牵引变电所、开闭所、分区所综合设计.pdf

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..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................,d11结线变压器电压损失.............................................................................................................................................................................................................................................................................................457牵引供电系统的电能损失....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................,d11结线牵引变压器电能损失..................................................,d11牵引变压器电能损失..........................51结论..................................................................................................................................53致谢..................................................................................................................................54参考文献............................................................................................................................55-IV-:..兰州交通大学毕业设计(论文),缓解西南地区北通路运输能力的紧张状态,进一步加强地震灾区与全国的联系,尽快完成灾后重建,促进区域经济健康快速的发展,铁道部、陕西省协商,拟进行阳安线铁路复线工程建设。阳安铁路西起宝成铁路的阳平关站,行经汉中地区的宁强、勉县、汉台、城固、洋县、西乡等,至安康地区,接入安康枢纽。既有线路全长375km,。。阳安铁路作为入川北通道的组成部分,可沟通兰渝、宝成与襄渝、西康铁路,形成西北与华中、华南地区的便捷通道。阳安线扩能改造对于强化路网结构、增加路网机动灵活性、发挥发挥路网系统效能、提高川渝北通道货运功能、支持灾后恢复重建,打造“西三角经济区”,促进区域间的经济协调发展、加强中西部间的经济联合、满足区域经济发展的运输需求、改善沿线交通运输条件、促进地方工农业发展,以及扩内需、保增长、保民生,促进地方经济社会可持续发展等具有十分重要的意义和作用。,它为工业、农业、交通运输和城市提供能源。由于电能易于控制、输配简单经济且便于转变成其他形式的能量(机械能、光能、热能、化学能等),电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。在我国电气化铁道也是由电力系统供电,安全、可靠、经济、合理地为电气化铁道供配电是实现铁路运输安全、可靠的重要保证和基础。我国电气化铁路(接触网)采用单相工频交流制,额定电压为25kV[1]。(1)电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。①一次供电系统:一次供电系统是指电力系统向电气化铁道的供电部分。在我国,电力系统通常以110kV的电压等级向电气化铁道供电。区域变电站或发电厂,三相交流高压输电线,这两部分即为电气化铁道的一次供电系统。②牵引供电系统:完成对电力机车供电的属于铁路部门管辖的装置称为电气化铁道的牵引供电系统。电力部门管辖的电力系统与铁路部门管辖的牵引供电系统是在牵引变电所高压进线的门形架处分界。现将牵引供电系统各部分的功用简述如下:(a)牵引变电所-1-:..兰州交通大学毕业设计(论文)牵引变电所的作用是将110kV(或220kV)(或55)kV,(或55)kV的电压等级向牵引网供电。(b)接触网接触网是一种悬挂在电气化铁道线路上方,并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。接触网的额定电压为25kV。(c)馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线,把牵引变电所变换后的电能送到接触网。馈电线一般为大截面的钢芯铝绞线。(d)轨道在非电牵引情形下,轨道只作为列车的导轨。在电气化铁道,轨道除仍具上述功用外,还需要完成导通回流的任务,是电路的组成部分。因此,电气化铁道的轨道应具有畅通导电的性能。(e)回流线连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线,它也是电路的组成部分,其作用是将把轨道、地中的回路电流导入牵引变电所。