2015城市轨道交通供电（交通版）课件：牵引供电系统电气计算 .ppt

第4章 牵引供电系统电气计算 第4章 牵引供电系统电气计算 第4章 牵引供电系统电气计算 列车用电量的估算 平均运量法 列车运行图截面法 牵引供电计算 再生电能及其利用 短路电流计算 4.1 列车用电量的估算 影晌牵引用电量的因素 列车用电量的估算 一、影晌牵引用电量的因素 车辆的重量 车辆的起制动方式和特性 线路的坡度和曲线半径 线路形式 车站站距 牵引电压和馈电方式 列车运行最高速度和运行间隔、列车编组 1、车辆的重量 包括自重和乘客的重量。 车辆的自重约占总重量的三分之二至五分之四。按车公里耗电量计算，车辆因自重所消耗的用电量占有很大比重。 减少车辆自重，如采用铝制车体，铝合金转向架，可减少自重20%～30%，因而可降低车公里耗电量。 2、车辆的起制动方式和特性 车辆起动采用斩波调压比电阻起动能节约用电l0%左右。 制动时采用电力再生技术回收电能，又能节约电能15%左右。 车辆起动加速度大，可以减少用电时间而节约起动耗电。 制动时制动减速度大可以延长惰行时间而多利用车辆动能。 另外，车辆本身的牵引电机和机械特性不同，可以影响传动效率，降低或增加电能。 列车制动系统 为了适应轨道车辆运用的要求，列车制动系统需要满足如下要求: (1)站间距离短，增速和减速快，制动减速度大，一般应为1. 2 m/s2～ 1. 3 m/ s2 (2)列车制动和调速频繁。 (3)旅客乘降量大，并应提高乘坐舒适度。 ( 4)优先使用电制动(电阻制动或再生制动)。 3、线路的坡度和曲线半径 坡度大、曲线半径小,用电量增加。 因坡度阻力增加的用电量Wz 因曲线半径增加的用电量Wr(kWh) 4、线路形式 5、车站站距 车站站间距离小，列车起动次数多，用电量大。1km的站间比2 km的站间，其每公里的耗电量几乎增加三分之二至四分之三。 轻轨线路的车站站距平均要小于地铁，一般为750—1000m,所以车公里用电量大。 6、牵引电压和馈电方式 一般说，直流牵引电压越高，可以减少线损，节约用电量。 采用接触轨授电比架空授电要减少线损。 上下行并路馈电比分路馈电要节约用电。 双边馈电要比单边馈电节约用电。 双边馈电、单边馈电 7、列车运行最高速度和运行间隔、列车编组 列车运行最高速度Vm与耗电量W几乎成平方关系 列车运行速度高，列车动能大，起动电流强，用电时间长。 列车编组数多，整列车的阻力增加不多，所以单辆车用电量要小一些。运行间隔小，电流最大值和平均值之比相接近。因此，在同样运输能力下，采用列车编组数少，运行密度大的运行方式比较经济节电。 1、 利用能耗法估算 利用轨道交通线路的设计条件计算出所消耗的单位能耗可以估算牵引变电所或轨道交通线路的牵引用电量。 吨公里用电量a a涉及因素较多，要根据车辆本身的起动特性曲线、线路的坡度、曲线半径、线路形状、不同的附加阻力、平均站距等综合考虑，a一般在0.07～0.12kWh/tkm之间。 从牵引变压器用电统计得到 a也可以利用车辆和线路特性估算出来，即利用车辆起动特性计算出一辆车在标准线路状态下耗用的电量，再考虑线路坡度、曲线半径、站间距离、线路运行阻力和供电线路损耗、变电所损耗等。 2、利用车公里用电量计算 W=A*L*N*M*Z 式中 A——每辆车在计算区段内每走行1km的用电量（kWh/Vkm）。它包括牵引电机和辅助电机电器用电之和。 A和a一样，是个难以准确确定的因素，一般在2.5～4.5kWh/Vkm之间。 4.2 平均运量法 首先应知道列车在供电区间的平均电流和列车电流间断系数C两个量值； 然后根据运量（列车对数）求出馈电段、牵引变电所的电流、电压损失、功率损失等。 计算条件 在进行计算时，应确定下列计算条件： （1）一辆车或一列车的平均电流。 （2）列车电流间断系数、列车起动最大电流。 （3）列车运行状况，例如列车运行间隔、列车编组数，每辆车自重、乘客人数、速度等、并假定同一线路上使用同一型号车。 （4）牵引变电所的布置及间距、馈电方式、牵引系统电压、馈电线及变电所内的电阻值等。 （5）上述参数假定是不随线路状况变化的。 计算方法 （1）计算一列车平均电流 列车平均电流的计算可以根据列车运行图或列车运行电流记录仪进行积分计算 如果列车平均电流难以获得时，可用车公里或吨公里用电量求得 用电量与电流有效值相关，由有效电流求平均电流时要乘以转换系数，此数可由列车在带电运行时的电流波形有效系数代替，也可以取1.15～1.25。列车运行间隔小，且馈电区段长时可取小数；列车运行间隔小，馈电区段短时可取中间数；列车运行间隔大的可取