3-电力牵引与电气计算.ppt

1、牵引负荷的特点：波动性、间断性 ①列车以变化的速度沿区间运行，因而牵引负荷是运动的； ②负荷的大小是随时间而变化的，线路上列车密集则负荷大，反之则小以至为零； ③列车可以在供电区段上任意布置，即负荷在供电区段上任意分布。 2、馈线电流的数字特征 牵引负荷的特点，使得供电计算复杂，对馈线电流的计算主要用三个量值来描述： ①馈线平均电流：馈线电流一昼夜间的平均值 用途：估计变压器容量利用率，确定接触网的分相以及供电分区，求算出一次供电系统中牵引负荷所造成的负序大小等。 ②馈线有效电流：馈线电流一昼夜间的均方根值 用途：电器设备的温升由电流的有效值决定，用以计算变压器的容量和接触网导线的发热。 ③馈线电流的最大值：最大瞬时工作电流、最大短时工作电流 用途：最大瞬时工作电流用于整定继电保护装置，过电流保护的整定值必须大于工作电流的可能最大值，并小于故障电流的可能最小值；最大短时工作电流用于电气设备的选择如变压器容量的选择等。 3.馈线电流的计算方法 方法一：计算机仿真 t=f(l) v=f(l) i=f(v) → i=f(t) t=f(l) v=f(l) i=f(v) → i=f(t) 给定某一供电臂，全天列车对数N，由原始资料 ik(t)=f(t) k=1,2,…，2N 对于全天 (1) 列车在供电分区带电平均电流 (2) 列车带电走行时间内有效电流 原始数据 馈线日平均电流 馈线日平均电流 馈线电流有效值(日平均有效值) 0，单线，同一区间只有一辆车 单边供电单线馈线 其中 单边供电复线馈线 n个供电分区 第i区间 A B 单边供电复线馈线 其中 * 第二章 电力牵引与电气计算 目前电力机车型号较多，交－直型电力机车中，国产机车以韶山系列为主；进口车主要有前苏联的6G、日本的6K、法国的8K等。 现在又生产、引进了代表当前最高水平的交－直－交CRH系列动车组。 2.1 引言 电力机车由于受运行图及牵引重量、线路状况、司机操作情况等因素的影响，使牵引过程包括起动、加速、正常牵引、减速、惰行、制动等多种工况，其从牵引网的取流（牵引负荷）在较大范围内变化，加上线路上列车密度及种类的变化和铁路运输组织方式的变化，又使馈线负荷的变化具有随机性。 本章主要讨论交－直型电力机车的牵引特性、牵引计算、馈线电流的描述与计算方法、牵引网电压对牵引的影响等内容。 目前我国使用的电力机车，不论是国产的，还是进口的，大部分属于交-直（AC/DC）型。 交-直（AC/DC）型电力机车从额定电压为25kV的接触网上取得工频50Hz交流电，经机车牵引变压器的降压和整流电路，将交流电变为直流牵引电机所需的直流电。实现这一转变过程的是机车主电路。 2.2 电力机车牵引特性 SS1型电力机车是典型的交－直型机车，主电路采用中抽式（全波）整流电路。直流牵引电机是串激式，每轴一台，共六台。每台小时功率（允许持续1小时的功率）为700 kW，故机车功率为4200kW，直流额定电压为1500V。 SS1型电力机车 电力机车的启动和调速靠改变牵引电机的端压实现。机车牵引变压器低压侧设有调压分接头和转换机构，为能大范围调压来产生好的牵引特性，次边绕组分为2个基本绕组和2个调压绕组，调压绕组可正接或反接于基本绕组。加上机车自身的分接头，共形成33个调压级。 串激电机的转速 n 与其等效端电压 及磁场磁通 的关系为 另外，还通过在激磁绕组上并联电阻来削弱磁场。分为三级，分别为70%、54%、45%。 对串激电机，有 。当有并联电阻用以削弱磁场时，则有 SS1型电力机车的牵引特性和牵引电流特性如下图所示。 牵引电机具有恒功或近似恒功的牵引特性，即 F V＝C 而且在某一固定级位上，电力机车也有自动调整速度和牵引力的特性。 虽然有33个调压级，但长期运行级位只有9个。 机车牵引力的发挥将受三方面的限制: 粘着条件或电机允许的最大电流 最大速度 电机换向条件 通过司机操作，机车可在起动、正常牵引、惰行、制动等多种工作状态下运行。 起动 司机操纵的级位由小到大，机车取流增大，逐渐进入正常牵引 正常牵引 根据阻力的变化自动按 F －V 曲线调整 惰行 机车断电运行，靠惯性行驶 制动 电能制动、机械制动 交－直型机车的网上取流都是感性滞后的，并且因取流大小而异。考虑各种工况，一般网上平