(f)分区所在电气化铁道上,为了提高运行的可靠性,增加供电工作的灵活性,在相邻两变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开。若在断开处设置开关设备和相应的配电装置,则组成分区所。(g)开闭所某些远离牵引变电所的大宗负荷,如枢纽站、电力机务段等,接触网按作业及运行的要求需要分成若干组,需要多条供电线路向这些接触网分组供电。若直接从牵引变电所向这些接触网分组供电,不但会增加变电所的复杂程度,而且将大量增加馈电线的长度,造成一次投资过大。为此,一般采取在大宗负荷附近建立开闭所的办法来解决。(h)自耦变压器站(AT所)工频单相交流电气化铁路采用自耦变压器(AT)供电方式时,在铁路沿线需每隔12km设置自耦变压器和相应的配电装置,即AT所。AT所的作用之一便是将牵引变电所供来的55kV电压经自耦变压器AT降为接触网的25kV电压等级,然后向接触网供电。(2)电力牵引供电系统的主要特点我国电力牵引供电系统的主要特点有以下几方面:①电力机车是单相移动性随机负荷,是一种负序源;-2-:..兰州交通大学毕业设计(论文)②非线性整流器机车,成为一种谐波源,并从电力系统和牵引供电系统获取无功;③供电方式及设备种类多样化,有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器、BT供电方式、自耦变压器AT供电方式,这些供电方式的技术和经济特性有较大的差异。对牵引变压器,有单相、YN,d11接线、斯科特接线、伍德桥接线、阻抗匹配平衡型、三相不等容量型等形式,它们具有不同的结构和性能特点。由于供电方式不同,接触网结构类型也较多[2];④牵引供电系统和电力机车在电气上是—个连续的整体,易于实现自动化和信息化管理。牵引供电系统中存在的主要技术问题,包括牵引变压器供电能力的提高及增容、牵引网电压的调节、电力系统要求对谐波、负序、无功的治理等。为解决这些技术问题,在设计和运行中需要对牵引供电系统进行深入研究,例如:对各种供电方式的结构、参数、性能的分析计算和优化;对变压器过负荷能力及对负荷平衡能力的研究;对谐波、负序、无功、电压损失、防干扰能力等进行系统地分析和综合治理研究等等。(3)对电气化铁道供电系统的基本要求:①保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电;②提高供电质量,保证必需的电压水平;③提高功率因数,减少电能损失,降低工程投资和运营费用;④尽量减小单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波影响;⑤尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。我国电气化铁道已运营了几十年,在实践中积累了大量的经验,但与铁路电气化发达国家相比,在技术及装备上仍有差距。特别是在面临高速、重载和扩能要求下,电气化铁道供电系统中更有许多技术难题需要解决。,它的作用是将110kV(或220kV)(或55)kV,(或55)kV的电压等级向牵引网供电。(1)牵引变电所按牵引网电流性质的分类①直流牵引变电所直流牵引变电所可分为回转变流机组、电动发电机组、离子变流器(水银整流器)和半导体整流器等类型。在电气化铁路的早期发展阶段,曾广泛采用直流电力牵引,即电力系统将三相交流-3-:..兰州交通大学毕业设计(论文)电送到牵引变电所一次侧,经过牵引变电所降压并整流变成直流电,再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早,目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。我国直流电力牵引的电压等级是3000V(工矿企业)、1500V(工矿企业)、750V(地下铁道)、600V(城市电车)等。直流制存在的主要问题是,直流牵引电动机额定电压受到换向条件的限制不能太高,即牵引网电压很难进一步提高,这就要求沿牵引网输送大量电流来供应电力机车。由于牵引电流增大,接触网导线截面要随着加大(一般得使用两根铜接触线和铜承力索),牵引网电压损失也相应增大,所以牵引变电所之间的距离要缩短,一般只有15km-30km。牵引变电所的数量多,并且为完成整流任务而变得较复杂。由于这些缘故,许多国家已逐渐停止发展直流制。②交流牵引变电所由于把变流或整流装置已经转移到电力机车上,故和直流牵引变电所相比,交流牵引变电所的结构比较简单。(2)交流牵引变电所按频率和牵引网相数的分类①工频单相交流牵引变电所我国铁路干线的电气化,采用工频50Hz单相交流制,接触网额定电压为25kV(某些国家也有采用工频60Hz以及额定电压为50kV的情况)。这是国际公认的优越的电流制。这种电流制在电力机车上将交流电降压后应用整流装置整流来供应直流牵引电动机。牵引变电所的主变压器主要用来降压、分相,所内没有变流以及变频装置。和直流制以及低频交流制相比,变电所结构简单,维护方便。由于接触网额定电压较高,其中通过的电流相对较小。从而使接触网导线截面减小、结构简化,也使牵引变电所之间的距离延长、数目减少,工程投资和金属消耗量降低,电能损失和运营费用也相应减少。工频单相交流制的缺点是:对电力系统产生负序电流、负序电压分量;使高次谐波含量增加以及功率因数较低;对沿电气化铁路架设的通信线有干扰。但是,经过技术方面和经济方面的综合分析比较,上述优点是主要的。因此,我国电气化铁路采用工频单相25kV交流制[3]。②低频交流牵引变电所(a)低频单相交流牵引变电