供电系统简介 (3)1.2 AT牵引供电计算的意义 (4)1.3 国内外研究现状 (4)2 AT牵引供电系统计算 (5)2.1 AT牵引供电系统计算参数 (5)2.2 MATLAB仿真软件简介 (7)2.3 计算步骤图 (8)2.4 计算中几个重要的函数程序 (9)2.5 小结 (14)3 AT牵引供电系统的牵引网特性与分析 (15)3.1 计算无机车运行时电压、电流分布 (15)3.2 计算机车正常运行时电压、电流分布 (16)3.3 计算各种短路故障牵引网特性与分析 (19)3.3.1 T—R短路故障计算与分析 (19)3.3.2 F—R短路故障计算与分析 (21)3.3.3 T—F短路故障计算与分析 (22)3.4 计算过程中出现的问题与解决方法 (23)3.5 小结 (23)4 总结 (24)4.1 主要研究成果 (24)4.2 后续研究内容 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)摘要AT牵引供电方式由于其优异的供电能力及对邻近通信线的防护效果，成为高速、重载电气化铁路的首选供电方式。

开展数学模型研究对掌握其电气特性具有重要意义。

本文介绍了多导体模式下的 AC (交流电)供电模型。

建立了一个由 16 根平行导线构成的广义四端网络表征 AT 供电系统模型，将牵引供电系统中的元件归纳为串联元件和并联元件，对串联元件的节点阻抗矩阵及并联元件的节点导纳矩阵进行详细的分析。

根据给定的AT牵引供电系统的参数，采用功能强大的MATLAB工具构建AT供电系统的数学模型，计算分析供电网络正常运行时电压、电流分布，和各种短路故障时供电网络电压、电流分布，以及阻抗曲线。

仿真计算的曲线表明，供电网络正常运行状态和各种短路故障时比较有很明显的差易。

根据这些特点为供电系统本身及继电保护的设计提供很好的依据。

关键词：高速铁路；AT牵引供电方式；多导体模式；广义四端口网络；短路AT 牵引供电系统设计计算1 绪论本章节主要研究的是理论工作：对AT 牵引供电系统进行介绍，阐述AT 牵引供电系统计算的意义，以及AT 牵引供电系统计算现状。

第1章绪论1.1 电气化铁路组成铁路电气化已经成为世界各国牵引动力现代化的主要方向，且各国都把它作为发展国家经济的重大技术措施之一，并纳入国家长远发展规划。

电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统两大部分组成。

牵引供电装置一般又分成牵引变电所和接触网两部分，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。

电气化铁路的牵引供电系统本身并不产生电能，而是将电力系统的电能传递给电力机车的。

随着科学技术的发展，电力机车也必将全部取代蒸汽机车和内燃机车，因此对牵引供电系统的设计也必然要求越来越科学和合理。

目前电气化铁路主要有四种电流制，即直流制、三相交流制、单相低频交流制和单相工频交流制。

我国电气化铁道大多数采用网压为25KV的单相工频交流制。

1.2 国内外电气化铁路现状从世界各国铁路发展史来看，电气化铁路的蓬勃发展已经成为必然的趋势。

预计到2015年，世界上将有23个修建高速电气化铁路的国家和地区，里程将突破30000kM。

预计到2005年，我国电气化铁路里程将达到20000kM，到2010年将达到26000kM，铁路电气化率将达到34.6%，电气化复线率将增加到68.9%，电气化铁路承担的客货运量将占铁路总运量的65%以上。

到那个时候，我国的5条主要繁忙大干线：京哈线、京广线、京沪线、陇海线和沪杭浙赣线都将全线实现电气化；八纵八横16条主通道中将有12条基本建成电气化铁路；另外，还将修建多条电气化客运专线；全国6个大区：西南、西北、华北、中南、东北和华东的电气化铁路将基本连接成网；而我国第一条高速电气化铁路(京沪高速电气化铁路)也将全面动工兴建。

届时，我国的电气化铁路里程将跃居世界第二位。

1.3 电气化铁路的优越性电气化铁路的优越性主要体现在：(1)拉得多，跑得快，运输能力大，可满足重载、高速、大运量的铁路干线和大陡坡、长隧道的山区铁路运输的需要。

(2)节约能源消耗，综合利用能源。

蒸汽牵引要燃烧优质煤，而内燃牵引要以价格较高的柴油为燃料，其总功效并不理想。