《牵引供电系统》-第三章-牵引负荷计算
- 格式:pptx
- 大小:682.04 KB
- 文档页数:10
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。
《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。
负荷计算公式标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取K∑p=~K∑q=~?②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=~K∑q=~?3. 对断续周期工作制的用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=100﹪,Pe=PN(εN)½ =Sncosφ(εN)½ ?为电焊机的铭牌容量;εN为与铭牌容量对应的负荷持续率;cosφ为铭牌规定的功率因数. ) ?②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pe=2PN(εN)½二. 单相用电设备组计算负荷的确定: ?单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能的平衡.如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的?15﹪,则不论单相设备容量如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算.如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时,则应将?单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相加. ?1. 单相设备接于相电压时等效三相负荷的计算: Pe=φ ( φ最大单相设备所接的容量) ?2. 单相设备接于线电压时等效三相负荷的计算: ①接与同一线电压时Pe=.φ ?②接与不同线电压时 Pe=+P2 ?Qe=φ1+P2tanφ2 ?设P1>P2>P3,且cosφ1≠cosφ2≠cosφ3,P1接与UAB,P2接与UBC,P3接与UCA. ?③单相设备分别接与线电压和相电压时的负荷计算首先应将接与线电压的单相设备容量换算为接与相电压的设备容量,然后分相计算各相的设备容量和计算负荷.而总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷φ的3倍.即P30=φ Q30=φ5施工用电准备现场临时供电按《工业与民用供电系统设计规范》和《施工现场临时用电安全技术规范》设计并组织施工,供配电采用TN—S接零保护系统,按三级配电两级保护设计施工,PE 线与N线严格分开使用。
一. 三相用电设备组计算负荷的确定:1. 单组用电设备负荷计算: P30=KdPe Q30=P30tanφS30=P30/cosφI30=S30/(1.732UN)2. 多组用电设备负荷计算: P30=K∑p∑P30,i Q30=K∑q∑Q30,i S30=(P²30+Q& sup2;30)½ I30=S30/(1.732UN)注: 对车间干线取K∑p=0.85~0.95 K∑q=0.85~0.97对低压母线①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取? ?K∑p=0.80~0.90? ???K∑q=0.85~0.95? ?? ?? ?? ???? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取? ???K∑p=0.90~0.95? ???K∑q=0.93~0.97? ?? ?? ?? ???? ?3. 对断续周期工作制的用电设备组? ???①电焊机组要求统一换算到ε=100﹪,Pe=PN(εN)½ =Sncosφ(εN)½(PN.SN为电焊机的铭牌容量;εN为与铭牌容量对应的负荷持续率;cosφ为铭牌规定的功率因数. )②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pe=2PN(εN)½二. 单相用电设备组计算负荷的确定:单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能的平衡.如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15﹪,则不论单相设备容量如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算.如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时,则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相加.1. 单相设备接于相电压时等效三相负荷的计算: Pe=3Pe.mφ( Pe.mφ最大单相设备所接的容量)2. 