電氣工程牽引網(wǎng)電壓損失研究畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-27 00:08本頁面
【正文】 計算結(jié)果表明,本論文的研究思路可行,計算結(jié)果正確,確定的補償方案無誤,能滿足實際生產(chǎn)現(xiàn)場的運行需要,具有一定的現(xiàn)實意義。同時研究了采用串聯(lián)電容補償法補償牽引網(wǎng)中的電壓損失時的可行性和相關(guān)的計算過程。（3）校驗補償效果，電容器每臺159，14并4串得總電容為所以容抗為因此按（312）式可得 ＝=2346V滿足了以上補償要求。最大電流為450A，按表33，可選用23臺電容器并聯(lián)。表33 電容器并聯(lián)臺數(shù)（A）140160180200220240260280并聯(lián)臺數(shù)7891011121314按要求應(yīng)提高牽引網(wǎng)電壓2000V以上。實際電容器中的電壓降按（312）式為所以電容器電壓可按表32選定表32 電容器電壓（V）1800200022002400260030003200（V）3000333036704000433050005330工廠規(guī)定：一晝夜平均電壓不大于額定電壓時，電容器可允許超壓25％達4小時。實際選擇電容器時，可按一下步驟。最后那個數(shù)字1代表單相。因此，按（312）式電容器電抗電容、。要求提高23600－21600＝2000V。設(shè)要求把牽引網(wǎng)最低電壓提高到23750V，即牽引網(wǎng)標準電壓的95％以上?；蛘吡⒆阌诓糠只蛉垦a償牽引變壓器中的電壓損失。這一特性，也正是串聯(lián)電容補償?shù)囊粋€優(yōu)點。因此，由于串聯(lián)電容，牽引網(wǎng)電壓水平將普遍提高。牽引網(wǎng)電壓損失可按式（31）寫成 (311) 其中，代表牽引負載電流的功率因數(shù)，＝。這時，由于下行線路自阻抗而產(chǎn)生的電壓損失為1981V，由于上行線路互阻抗而產(chǎn)生的電壓損失為440V。參照圖34按上行線路計算，我們有由于上行線路自阻抗而產(chǎn)生的電壓損失為1981V，由于下行線路互阻抗而產(chǎn)生的電壓損失為440V。牽引網(wǎng)中的最大電壓損失出現(xiàn)在電流分界點。各列車從上行牽引網(wǎng)中取用的電流按（310）式分別為上行列車： 下行列車1：列車2： 列車3： 四個電流之和為254A。下行車3列，每列間隔8分鐘，相當于間隔下行最遠列車（記為列車3）距離牽引變電所=于是列車計算位置可示于圖34。下行線路Ⅱ為上坡，到達末端2分鐘絕電運行。有了各支路電流的值，我們就可以計算牽引網(wǎng)中的電壓損失。設(shè)供電臂長度為l,列車電流為,與變電所距離為,如圖34所示。因此，一列列車的電流由上、下行牽引網(wǎng)同時供給電力機車。計算牽引網(wǎng)中的最大電壓損失。處于供電分區(qū)遠端的列車取起動時的最大電流，其余列車取給電車運行時的平均電流。因此，按式（37），單線牽引網(wǎng)中的最大電壓損失，等于總電流矩與牽引網(wǎng)等效單位阻抗的乘積。 圖 33 單線牽引變電所負載情況從圖33，我們可有 (36)并項后得 （37）式中代表牽引網(wǎng)等效單位阻抗，項表示式中所示類似項之和。代表供電分區(qū)最遠區(qū)間遠端列車的起動電流，由圖可知，牽引網(wǎng)中的最低電壓出現(xiàn)在供電分區(qū)遠端的列車受電弓上。圖中，四個區(qū)間的遠端分別距離變電所,km。對牽引網(wǎng)電壓損失計算規(guī)定較嚴峻的計算條件，有利于保證設(shè)計在一般運行情況下有足夠的裕量。對于非主要干線，計算條件應(yīng)根據(jù)情況另定。只是為了電壓計算，對于主要干線，假定供電分區(qū)中每個區(qū)間的列車都在區(qū)間遠端運行，最遠區(qū)間的列車在區(qū)間遠端起動。牽引網(wǎng)中的電壓損失的計算條件，一般應(yīng)和牽引變電所容量計算條件對應(yīng)，也區(qū)別主要干線和非主要干線兩種不通的情形。設(shè)牽引網(wǎng)末端殘壓為，牽引變電所母線空載電壓，則有: (35)在現(xiàn)行電氣化設(shè)計中，一般只須檢查最嚴重的運行條件下的電壓損失。