牵引供电系统电气计算城市轨道交通供电课件.ppt

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1、第4章牵引供电系统电气计算牵引供电计算是城市轨道交通牵引供电系统设计的重要依据。它决定着牵引变电所的布置和容量、牵引接触网的电压变化和功率损失等。它影响着一次投资和运行费用，受着运输规模和供馈电方式的影响，因此应和变电所的布置及馈电方式反复作多方案的分析比较。牵引供电计算包括牵引电流、电压、功率和电能量等的计算。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本讲下讲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

2、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

3、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1.2m/s2～1.3m/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式中G——车辆的重量，包括车辆自重G0和乘客的载重，G=G0+p*g，其中p为每辆车的乘客人数，g为每位乘客平均重量，一般取g等于0.06ti——线路坡度（‰），上坡取正，下坡取负L——坡度的长度（km）因曲线半径增加的用电量Wr(kWh)式中G——

4、车辆重量（t）R——曲率半径(m)L——曲线的弧长(km)4、线路形式线路形式不同，影响列车运行的附加阻力。在隧道中列车运行因要克服风洞阻力而增加用电量。列车横断面与隧道断面的比例越大，风洞阻力也大。单线隧道的阻力又大于双线隧道。车辆出站线路上坡比下坡要增加用电量，例如采用20‰的坡度上坡200m，吨公里耗电量要增加0.0109kWh5、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2km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，

5、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、单边馈电正常双边供电解列后的大双边供电解列后的单边供电单机组运行下的双边供电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。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1

6、、利用能耗法估算2、利用车公里用电量计算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。式中a——吨公里用电量(kWh/tkm)G——每辆车重量（含自重和乘客重）(t)L——轻轨运营长度或牵引变电所供电距离（km）N——列车编组辆数。如4辆编组，N=4M——每小时开行列车对数，如3min间隔，M=20，2min间隔，M=30Z——上下行数吨公里用电量aa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

7、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。第4章牵引供电系统电气计算列车用电量的估算平均运