单相设备接于线电压时等效三相负荷的计算: ①接与同一线电压时? ?? ?Pe=1.732Pe.φ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?②接与不同线电压时 Pe=1.732P1+(3-1.732)P2Qe=1.732P1tanφ1+(3-1.732)P2tanφ2设P1>P2>P3,且cosφ1≠cosφ2≠cosφ3,P1接与UAB,P2接与UBC,P3接与UCA.③单相设备分别接与线电压和相电压时的负荷计算? ? 首先应将接与线电压的单相设备容量换算为接与相电压的设备容量,然后分相计算各相的设备容量和计算负荷.而总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.mφ的3倍.即? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???P30=3P30.m φ? ?? ?? ?Q30=3Q30.mφ5施工用电准备现场临时供电按《工业与民用供电系统设计规范》和《施工现场临时用电安全技术规范》设计并组织施工,供配电采用TN—S接零保护系统,按三级配电两级保护设计施工,PE线与N线严格分开使用。
自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计目录1 概述- 1 -1.1设计原始资料-1-2 牵引变压器容量计算- 2 -2.1主变压器接线形式和备用方式-2-2.2牵引变压器的计算容量-2-2.3单台主变压器初步选型-2-2.4牵引变压器过负荷能力校验-2-3 牵引变压器运行技术指标计算- 2 -3.1牵引变压器的功率损耗及全年电能损耗计算-2-3.2牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算-3-4 牵引变电所电压不平衡度计算- 3 -4.1计算电网最小运行方式下的负序电抗)(X-3-4.2计算牵引变电所在严密运行时注入110kV电网的负序电流-3- 4.3构造归算到110kV的等值负序网络-4-4.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验-4-5主接线选择- 5 -6短路电流计算- 5 -6.1变电所短路计算示意图及计算数据-5-6.2线路电抗计算-6-6.3110kV侧短路电流计算-6-6.427.5kV侧短路电流计算-6-7开关设备选型及稳定性校验- 7 -7.1断路器的选型及校验错误!未定义书签。
7.2隔离开关的选型及校验错误!未定义书签。
8电压、电流互感器选型及校验- 7 -8.1110kV侧电压互感器选型及校验-7-8.2110kV侧电流互感器选型及校验-8-9总结与体会- 8 -附录- 10 -参考文献错误!未定义书签。
1 概述1.1 设计原始资料电力系统2电力系统1图1.1 牵引供电系统示意图图1.1 牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作,另一台备用。
电力系统1、2均为火电厂,其中电力系统 1、2 容量分别为250MV A 和200MV A 。
选取基准容量j S 为200MV A 。
在最大运行方式下,电力系统1、2的综合电抗标么值分别为0.13和0.15;在最小运行方式下,电力系统1、2的综合电抗标么值分别为0.15和0.17。
对每个牵引变电所而言,110kV 线路为一主一备。
1.列流图。
2.路线、站场资料。
3. 列车运行时分及牵引能耗采用带回流线的直接供电方式。
(1)牵引变电所、开闭所、分区所、 AT 所分布利用山西中南部铁路通道拟建兴县牵引变电所为专用线供电,在兴县站新建兴县开闭所, 2 进 1 出,进线由正线网上 T 接,出 1 条直供馈线为本专用线供电。
(2)电力调度所及调度管理自动化系统本次新增牵引供电设施按远动化设计,纳入太原局调度所调度管理。
1.计算依据(1) TB10009-2005 铁路电力牵引供电设计规范;(2) TB/T 2828-1997 电气化铁道牵引网阻抗计算方法;(3) TB2973-1998 电气化铁道铝包钢芯铝绞线;(4) TB/T-2809-2005 铜及铜合金接触线;(5) TB/T-3111-2005 铜及铜合金绞线。
2.计算结果接触悬挂组成: JTM-150+CTA-150+ LBGLJ-240 (回流线)牵引网计算阻抗= 0.295Ω/km(0.8) 0.184Ω/km(0.97)利用拟建兴县牵引变电所为本线供电,维持该牵引变电所 220/2×27.5kV、Vv 接线型式变压器、 100%固定备用方式不变。
将兴县牵引变电所牵引变压器容量由 2 × (25+25) MVA 增容至 2×(25+31.5) MVA。
本工程接触网采用全补偿简单链型悬挂。
1.导线电流分配本专用线供电臂有效电流小于 650A ,选择 JTM-150+CTA-150 型导线的载流量如下 表所示:表 7-1-1 接触网载流能力表由表可知,该导线组合满足本线供电系统的载流需求。
