第6章 牵引供电系统的电压损失解析.pptVIP

6-3-1 电力系统的电压损失 6-3-1 电力系统的电压损失 牵引负荷在电力系统中造成的最大电压损失，一般由电力部门根据系统和牵引负荷的资料进行计算。此时应保证牵引变电所的供电电压不得超过110kV的±10%。牵引负荷按计算变压器最大电压损失的条件考虑。 由于单相牵引负荷造成电力系统三相电压不平衡，其电压损失的计算不同于一般对称三相电网的情况，所以在缺乏系统资料时可进行估算，其值随牵引变电所距离电源点的远近而不同，一般归算到牵引侧后为1500~3000V。 6-3-2 牵引供电系统的电压水平 6-3-2 牵引供电系统的电压水平 为了提高牵引供电系统的供电电压水平，常常将牵引变电所的空载母线电压调到29kV左右。另外，牵引网的最低允许电压为20kV，非正常情况下不得低于19kV。因此，在严重情况下，允许牵引负荷在供电臂、变压器以及电力系统中造成的电压损失总和不得超过9kV，非正常情况下不得超过19kV。则牵引供电系统的最低电压水平为： (6-30) 6-4 改善供电臂电压水平的方法 6-4 改善供电臂电压水平的方法 铁路运量的增长，使牵引负荷增大，造成电力系统供电电压不稳定，实际运行中常常可能出现牵引网电压低于电力机车最低允许电压的情况。所以，改善牵引网电压，在电气化铁道的设计中是一项重要课题。随着科学技术的民展，改善牵引网电压的方法也在不断更新，本节主要介绍电气化铁道上目前常用的几种方法。 6-4 改善供电臂电压水平的方法 6-4 改善供电臂电压水平的方法 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 6-4-2 采用串联电容补偿装置 6-4-3 采用带电承力索或加强导线 6-4-4 采用合理的牵引网供电方式 6-4-5 加设捷接线 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 因为牵引网电压的最高值是由牵引变电所牵引侧母线电压决定的，所以改变主变压器分接开关的位置，可以提高牵引网的空载电压，这种方法是改善牵引网电压最简便且应用最广的一种方法。 目前普遍采用的方法是降低变压器分接开关的位置来提高变电所牵引侧母线空载电压。在制造牵引变压器时，一般都采用五级分接开关，以便得到较大的调节范围和较多的调压等级。 牵引变压器分级开关位置和其反变压比如表6-4所示。 这种调压方法虽然简单，便只能进行无载调节，并且当电力系统电压波动量较大时，它不能满足要求。 为解决这个问题，采用了有载调压分接开关。当变压器装有这种分接开关时，可在不切断负载的条件下，调节分接开关位置而达到改善牵引网电压的目的。 通常采用单相自耦增压变压器自动调压装置和交流电压自动补偿装置两种补偿装置。 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 1、单相自耦增压变压器自动调压装置 其自动调压原理电路及框图如图6-9和图6-10所示。 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 2、交流电压自动补偿装置 用于采用AT供电方式的区段，其主回路原理接线如图6-11所示，其开关状态与补偿电压的关系如表6-5所示。 6-4-1 提高牵引变电所母线电压 6-4-2 采用串联电容补偿 6-4-2 采用串联电容补偿 1、串联电容补偿原理 牵引供电系统的电气元件大多是感性的，忽略牵引网对地的分布电容，牵引供电回路可等效为一个R-L串联电路。等效电路和相量图如图6-1和6-2所示。则此时机车受电弓上的电压U2为： (6-31) 由相量图6-2可得未补偿时牵引网的电压损失为： (6-32) 串入电容后，机车受电弓上的电压U2’为： (6-33) 6-4-2 采用串联电容补偿 由相量图可知，投入串联电容补偿装置时，电容器上的电压损失为： 此时牵引回路损失的电压为： (6-36) (6-34) 提高的电压为： (6-35) 比较式6-32和式6-36可知，串入电容器后，牵引电流I通过电容器时产生的电压损失为负值，实际上使牵引网的电压提高，减少了电压损失。补偿前后电压相量图如图6-12所示。 6-4-2 采用串联电容补偿 6-4-2 采用串联电容补偿 2、串联电容的计算方法 根据式6-35，当馈线最大电流为Imax时，如果要求补偿电压为ΔUc，则串联电容的容抗为： 适用于串联补偿的电容器多采用CY系列电力电容器，其技