牽引變電所畢業(yè)設計

1、引言牽引變電所供電系統(tǒng)是我們供電專業(yè)所學的專業(yè)課。此次的畢業(yè)設計主要包括牽引變電所供電系統(tǒng)的主電路得設計此次的畢業(yè)設計主要包括牽引變電所供電系統(tǒng)的主電路的設計、牽引變壓器容量的計算機選擇、電容補償裝置的選擇、容量計算 及校核。此次設計有以下特點： 一：對于設計中所遇到的一些名詞解析的比較詳細，力求在掌握的基礎上再根 據(jù)自己所學的知識進行運用。二：調(diào)理清楚，對于各個章節(jié)劃分較為詳細，不至于出現(xiàn)概念混亂。 三：對于設計中所附的圖有較深一層的說明，力求做到圖與內(nèi)容的一致，為更 簡單化理解課程內(nèi)容做好了鋪墊。四：遇到所計算的例題時，盡量做到精確、合理、有意義，不致例題脫離主題。 此課程的設計會幫助我們

2、對專業(yè)知識有更深一步的理解。1 電氣主接線的概述牽引變電所的電氣主接線指的是由隔離開關、互感器、避雷器、斷路器、主變壓器、 母線、電力電纜、移相電容器等高壓一次電氣設備，按工作要求順序連接構成的接受 和分配電能的牽引變電所內(nèi)部的電氣主電路。他反應了牽引變電所的基本結(jié)構和性 能，在運行中表明電能的輸送和分配關系、一次設備的運行方式，是實際運行操作的 依據(jù)。1.1 對主接線的基本要求對電氣主接線的要求具有：可靠性、靈活性、安全性、經(jīng)濟性，具體如下： 可靠性：根據(jù)用電負荷的等級，保證在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性，力 求可靠供電。 靈活性：主接線應力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設備；投入或切除某些

3、設 備或線路的操作方便。 安全性：保證在進行一切操作的切換時工作人員和設備的安全，以及能在安全 條件下進行維護檢修工作。 經(jīng)濟性：應使主接線的初投資與運行費運達到經(jīng)濟合理。1.2 主接線中對電氣設備的簡介1.2.1 、 高壓斷路器 QF：既能切除正常負載，又能排除短路故障。主要任務： 1. 在正常情況下開斷和關合負載電流，分、合電路；2. 當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，切除故障；3. 配合自動重合閘多次關合或開斷電路。1.2.2 、負荷開關 QL：只具有簡單的滅弧裝置，其滅弧能力有限，僅能熄滅斷開負荷電流即過負荷電流產(chǎn)生時的電弧，而不能熄滅短路時產(chǎn)生的電流。 特點：在斷開后有可見的斷開點。1.2.3

4、隔離開關 QS：一把耐高壓的刀開關，沒有特殊的滅弧裝置，一般只用來 隔離電壓，不能用來切斷或接通負荷電流。特點：在分閘狀態(tài)時有明顯可見的斷口，使運行人員能明確區(qū)分電氣是否與電網(wǎng)斷開。用途： 1. 隔離高壓電壓，將需要檢修的部分與帶電部分可靠地隔離，形成明顯 的斷點，確保操作人員和電氣設備的安全。2. 在斷口兩端電位接近相等的情況下，倒換母線，改變接線方式。3. 接通或斷開小電流電路1.2.4 、高壓熔斷器 FU：熔斷器在短路或過負荷時能利用熔絲的熔斷來斷開電路， 但在正常工作時不能用它來切斷和接通電路。1.2.5 電壓互感器 TV：在使用中二次側(cè)不允許短路。 按結(jié)構形式分：單相、三相、三芯柱、

5、三相五芯柱。1.2.6 、電流互感器 TA：將電路中流過的大電流變換成小電流，供給測量儀表和繼 電器的電流線圈， 以便用小電流的測量儀表測量大電流， 并與一次系統(tǒng)的高電壓隔離， 保證設備和人身安全。特點：工作時二次側(cè)決不允許開路。1.2.7 、電容器 C：可以抵消感性負載產(chǎn)生的無功部分，在牽引變電所中安裝電容器 可以改善功率因數(shù)。1.2.8 、電抗器 L：作用：1. 限制電容器投入時的合閘涌流；2. 降低斷路器分閘時電弧重燃的可能性；3. 防止并聯(lián)補償裝置與電力系統(tǒng)發(fā)生高次諧波；4. 限制故障時的短路電流；5. 與電容器組成濾波回路，感抗容抗比取 0.120.14 ，主要用來濾三次諧波。1.2

