9-牵引变压器容量选择

②馈线平均电流、馈线有效电流 馈线平均电流、 单线馈线
N∑
i =1 n
I a = 2npI
I aε = Ia
t gi + t gi′ 2 nT
1.08 − 2 p 1+ 2np
p=
每个分区的上行或下行带电概率
p′ = 2np
上行和下行总的带电概率
I a = p′ I
I aε = Ia
1.08 − p′ / n 1+ ∴ i1 = (2 i1 + i2 ) + j 3 2 2 u uu 1 r r 1 2 3 2 2 ∗ ′ ′ ′ ∴ i1 = i1 ⋅ i1 = (2 i1 + i2 ) + i2 9 2 4 2 = (4 i12 + 2 i1 ⋅ i2 + i2 ) / 9 r r 两边取其平均值， 两边取其平均值，即对时间 ′ i3 i2 在一昼夜内积分再除以总时 r ′ i2 间得 1 2 2 2
•
•
•
•
•
•
•
I1 , I 2 为供电臂负荷电流
I1 , I 2
为获得变压器容量， ∴为获得变压器容量，首先需要获得 定绕组电流的最大值。 定绕组电流的最大值。
，再确
• 计算容量的确定应基于供电臂的日负荷电流曲线 计算容量的确定应基于供电臂的日负荷电流曲线 • 计算容量的大小取决于重负荷绕组的有效电流 计算容量的大小取决于重负荷绕组的有效电流 重负荷绕组
r i2 r ′ i2 r ′ i3 r ′ i1 r i1
2 u r i1 3 ′ u 1 r ′ i2 = − r u 3 ′ i3 1 − 3 1 − 3 u r 2 i1 u ir 3 2 1 − 3
变压器计算容量（按正常运行考虑） 变压器计算容量（按正常运行考虑）
S3 = 3U ⋅ I ε′ 1 ⋅ kt
kt 为温度系数，考虑轻绕组功率未全部发出及发 为温度系数， 热裕量， 。 热裕量，kt 取0.94。
2. 单相 变压器 单相Vv变压器 Vv接线牵引变电所每台变压器的容量决定于 接线牵引变电所每台变压器的容量决定于 对应的馈线电流 。 S1 = UIε 1 S2 = UIε 2 3. 单相变压器 按馈线有效电流（全日平均） 按馈线有效电流（全日平均） Iε 计算） 变压器计算容量（按正常运行考虑） 变压器计算容量（按正常运行考虑 S = U ⋅ Iε S1 = U ⋅ I ε21 + I ε22 + 2 I1 I 2 若由两臂合成到馈线， 若由两臂合成到馈线，则 iF = i1 + i2 均方根值
′ ′ 超前相为重负荷臂）， ），则 令 i1 > i2 （超前相为重负荷臂），则 i1′ > i2 > i3
应考查1绕组（超前相绕组） 应考查 绕组（超前相绕组）的有效电流 绕组
r r 1 3 o o i2 令 i1 = i1∠0 ，则 i2 = i2∠ − 120 = − i2 − j 2 2
∑A
2
= 2115kVA
∑t ∑t
g1
= 28.3min = 29.3min
n=3 n=3
g2
N=28对车 日 对车/日 对车
Nmax=42对车 日 对车/日 对车
解：①列车给电平均电流
60 A1 60 × 1724 I1 = +7= + 7 = 153 A t g 1U 25 × 28.3 60 A2 60 × 2115 I2 = +7= + 7 = 181 A t g 2U 25 × 29.3
2 εT
4.3 校核容量的确定 校核容量： 校核容量： 根据列车紧密运行时供电臂的有效电流和充分利用 牵引变压器的过载能力， 牵引变压器的过载能力，为确保变压器安全运行所 必须的容量。 必须的容量。 计算方法： 计算方法： 以紧密运行时的运行密度N 以紧密运行时的运行密度 max代替馈线电流计 算公式中的N， 算公式中的 ，计算重负荷臂和轻负荷臂的电流有 效值，与各种变压器计算容量的确定方法类似，再 效值，与各种变压器计算容量的确定方法类似， 考虑牵引变压器持续2小时 小时30％的过载能力， 考虑牵引变压器持续 小时 ％的过载能力，得出 校核容量。 校核容量。
I ε′ 1 = (4 Iε 1 + 2 I1 I 2 + I ε 2 ) 9
r i1
r ′ i1
1 2 I ε′ 1 = (4 Iε21 + 2 I1 I 2 + I ε22 ) 9
∴用于选择变压器容量的有效电流
1 I ε′ 1 = 4 I ε21 + 2 I1 I 2 + Iε22 3 1 ≈ (2 I ε 1 + 0.65 Iε 2 ) 3
4.2
计算容量的确定
计算容量：正常运行时供应牵引负荷所必须的容量。 计算容量：正常运行时供应牵引负荷所必须的容量。 按正常运行时的全日平均有效电流来计算变压器的计 正常运行时的全日平均有效电流来计算变压器的计 来计算变压器的 算容量。 算容量。 牵引变电所计算容量的确定需要如下原始资料： 牵引变电所计算容量的确定需要如下原始资料： • 通过区段的每日列车对数； 通过区段的每日列车对数； • 列车通过牵引变电所两边供电分区的走行时分、给 列车通过牵引变电所两边供电分区的走行时分、 电走行时分和能耗； 电走行时分和能耗； • 线路资料，如供电分区长度，区间数，信号系统等。 线路资料，如供电分区长度，区间数，信号系统等。