2.各种导线选择导线型号和规格选择如下:接触线: 正线 CTA-150,正线 CTA-120;承力索: 正线 JTM-150,正线 JTM-95; 回流线: LBGLJ -240开闭所进、出线: 2×LGJ-185/3×TYJV(Y)- 27.5kV -400;吸上线:挨近 N 线处, 2×VLV-185,其它 VLV-185。
供电系统的电力负荷计算供电系统所需要的电能,通常是经过总降压变电所从电力系统中获得。
因此,合理地选用变电所中的变压器、主要电气设备以及配电导线等是保证供电系统安全可靠供电的重要前提。
供电系统电力负荷计算的主要目的就是为合理地选择变压器容量、各种电气设备及配电导线等提供科学的依据。
(一)额定功率的换算由于各种设备的运行情况不同,在负荷计算之前,需要把所计算设备的额定功率(P e)折算成计算功率(P j)。
如果设备是连续运行的,我们称它的连续负载率(暂载率)为100%,这种设备的计算功率就是它的额定功率,即P j=Pe 如果设备是不连续运行的,如起重机、电焊机,它们的连续运载率不是100%,这些设备功率要用下面的公式:起重机Pj=2Pe(JC的开方)电焊机Pj=Se(JC的开方)式中JC是设备连续负载率的百分值,起重机的连续负载率(按40%考虑)JC=0.4,电焊机JC=0.65.连续负载率标在设备名牌上。
(二)需要系数所有的设备一般不会同时运行,也不会都是满载运行,也就是说实际的总用电量小于设备总容量,在计算负荷时,要把这个因素考虑进去,否则,设计出来的供电系统容量过大,造成物资浪费。
需要系数是一个小于1的系数,用Kx表示。
建筑施工用电设备的需要系数及功率因素见表。
表建筑施工用电设备的需要系数和功率因数(三)用需要系数法计算负荷电力负荷的计算方法有多种,其中需要系数法是最简单、最实用的方法,像建筑施工用电这样的简单供电系统,多用此法进行计算。
1、同种用电设备的计算负荷:有功功率连续运行Pj =KxPe起重机Pj =2Kx Pe(JC的开方)电焊机Pj=KxSe(JC的开方)cos¢无功功率Qj=Pjtg¢视在功率Sj=(Pj2+Qj2)开方式中P e是同种设备总功率。
2照明设备的计算负荷:白炽灯Pj=Kx Pe荧光灯Pj=1.2Kx Pe高压汞灯Pj=1.1Kx Pe3配电干线或变配电所的计算负荷有功功率Pj=KΣPΣ(Kx Pe)无功功率Qj=KΣQΣ(Kx Petg¢)视在功率Sj=(Pj2+Qj2)开方式中KΣP和KΣQ是有功、无功功率的同时系数(考虑各组设备不同时运行),均取0.9。
石家庄铁道大学毕业设计DN供电方式牵引供电系统设计Design of Traction Power SupplySystem ofDN Mode2013届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生姓名指导老师完成日期2013年5 月27日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告一、选题依据在经济快速发展的今天,对交通运输的要求越来越高,而铁路运输占有了相当大的比重,所以铁路的快速发展是满足时代的需求,他即要满足了国民生产、生活的正常运转,同时有得保证自身的安全可靠。
由于电力机车功率大,拉得多跑的快,世界各国的高速铁路几乎都采用电力机车牵引。
电力机车与蒸汽机车和内燃机车不同,它本身不能带能源,必须由外部供应电能。
为了给电力机车供应电能,需要在铁路沿线架设一套牵引供电系统,他的供电能力和可靠性必须满足列车的运行要求。
二、本课题国内外研究现状及发展趋势自1964年10月1日日本承建开通世界上第一条高速铁路以来,经过几十年的实践和发展,各国高速铁路的牵引供电系统都有了很大改进,达到了很高的水平,而且都各具特色,最具有代表性的是日本、法国和德国高速铁路的牵引供电系统。
供电方式上日本、法国采用AT供电方式,德国、意大利和西班牙采用RT供电方式。
电源电压等级上日本采用154kV、220kV和275kV 三种电压等级;法国采用225kV;德国采用110kV;意大利采用110kV;接触网电压日本的标准电压为25kV,最高电压为30kV,最低电压为22.5kV;法国分别为25kV、27.5kV和18kV,德国分别为15kV、17kV和12kV。
我国早期电气化铁路均采用直接供电方式,为避免和减少对外部环境的电磁干扰,研发了BT、AT和DN供电方式,就防护效果来看,AT方式优于BT和DN方式,就接触网的结构性能来讲,DN方式最为简单可靠。
随着通信技术的快速发展,光缆的普遍应用,通信设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强,考虑到接触网的运行可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要,所以通常认为,一般情况下DN供电方式为首选,在电力系统比较薄弱的地区,经过经济技术比较,可采用AT供电方式,BT供电方式则尽量少采用或不采用。
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。