6、.9 、避雷器 F：用來限制過電壓的一種主要保護電器。 主要形式：放電間隙、閥型避雷器、管型避雷器、壓敏避雷器。1.2.10 、 抗雷圈：是一個電抗線圈，電感量為 1mH。2 電氣主接線基本形式的選擇比較2.1 單母線接線 單母線接線在整個配電裝置中只設一組母線，將各個電源的電能匯集后再分配 到各引出線。 單母線接線的優(yōu)點： 1. 接線簡單，設備少，配電裝置費用低，經(jīng)濟性好，并能 滿足一定的可靠性； 2. 每一回路由斷路器切斷負荷電流和故障電流； 3.任意出線可從 任何電源回路取得電能，不致因運行方式的不同而造成相影響。 單母線接線的缺點： 1. 母線故障及檢修母線和與母線連接的隔離開關時要造

7、成 停電；2. 檢修任意回路及其斷路器時，會使該回路停電，但其他回路不受影響。 為克服單母線接線的缺陷，通常采取的措施有： 1. 用斷路器或隔離開關將母線 分段；2. 增加旁路母線及相應設備，使檢修任意進出回路的斷路器時不致停電。2SL1SL2QF單母線接線圖2.2 單母線分段接線 單母線分段接線利用分段開關 QF（ 或 QS）,將單母線分為兩段，把電源及出線平均分配 于兩端母線的接線方式。 正常運行時，分段斷路器閉合，兩母線 并列運行，當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器 QF 自動斷開，使故障段解列，從而保證了另一段 母線仍能正常運行，縮小了故障停電范圍。 母線分段數(shù)目越多，母線故障停電范圍越

8、小，但所需斷路器、隔離開關等設備也隨之增多，使運行變的較為復雜，因此分段數(shù)不易過多。 單母線分段 接線圖2.3 單母線帶旁路母線接線 如果有不允許停電的回路，則必須有別的設施來代替欲檢修的斷路器，而加設 旁路母線，增加旁路斷路器是最常采取的措施。 在正常運行時，旁路斷路器及兩側(cè)隔離開關都在斷開位置，旁路母線不帶電， 各回路旁路開關也都在斷開位置。 欲檢修某回路斷路器時，如 L1 線路斷路器 QF1,則應首先合上旁路斷路器 QF2 兩側(cè)的隔離開關，然后合旁路斷路器 QF2，使旁路母線帶電。 檢查其沒有異?，F(xiàn)象，若正常則合 L1 線路旁路隔離開關 QS3，然后斷開 QF1， 拉開其兩側(cè)隔離開關，則

9、 QF1 可推出檢修，此時，由旁路斷路器 QF2代替線路斷路 器 QF1 工作， L1 線路可以不中斷供電。 具有旁路母線的接線優(yōu)點： 不但解決了斷路器的公共備用和檢修備用， 在調(diào)試、 更換斷路器及內(nèi)裝式電流互感器，整定繼電保護時都可不必停電。2.4 單母線分段帶旁路母線接線每段工作母線與旁路母線之間用旁路斷路器連接，每一回路用旁路隔離開關與旁路 母線相連。正常運行時，分段斷路器 QFd 閉合。兩段母線并列運行。旁路斷路器及其 兩側(cè)隔離開關都在斷開位置， 旁路母線不帶電， 各回路旁路隔離開關也都在斷開位置， 當任意回路斷路器需檢修時，可用旁路斷路器代替其工作。單母線分段帶旁路母線接線圖2.5

10、雙母線接線 雙母線接線具有兩組母線，一組為工作母線，另一組為備用母線，在兩組母線 之間，通過母線聯(lián)絡斷路器進行連接。每回線路都通過一臺斷路器、兩組隔離開關分 別連接到兩組母線上。 雙母線接線的優(yōu)點： 1.檢修任意母線時，不會中斷供電； 2.檢修任一回路的母線隔離開關時，只需斷開該回路，其他回路倒換至另一組母線繼續(xù)運行；3.工作母線在運行中發(fā)生故障時，可將全部回路換接至備用母線，迅速恢復供電；4.任一回路斷路器檢修時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。 5.方便實驗。操作步驟： 斷開 L2 線路斷路器 QF1，使線路停電，并斷開其兩側(cè)隔離開關 QS1、 QS3，拆除 QF1 上接線； 在拆除 QF1 的

