西南交大刘炜一次课程设计(埃塞东西线)总结报告.doc

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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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