雙線牽引網(wǎng)的電流分配有一定規(guī)律：沿上、下行線路到同一機車的電壓損失應(yīng)為相等，并且沿線路1供給列車的電流與沿線路2供給電車的電流和等于列車電流。這就大大簡化了牽引網(wǎng)電壓損失的計算。它不再是復數(shù)。它只同牽引網(wǎng)長度有關(guān)，而同牽引網(wǎng)電流無關(guān)。圖32 牽引網(wǎng)電壓關(guān)系向量圖牽引電流有一個特點，且一般波動范圍不大。它同樣也適用于牽引變電所和其他情況下電壓損失的計算。于是，電壓損失為:cosδ－，其數(shù)值等于線段ac。則牽引網(wǎng)的電壓損失為 。設(shè)牽引變電所牽引側(cè)母線電壓為 ，電力機車受電弓上電壓為 ，牽引網(wǎng)電流為 ，牽引網(wǎng)阻抗為 ，如圖31所示。而這段牽引網(wǎng)的電壓降一般要大于此值。例如。它不同于牽引網(wǎng)的電壓降。然后與平均電流相乘等到電壓損失。由于大容量變壓器有，所以取。單相變壓器的阻抗：單相變壓器短路電壓的百分值和銅耗按定義分別為(21) (22)因此，單相變壓器線圈的電阻和電抗可按下式計算。牽引變電所中的電壓損失，即牽引變電所主變壓器線圈中的電壓損失。另外，單相接線負序電流也較大。且由于兩臺變壓器并列，供電可靠性比V接線牽引變電所提高。牽引負載對電力系統(tǒng)而言屬于純單相負載。變壓器副邊一端接軌道地回路，另一端接入接觸網(wǎng)。本文主要研究單相接線情況。單相牽引變電所采用特別設(shè)計的110kV全絕緣單相變壓器。這時V接于兩相的單相變壓器分別供應(yīng)牽引變電所左右兩邊的接觸網(wǎng)分區(qū)。單相牽引變電所兩臺單相變壓器可作簡單單相聯(lián)接，并列運行。高壓輸電線常用的引入方式有“T”接線和“橋”接線兩種。交流制牽引變電所的主要功能是降壓，主要設(shè)備是變壓器。采用工頻制消除了低頻制的兩個主要缺點：與電力工業(yè)并行的非標準頻率，和構(gòu)造復雜的交流整流子式牽引電動機。由于頻率提高，牽引網(wǎng)阻抗加大，牽引網(wǎng)電壓也相應(yīng)地提高。工頻標準頻率的工頻單相交流制的推廣，是在五十年代中期法國鐵路應(yīng)用整流式交流電力機車獲得成功之后。電力牽引按其牽引網(wǎng)供電電流的種類而分為工頻單相交流制、低頻單相交流制和直流制。并聯(lián)電容補償裝置能否安全運行主要取決于其關(guān)鍵設(shè)備，高于此值一般應(yīng)退出運行。電容器與電抗器是并聯(lián)補償裝置的主要設(shè)備。由于電容器具有過電壓、電流能力較差，斷電后有殘壓，合閘送電會產(chǎn)生過電壓和涌流等特性，裝設(shè)有避雷器、熔斷器、放電線圈和電抗器等加以保護。牽引用電為感性負荷，利用感性負載和容性負載相位相反，互相抵消的原理，牽引變電所采用了并聯(lián)電容補償裝置，以彌補牽引負荷帶來的無功損失。對電力系統(tǒng)來說，其供電能力即容量是一定的，為有功功率和無功功率之和，無功份量所占比重大了，勢必造成有功輸出減少、降低電力系統(tǒng)的容量和利用率，對經(jīng)濟運行極為不利。c將電壓互感器二次輸電壓統(tǒng)一規(guī)定為100V，電流互感器二次輸出電流統(tǒng)一規(guī)定為5A，便于設(shè)備設(shè)計和制造的標準化，并降低生產(chǎn)成本。 互感器作用如下：a高電壓、大電流變換成低電壓、小電流，以供儀表、繼電器等二次設(shè)備使用。但其基本組成和結(jié)構(gòu)都是一樣的，都由主刀閘、支持瓷瓶、底座、連桿和操作機構(gòu)幾部分組成。c小電流電路如風壓互感器、避雷器及小容量的空載變壓器等。(8)隔離開關(guān)隔離開關(guān)，顧名思義就是一種在需要時將電氣設(shè)備、線路與電源隔離開來的開關(guān)設(shè)備，具有明顯可見的、距離足夠的斷口，它不帶滅弧裝置，不能開、合負荷電流和短路電流，具體作用為：a將需要停電的設(shè)備、線路與電源可靠隔離，以保證檢修工作的安全。(7)牽引變電所斷路器斷路器是牽引變電所內(nèi)最為重要的電氣設(shè)備之一，其工作最為繁重，地位最為關(guān)鍵(結(jié)構(gòu)最為復雜，它依靠本身所具有的強大的滅弧能力，不但可以帶負荷切斷各種電氣設(shè)備和牽引網(wǎng)線路，更可與保護裝置配合，快速、可帶地切斷各種短路故障。自耦變壓器(AT
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