11、缺口處連接一臨時跨條； 閉合 QS2、 QS3; 閉合隔離開關 QS5、 QS6； 閉合母聯(lián)斷路器 QF.雙母線接線圖2.6 橋形接線當牽引變電所只有兩回電源進線和兩臺主變壓器時，常在電源線路間用橫向母線將 他們連接起來的接線叫橋形接線。橋形接線按中間橫向橋型母線的位置不同而分為內(nèi)橋接線和外橋接線，內(nèi)橋接線的 橋母線連接在靠變壓器側(cè)，而外僑接線連接在靠線路側(cè)。內(nèi)橋接線的特點：適合與線路長，線路故障率高，變壓器不頻繁操作的場合1SL 2SL外僑接線圖內(nèi)橋接線圖2.7 簡單分支接線簡單分支接線是兩回電源線路從輸電線路 WL1 、WL2 采用分支連接。簡單分支接線的特點：需用高壓電器更少，配電裝置結(jié)

12、構更簡單，線路繼電保護簡 單。操作：牽引變電所任一電源進線線路故障，則由輸電線路（ WL1 或 WL2 ） 兩側(cè)繼電保護動作，是輸電線路兩端斷路器（ QF3與 QF5和 QF4與 QF6）跳閘而斷 開。但雙回輸電線路 WL1 、WL2 上分支連接的變電所的數(shù)目應有限制，若分支線數(shù) 過多，對可靠性的影響相對增大，同時對輸電線路（ WL1 、WL2 ）繼電保護的整定造 成困難。按電源參數(shù)不同，雙 T 式主接線通常采用的運行方式： 若兩路電源允許在 25KV 側(cè)并聯(lián)，可采用一路電源供電，另一路電源備用的方 式，正常供電時，某電源隔離開關斷開，其他開關均閉合，兩臺主變壓器并列運行。 若兩路電源允許在

13、25KV 側(cè)并聯(lián)，還可采用兩路電源同時供電的方式，正常供 電時，跨條隔離開關斷開，其他均閉合，兩臺主變壓器分列運行。 若兩路電源不允許在 25KV 側(cè)并聯(lián)， 通常采用一路電源供電， 另一路電源備用。 正常供電時，某電源隔離開關 （QS2）斷開，其他開關均閉合， 兩臺主變壓器并列運行。簡單分支（雙 T 式）接線圖3 牽引變電所主接線的選擇3.1 牽引變電所 110KV（220KV）電源側(cè)的電氣主接線 牽引變電所按其在電網(wǎng)中的位置、重要程度和電源引入方式的不同分為：中心 變電所、通過式變電所、分接式變電所。 牽引變電所的主接線由電源側(cè)、主變壓器、牽引側(cè)三部分組成。 1.為使每一臺變壓器能從任一回路

14、電源獲得電能，這就需要架設匯流母線，以 便將各電源的電能匯集起來，各用電回路再從母線上獲得電能，以提高供電的可靠性 和經(jīng)濟性， 對大型變電所來說， 母線型式的主接線是中心牽引變電所 110KV（220KV） 電源側(cè)電氣主接線的核心。 2.通過式牽引變電所電源側(cè)采用橋式接線； 3.分接式牽引 變電所電源側(cè)采用雙 T 接線。3.2 牽引變壓器主接線三相 YNd11 接線變壓器用于直接供電方式或吸流變壓器供電方式。 變壓器高壓側(cè)繞組以星形方式與電力系統(tǒng)的三相相聯(lián)接，低壓側(cè)繞組接成三角形， 其中 c 端子的一角經(jīng)電流互感器接至接地網(wǎng)和鋼軌，另兩角 a.b 端子分別徑電流互感 器，斷路器和隔離開關引接至