§5.3紧密运行牵引变电压器容量计算 紧密运行牵引变电压器容量计算
紧密运行牵引变电压器容量计算 紧密运行：线路行车中不可避免的短时间高峰运输。 线路行车中不可避免的短时间高峰运输。 紧密运行：§5.3紧密运行牵引变电压器容量计算
紧密运行时行车量， 紧密运行时行车量，单线按每区间都有一列列车计 分钟连发列车计算。 算，复线上下行都按每隔8分钟连发列车计算。这时， 复线上下行都按每隔 分钟连发列车计算 这时， 供电分区同时运行的列车数为最大列车数。 供电分区同时运行的列车数为最大列车数。 Nmax的确定： 的确定： 复线：上、下行均按 下行均按10min(或8min)为间隔连发 复线： 或 为间隔连发
紧密运行时
I ε′ max(max) 1 4 × 2152 + 2 × 126 × 155 + 177 2 = 168 A = 3
④求变压器计算容量、校核容量 求变压器计算容量、
′ 计算容量 S 3 = 3U ⋅ I ε max ⋅ kt = 3 × 27.5 × 127 × 0.9 = 9430kVA
③求重绕组有效电流
I a 1 = 84(126) A I a 2 = 103(155) A
I aε 1 = 136(177) A
I ε′ max = I ε′ max
I aε 2 = 165(215) A
1 4 Iε21 + 2 I1 I 2 + Iε22 3
1 = 4 × 1652 + 2 × 84 × 103 + 1362 = 127 A 3
′ 校核容量 S 3max = 3U ⋅ I ε max(max) ⋅ kt K = 3 × 27.5 × 168 × 0.9 1.3 = 9595kVA
⑤确定变压器的安装容量 以紧密运行时为条件，考虑过载能力， 以紧密运行时为条件，考虑过载能力，可选两台 10MVA的三相变压器，一台运行，一台备用。 的三相变压器，一台运行，一台备用。 的三相变压器
1. 三相牵引变电所 YNd11牵引变电所从次边 牵引变电所从次边 看，有
•
I2
•
I′ 3 I′ 2
•
•
•
I1
I′ 1
• •
Sb = 3U l I l = 3U e I e
U2
U1
U e = 27.5kV, I e = max I1′ , I 2′ , I 3′
{
}
• •
′ ′ ′ Q ( I1 , I 2 , I 3 ) = f ( I1 , I 2 )
4.4
牵引变压器安装容量的确定 当变压器的计算容量和校核容量确定之后， 当变压器的计算容量和校核容量确定之后，
选择两者中较大者， 选择两者中较大者，并按既有的牵引变压器系列 产品和备用方式最后确定安装容量的大小。 产品和备用方式最后确定安装容量的大小。
单线区段， 例：单线区段，三相牵引变压器 供电臂A： 供电臂 ： ∑ A1 = 1724kVA 供电臂B 供电臂
I a = p′ I
I aε = Ia
1.08 − p′ / n 1+ p′
供电臂B 供电臂
28(42) × 29.3 ′ p2 = = 0.570(0.855) 1440 ′ I a 2 = p2 I 2 = 0.57(0.855) × 181 = 103(155) A
I aε 2
1.08 − 0.57(0.855) / 3 = 103(155) 1 + = 165(215) A 0.57(0.855)
N max 1440 = 10 1440 = 8
或
N max
τ
′ t0i + t0i 经验公式 单线： 单线： N max =
1440 ′ t0i + t0i + τ
按每区间均有 一列车计算
′ t 0 i + t 0 i — 一对车在第 个区间上、下行净走行时 一对车在第i 个区间上、
τ
— 停车、会让时间，一般取 分钟 停车、会让时间，一般取7分钟
第四章 牵引变压器容量选择
4.1 引言 变压器容量计算一般分为三个步骤： 变压器容量计算一般分为三个步骤： 1、根据铁道部任务书中规定的年运量大小和行车 、 组织的要求确定计算容量 计算容量， 组织的要求确定计算容量，这是为供应牵引负荷 所必须的容量。 所必须的容量。 2、根据列车紧密运行时供电臂的有效电流和充分 、 校核容量， 利用牵引变压器的过载能力，确定校核容量 利用牵引变压器的过载能力，确定校核容量，这 是为确保变压器安全运行所必须的容量。 是为确保变压器安全运行所必须的容量。 3、根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素 、根据计算容量和校核容量， 如备用方式等）， ），并按实际变压器系列产品的 （如备用方式等），并按实际变压器系列产品的 规格选定变压器的数量和容量称为安装容量 安装容量。 规格选定变压器的数量和容量称为安装容量。