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直流牵引供电仿真分析报告
西南交通大学电气工程学院
小组成员:### ### ### ### ###
指导老师:刘炜
线路:埃塞东西线
2014年12月19日
1 DCTPS仿真计算流程 1
2 列车运行模拟部分 1
2.1 车辆参数 1
2.1.1 电气参数 1
2.1.2 牵算参数 2
2.2 线路数据 2
2.2.1 线路坡度 2
2.2.2 线路曲线 3
2.2.3 线路标记 3
2.3 列车运行模拟仿真 4
2.3.1 仿真条件设置 4
2.3.2 列车运行仿真结果 4
3 直流牵引供电仿真部分 4
3.1 整流机组参数、系统参数、均流线的设置 4
3.2 牵引仿真结果 6
3.2.1 列车运行图 6
3.2.2 列车牵引结果 6
4 牵引计算结果分析 6
4.1 系统参数设置 6
4.2 整流机组、牵引网电压值、车站钢轨电位信息 7
5 课设感想 10
附件:仿真分析报告 12
DCTPS仿真计算流程
直流牵引供电设计主要包括两个部分,第一部分为牵引计算,模拟单一列车在线路上运行时,列车速度、运行时间、取流、能耗等随位置的变化关系,第二部分为牵引供电计算,模拟在不同发车间隔情况下,多列车运行时的牵引网网压、牵引变电所功率等的变化过程。计算流程如下所示。第一阶段为数据准备阶段,该阶段生成DCTPS系统需要的输入数据格式,第二阶段为供电仿真阶段,所产生的结果通过第三阶段统计评估生成相应的报表。
图1仿真计算流程
列车运行模拟部分
车辆参数
电气参数
额定电压:750V
最大制动电压:900V
是否考虑再生制动:考虑(牵引计算考虑列车再生制动,供电计算未考虑再生制动,应在恶劣的情况下进行供电系统设计)
授流方式:架空接触网
牵算参数
结构参数:70km/h
列车长度:60m
车辆重量:136t
负载条件:AW3
基本阻力公式:Fr = 3.9535+9.456e-3*V + 1.4501e-006*V*V (N/kN)
Fr=2.064+0.0006627*m*g+9.456e-006*m*g*V+0.00 09095*V*V (kN)
线路数据
线路坡度
图2 线路坡度
线路曲线
图3 线路曲线
线路标记
图4 线路标记
列车运行模拟仿真
仿真条件设置
设置最高允许速度为70km/h,导入线路信息后,其他参数默认,确认后即可进行仿真。
列车运行仿真结果
牵引计算区间运行记录:
总停车时间: 21.00 s
平均速度: 46.46 km/h
旅行速度: 45.07 km/h
牵引时间比率: 65.43 %
制动时间比率: 36.10 %
牵引耗电量: 128.44 kWh
制动能量比率: 36.94 %
车公里能耗: 1.2769 kWh
吨公里能耗: 0.1238 kWh
除此外,还可以得出列车每秒钟的运行的速度、工况、电流、牵引能耗、惰行能耗、制动能耗、牵引力、电阻制动力等详细信息,为后续的牵引直流供电系统的仿真提供了数据。
直流牵引供电仿真部分
整流机组参数、系统参数、均流线的设置
根据所给东西线牵引变电站设计图纸进行数据的录入:
图5 整流机组设置
在整流机组设置中,一般机组的额定功率为1250kW,但是两条线共轨的需要设置为1600kW。进行系统参数的设置,其中根据实际参数对接触网电阻和钢轨电阻分别设置为:0.055760欧/千米、0.024440欧/千米,自动设置均流线进行仿真。
牵引仿真结果
列车运行图
图6 列车运行图
列车牵引结果
进行仿真单次计算并生成WORD报表,详细结果会在本文第4部分中具体进行分析。
牵引计算结果分析
系统参数设置
二院所给牵引网阻抗参数如下:
(1) 双承双导(2×TJ150+2×CTAH150)
牵引网总阻抗:0.05269 欧/km(含钢轨阻抗,考虑4根钢轨并联阻抗值为0.01222欧/km)
(2) 双承双导(2×TJ150+2×CTAH120)
牵引网总阻抗:0.05671欧/km(含钢轨阻抗,考虑4根钢轨并联阻抗值为0.01222欧/km)
DCTPS模型中采用两根钢轨,牵引网阻抗+钢轨电阻=牵引网总阻抗,单位阻抗参数如下:
钢轨电阻:0.02444/km
排流网截面:2000mm2
排流网电阻率:150*mm2/km
钢轨对排流网过渡电阻:15.0*km
排流网对地过渡电阻:3*km
钢轨对地过渡电阻:15*km
列车辅助用电:交流2*35kVA 直流2*7kW,按照功率因数0.85。近期一个单元,辅助用电功率为:73.5kW。近期、远期辅助用电功率为147kW。
系统电压等级:750V
整流机组、牵引网电压值、车站钢轨电位信息
仿真结果统计
正常情况下高峰小时负荷 牵引变电所 EW22 EW20 EW16 EW13 EW10 区间牵
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