15、牽引母線。3.3 牽引側(cè)主接線 27.5KV（或 55KV ）側(cè)饋線的接線方式：1. 饋線斷路器 100%備用的接線2. 饋線斷路器 50%備用的接線3. 單線區(qū)段饋線斷路器 50%備用的接線4. 復線區(qū)段饋線斷路器 50%備用的接線5. 帶旁路母線和旁路斷路器的接線27.5kV 側(cè)饋線 100%備用接線圖55kV 側(cè)饋線 100%備用接線圖 復線鐵路斯科特接線變壓器 AT 供電方式饋電線接線：1.AT供電方式饋電線有接觸網(wǎng)（ T）和正饋線（ F）兩根線， 斷路器和隔離開關均 為雙極；另有中線饋出，不設斷路器和隔離開關。2.當牽引變壓器副邊線圈無中點抽頭時，在變電所內(nèi)還應另設自耦變壓器，一般將

16、 自耦變壓器設在饋電線外側(cè)，當相鄰變電所越區(qū)供電時，可作為末端的變壓器使用。 動力變壓器及自用電變壓器接線：1.動力變壓器主要供給非牽引負荷用電。牽引變電所沿鐵路線設置，有些地區(qū)電網(wǎng) 薄弱不能供給鐵路非牽引負荷供電。 可在牽引變電所內(nèi)設置動力變壓器， 將 27.5KV 電壓降至 10KV ，以三相供給鐵路或地方其他負荷。一般動力變壓器的容量為10002000KVA ，若地區(qū)需要容量較大，則應另外單設 110KV 的動力變壓器。2.直接供電方式：牽引側(cè)母線電壓為三相時，動力變壓器一般采用D,d12 接線，若牽引側(cè)母線為兩相垂直相差時，動力變壓器可采用逆斯科特接線，將兩相電壓變成三 相電壓供給非牽

17、引負荷。牽引變電所的自用電主接線與此相似，次邊電壓為三相 380/220V，原邊無斷路器， 采用高壓熔斷器。三相時自用電變壓器采用 D,yn 接線。兩相變?nèi)鄷r采用逆斯科特變壓器。 電容補償裝置主接線： 電容補償裝置時為了改善功率因數(shù)及吸收部分高次諧波而設置的。電容補償裝置由 電容器組和串聯(lián)電抗器組成。單個電容器的電壓一般為 10KV 或 6.3KV ，牽引變電所 牽引側(cè)母線電壓為 27.5KV ，因此，由 46 個電容器組串聯(lián)構成。電容器組串聯(lián)電抗 器，一方面抑制電容器組投入電網(wǎng)時所產(chǎn)生的涌流，同時吸收部分高次諧波；另一方 面對防止切斷電容器組時斷路器發(fā)生重燃也有好處。4 主接線方案的確定4

18、.1 中心牽引變電所中心牽引變電所時 110KV 側(cè)采用簡化的單母線分段帶旁路母線的單線三相中心牽 引變電所的主接線，該變電所一方面要給近區(qū)的牽引負荷和 10KV 負荷供電，另一方 面還要通過 110KV 高壓母線及若干電源線路饋出給臨近其他牽引變電所和地方 110KV 變電所。由于 110KV 電源進線數(shù)目較多，為合理解決 110KV 線路斷路器的備用問題，減少 投資， 110KV 側(cè)采用簡化的單母線分段帶旁路母線的接線，分段斷路器兼作旁路斷路 器，以節(jié)省一臺高壓斷路器和相應的高壓電器。該變電所設有兩臺主變壓器， 一臺運行，一臺備用。 由于該變電所負責供電的 10KV 負荷容量大于主變壓器額

19、定容量的 15%，經(jīng)技術經(jīng)濟比較， 采用變比為 110/27.5/10KV 三線圈主變壓器。若上述比值小于 15%，則在 110KV 側(cè)單獨設置 110/10KV 的三相動 力變壓器，以供應 10KV 鐵路信號專線及地區(qū)其他負荷。在 110KV 的每個分段母線上以及 27.5KV 牽引負荷母線上，均設有供測量儀表與繼 電保護用的電壓互感器， 以及過電壓保護用的閥形避雷器， 為了停電檢修 110KV 線路 和母線的電壓互感器時能方便地進行安全接地，這些回路中的隔離開關都帶有接地刀 閘，借助于隔離開關本身的機械聯(lián)鎖裝置，保證在主刀閘從電路中隔斷后，方能操作 閉合接地刀閘。27.5KV 側(cè)采用饋線斷

20、路器 100%備用的單母線接線。 母線上連有一臺自用電變壓器。 牽引負荷側(cè)采用手車式斷路器，斷路器檢修時，將手車從插入式觸頭中拔出以隔斷電 路，而代替隔離開關的作用。因為是單線區(qū)段，變電所僅有兩路饋線分別向兩個供電 分區(qū)送電。4.2 通過式牽引變電所通過式牽引變電所 110KV 側(cè)采用外僑接線的單線三相牽引變電所， 主要向牽引 負荷和地區(qū)負荷供電。按保證牽引負荷供電的需要則有兩回電源線路。橋形接線 110KV 側(cè)因有系統(tǒng)穿越功率通過母線， 110KV 線路沒有繼電保護裝置，故 110KV 側(cè)裝有單項式三相電壓互感器。4.3 分接式牽引變電所分接式牽引變電所是 110KV 側(cè)采用雙 T 接線、

21、27.5KV 側(cè)采用單母線接線的單 線三相牽引變電所。變電所內(nèi)設兩臺 YN,d11 三相雙繞組變壓器，固定全備用。110KV 側(cè)可不設電壓互感器。因無特別規(guī)定或必要，電力系統(tǒng)一般不要求在110KV 高壓側(cè)計費，以便盡可能節(jié)省設置高壓儀用互感器。 27.5KV 側(cè)每相母線上 均設有高壓互感器。以便測量和繼電保護的需要。110KV 側(cè)采用雙 T 接線的復線三相牽引變電所。兩臺 YN,d11 三相雙繞組牽引 變壓器，固定全備用。 110kv 側(cè)安裝電壓互感器，是為滿足高壓側(cè)計費和自動裝置 的需要?？紤]到該變電所牽引母線引入高壓室的方便問題，在高壓室外設置了四條 輔助母線。由于想幾個方向的復線牽引網(wǎng)供

22、電，饋線回路數(shù)較多，為合理解決饋線 斷路器的備用問題， 27.5KV 側(cè)采用隔離開關分段帶旁路母線的單母線接線。 考慮到 27.5KV 工作母線與饋線配電間隔的配置相對應，以及 27.5KV 進線與饋線方便，主 母線 A1、A2 和 B1、B2 與旁路母線系分相布置，分段主母線在正常情況下并列運行，分段隔離開關合閘。主母線上兩個分段隔離開關的作用是便于隔離開關本身輪流檢修時隔斷電壓。 每個分段主母線都設有單相電壓互感器和避雷器，以便某分段工作母線停電時，不 影響其它分段母線的工作。該牽引變電所設兩臺自用電變壓器，一臺接于 A、B 兩相母線上。另一臺由單 獨的 10kv地方電源供電， 作為自用電

23、備用電源。 沒回饋線的出口處， 均裝有抗雷線 圈 KL 并與閥形避雷器配合使用。以防止接觸網(wǎng)上落雷時，雷電波襲擊牽引變電所 內(nèi)的設備。5 牽引變壓器容量的計算和選擇牽引變壓器容量的選擇和計算分三個步驟： 1.按給定的計算條件求出牽引變壓器供 應牽引負荷所必須的最小容量，即計算容量； 2.按列車緊密運行時供電臂的有效電流 與充分利用牽引變壓器的過負荷能力，求出所需要的容量，即校核容量；3.根據(jù)校核容量和計算容量，再考慮其他因素，最后按實際系列產(chǎn)品的規(guī)格選定牽引變壓器的臺 數(shù)和容量。牽引變壓器的計算容量取決于各供電臂的負荷電流。各供電臂的負荷電流主要取決 于電力機車類型、牽引定數(shù)、牽引方式、線路坡

24、道、行車量和線路通過能力等，條件 決定。在諸多因素中，當線路斷面確定后，最關鍵的是年運量。由年運量可以計算出 需要的線路通過能力，它反映了列車負荷密度。其次是列車用電量，由它可以算出列 車電流，進而算出各供電臂電流。5.1 計算列車數(shù) N的計算條件牽引變壓器的計算容量應和鐵路運輸量的大小及其增長速度相適應。列車密度 一般應按運量計算需要的線路通過能力，并留有一定的儲備能力?？紤]儲備能力是 因為有時會發(fā)生由于線路維修、港口卸貨及自然災害等引起的列車密集運行情況。 其儲備系數(shù)一般單線采用 20%，雙線采用 15%。如果近期按調(diào)查運量計算，還需考 慮貨運量的波動性，波動系數(shù)一般采用 20%。遠期按國

25、家要求的輸送能力計算時， 僅考慮儲備能力。若國家規(guī)定的需要輸送能力已經(jīng)接近線路輸送能力時， 可按線路輸送能力計算； 若低于線路輸送能力的一半時，可按 2 倍需要輸送能力計算。這兩種情況下，都不 再考慮波動系數(shù)和儲備系數(shù)。因此，在計算牽引變壓器時，計算列車數(shù) N 可按不同 條件分別計算：當采用近期運量計算時：K31K652G*1凈04（列/日）當需要輸送能力接近線路輸送能力時：104N線 *（列 /日）365G 凈當需要輸送能力低于線路輸送能力的一半時：N 2 *104（列 /日）365G 凈列車用電量的計算條件 在鐵路運輸中，除了滿載的直通貨物列車外，還有零擔列車、摘掛列車、不滿 載列車和旅客

26、列車。 當上、下行兩個方向貨運量不一致時， 會出現(xiàn)一部分空載列車。 因此牽引變壓器容量必須滿足各類電力牽引列車用電的需要。一般對于不同類型的 車，都按滿載貨物列車考慮。當電力牽引的旅客列車數(shù)比例較大時，或上（下）行 方向空載車數(shù)比例很大時，也可分別按實際的客、貨、空列車的用電量計算。牽引變壓器校核容量的計算條件 牽引變壓器校核容量的計算條件，是按其最大容量的需求來確定的。應計算最 大列車數(shù)Nmax （N非）。具體規(guī)定如下：1.重負荷臂按對應于非平行運行圖區(qū)間通過能力 N非的 95%列車數(shù)概率積分最大值來計算供電臂最大短時電流，輕負荷臂取對應 N非 的供電臂有效電流。2.應用非平行圖區(qū)間通過能力

27、 N非 來校核。5.2 饋線電流的計算方法饋線電流主要有以下幾種特征值：當各列車電饋線瞬時電流 ia ：供電臂中各區(qū)間運行列車瞬時電流的向量和流的功率因數(shù)相同時，即ia i1 i2in（ A）饋線平均電流 I p：供電臂在計算時間 T 內(nèi)的平均電流值，即1TI p T1 0 iadt2饋線均方電流 IX ：T20 ia2dt2 I 2饋線瞬時電流的平方 ia 的平均值，即 IX饋線均方根電流 IX ,即IXT2Tia2dt饋線平均電流和有效電流單線區(qū)段單邊供電：饋線平均電流： I p mItN timT即Ip60NAi 1.667NTUAi * 103（A）IPIi pi nIp（A）Ntgi

28、 piTpi pinIXIXKXIp2 m（I 2 It2）KXIp1 Km2 11 1.1a 1 m饋線有效電流： 雙線區(qū)段 并聯(lián)供電方式的上、下行饋線平均電流：I p上I p下n 2 L l n lip ip p上 I上p下I下上 上 i 1 2 L i 1 2 Ln 2L lip n l ip p下I 下ip p上Iipi 1 2 L i 1 2 L上、下行電流均方電流：I 2X上（3m上It上 1 m下It下）2 （ 3 m上It上）2 1.14上-1 （ 1 m下I t下）1.46 下-14 4 4 m上 4 m 下m上I2X下 （3m下It下 1 m上I t上）2 （ 3 m下I

29、t下）2 1.14 下-1 （1m上It上）1.46上-14 4 4m下4m 上 分開供電方式的上、下行饋線平均電流：I p上 m上I t上上np上I t上 np上I上I p下 m下 It下下 np下 It下 np下 I 下上、下行電流饋線有效電流：I X上 K X上 I p上I X下 K X下 I p下 雙線區(qū)段上、下行饋線總平均電流：3IP IP上 I p下 npI 1.667N Ai*10 3(A)22上、下行饋線總有效電流： IXIX上 IX下 2Ip上I p下 (A)設IX1、IX2，則S KtU 4IX21 IX22 2I p1I p(2 KVA)IX1、I P1為重負荷臂有效電流

30、和 平均電流； I X2、IP2為輕負荷臂有效電流和 平均電流Kt為三相變壓器的溫度系 數(shù)，一般取 Kt 0.9;U為牽引變電所 牽引側(cè)母線額定電壓， 即27.5KV則：S KtU(2IX1 0.65IX2) KVA 由于牽引負荷在三相變壓器三角側(cè)各項繞組中的 負荷電流分配不均，在此情況下，按三相負荷均為最大一相負荷來確定三相變壓器 容量，將使變壓器油的溫升低于額定值，即變壓器油的溫升尚有裕量。為考慮這一 過負荷能力，引入一個溫度系數(shù) Kt 。5.3 最大電流的計算方法瞬時最大工作電流 Ismax ：用于整定繼電保護裝置。通常按一列列車在供電臂遠 端起動，而在其余區(qū)間都同時有車用電運行計算。單

31、線取段： Ismax Iqd (md 1)I(A) , Iqd 為列車起動電流峰值， 在雙機區(qū)段可 取 1.5 I qd 1.75 I qd作為雙機起動電流； md 為供電臂內(nèi)可能出現(xiàn)的最大列車數(shù)，通常 取 md =n。雙線區(qū)段：上、下行饋線瞬時最大工作電流按分開供電時，重負荷方向的饋線 瞬時最大工作電流計算，計算方法同單線區(qū)段。最大有效電流 IXmax :用于計算牽引變壓器的最大容量。按非平行運行圖區(qū)間通過能力的列車數(shù)計算短時最大工作電流 Icmax ：用于檢驗牽引變壓器的過負荷能力IcmaxngI(A)5.4 牽引變壓器的校核容量一：牽引變壓器進行容量校核的目的一方面為了滿足列車緊密運行的

32、需要；另 一方面為了保證牽引變壓器在充分利用過負荷能力的情況下能安全運行。二：牽引變壓器校核容量的確定：三相 YN,d11 接線牽引變壓器 Sbmax KtU(2I amax 0.65I bx )( KVA)5.5 牽引變壓器的安裝容量1. 牽引變壓器在檢修或發(fā)生故障時，都需要有備用變壓器投入，以確保電氣化 鐵路的正常運輸。 我國電氣鐵路牽引變壓器備用方式有： 移動備用和固定備用兩種移動備用：采用移動變壓器作為備用的方式。 采用移動備用方式的電氣化區(qū)段， 每個牽引變電所裝設兩臺牽引變壓器，正常時兩臺并聯(lián)運行 .所內(nèi)設有鐵路專用岔 線，備用變壓器安放在移動變壓器上，停放于適中位置的牽引變電所內(nèi)或

33、供電段段 部，以便于需要作為備用變壓器投入時，縮短運輸時間。采用移動備用方式的優(yōu)點：牽引變壓器容量較省，可用于沿線無公路區(qū)段和單 線區(qū)段。缺點：需要修建鐵路專用岔線。移動變壓器車輛進廠檢修時，需要把備用 變壓器從車上拆卸吊下來；車輛修好出廠后，又要把備用變壓器吊上車安裝好。固定備用：采用加大牽引變壓器容量或增加臺數(shù)作為備用的方式。采用固定備 用方式的電氣化區(qū)段，每個牽引變電所設兩臺牽引變壓器，一臺運行，一臺備用， 每臺牽引變壓器容量應能承擔全所最大負荷，滿足鐵路運輸?shù)囊?。采用固定備用方式的?yōu)點：其投入快速方便，可確保鐵路正常運輸，又可不修 建鐵路專用岔線，牽引變電所選址方便、靈活，場地面積較

34、小，土方量較少，電氣 主接線較簡單。缺點：增加了牽引變壓器的安裝容量，變電所內(nèi)設備檢修業(yè)務要靠 公路運輸，固定備用方式適用于沿線有公路條件的打運量區(qū)段。2. 安裝容量的確定：當牽引變壓器的計算容量和校核容量確定以后，選擇兩者中較大者，并按采用 的備用方式、牽引變壓器的系列產(chǎn)品以及有否地區(qū)動力負荷等諸因素，即可確定牽 引變壓器的安裝容量。某雙線區(qū)段采用上、下行并聯(lián)供電方式，變壓器為三相YN,d11 接線供電臂 1：n=3.2,N=90對/天， N非=120 對/天；供電臂 2：n=4.5,N=80 對/天， N非=110 對/天。 供電臂 1和 2內(nèi)，各列車距饋電點距離和其余資料It上I t下I

35、上I下A上t上A下t下A上tg上A下2.42.42.4tg下2.4* 856 102.（2 A）20.12.4* 970 139.（4 A）16.79702.4* 970 92.425.22.42.4* 856 135.（2 A）15.2m上p下T1440N t 下94* 20.11.1440TN tg上94*16.7nT2.8 * 1440N tg下94*15.20.389p上nT31m下N t 上 94* 25.22.8* 14400.354計算原始資料供電臂12列車全部運行時間 t(min)上行25.227.5下行20.124.4列車用電運行時間 t g (min)上行16.715.8下

36、行15.219.6列車在 t( tg) 內(nèi)的能耗(kVAh)上行970852下行856967求：變壓器采用移動備用和固定備用時的安裝容量 解：1：供電臂 1、2 平均電流的計算 首先計算供電臂 1、2 的基參數(shù) 供電臂 1：a上t上tg上25.216.71.5120.115.21.32t下a下下tg下t上27.5a上上1.74tg下15.8t下24.4a下1.25供電臂 2：A上85274.4（A）It上2.42.4*t上27.5A下96795.（1 A）I t下2.42.4*t下24.4A上852129.（4 A）I上2.42.4*tg上15.8A下967I下2.42.4*118.4（A）A

37、tg下19.6Nt上77 * 27.5m上1.47T1440Nt下77 * 24.4.30m下1T1440Ntg上77* 15.80.266p上nT3.18*1440N t g下77* 19.60.330p下nT3.18 *1440t g下 19. 6 按以上計算的基本參數(shù)與計算圖，計算供電臂 1、2 的平均電流。則供電臂 1、2 的 I p 為：Ip1 1.667 N A*10 3 1.667* 94* (970 856)*10 3 286.1( A) Ip2 1.667 N A*10 3 1.667* 77* (967 852) * 10 3 233.5(A) 2：供電臂 1、2 有效電流

38、的計算 供電臂 1 的有效電流 I X1 為： 1.1a 1 1.1*1.42 1K X1 1 1.09I X1 K X I P ,而 Xm上 m下1.65 1.31其中a t/ tg (25.2 20.1) /(16.7 15.2) 1.42則I X1 1.09* 286.1 311.8(A)供電臂 2 的有效電流 I X2 KXIP2而 1.1a 11.1 * 1.47 1K X1 11.1 0(6A )Xm上 m下1.47 1.3其中a t / tg (27.5 24.4) /(15.8 19.6) 1.47則IX2 KX Ip2 1.106 * 233.5 258.3( A)3：求變壓

39、器的計算容量由以上計算，可知 I X1 I X 2 ,則S KtU 4I2X1 I2X2 2IP1IP2 0.9 * 27.5 4*(31.18)2 (25.83)2 2* 28.61*23.35 1899(k8VA)4：對應于 N非 的重負荷供電臂列車用電平均概率為N非 tg上 133* 16.7 p上g 0.55上 nT 2.8 * 1440133* 15.20.502.8*1440按雙線有上行車或有下行車的概率為N非 tg下 p下nTp p上 p下 p上 * p下 (0.55 0.5) 0.55* 0.5 0.775由 p 查附錄圖 C-5，可得重負荷臂最大電流 Imax 為I max 3.3I 3.3 * 137.4 453.4(A),其中， I 2.4( A(上 下) / tg(上 下) 2.4 *(970 856)/(16.7 15.2) 137.4(A)對應于 N非 的輕負荷供電臂的有效電流為N非 t上 126* 27.5m上2.41上 T 1440N非 t上 126* 24.4m下2.14下 T 1440已知 a=1.47KX1 1.1a 1 1 1.1*1.47 1 1.07 m上 m下2.41 2.14IP 1.667 N非 A(上 下)*10 3 1.