高速铁路牵引供电系统相关问题的分析与研究毕业设计.doc

毕业设计
摘要
高速列车与牵引供电系统直接相关,是进行牵引供电系统研究的最重要的基础。为此,文首先对牵引供电系统组成进行了详细介绍,然后结合牵引供电系统供电方式及牵引供电回路的特点,对牵引供电系统供电分析论证,针对无功功率、谐波电流、负序电流,分析了牵引供电系统存在问题提出了解决办法。然后提出了理想牵引供电系统,根据运行方式与同相供电系统,研究并分析牵引变电所的(最小)补偿容量,并提出研究后的自耦变压器(AT)供电模式,从而进行新型AT供电模式的研究。
关键词:牵引供电系统、牵引变电所、供电系统、供电回路
目录
第1章绪论 1
本文研究的目的和意义 1
国内外研究现状 2
概况 2
日本 3
法国 5
德国 6
本文主要工作 6
第2章高速铁路牵引供电系统系统介绍 7
牵引供电部分 7
牵引网供电方式 9
直接供电方式 9
吸流变压器—回流线装置BT 9
自耦变压器供电方式(AT) 10
带回流线的直接供电方式(DN) 11
牵引供电回路 12
第3章高速铁路牵引供电系统相关问题 14
铁道牵引供电系统的组成 14
铁道牵引供电系统存在的问题 14
无功功率 14
谐波电流 15
负序电流 15
解决方法 15
第4章高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 17
理想牵引供电系统 17
系统构成 17
运行过程 18
现行方式与同相供电系统 19
同相供电系统 19
牵引变电所的(最小)补偿容量 20
致谢 21
参考文献 22
第1章绪论
本文研究的目的和意义
随着我国国门经济的持续稳定发展,人口城镇化进程加速,国际交往急剧增加,旅游事业日益兴旺,诱发了大量的困运需求。人民生活水平的提高,时间价值观念的增强,客观上提出了发展高速铁路客运系统的社会需求。之前国家批准铁道部报送的《中国铁路发展中,长期规划》,规划中,明确了将建设四纵,四横快速客运通道,升级速度喂350km/h的武汉客运专线就是四纵中京广客运通道的重要组成部分。
高速客运专线的设计在我国相对完善,单设计中还存在很多没有解决的课题,就牵引供电系统设计而言,也同样存在很多目前国内还未掌握和解决的难题。告诉客运专线速度高,运量大,行车密度,供电系统出送的功率势必很大。
如今高速铁路飞速发展,在高铁动车组列车大幅投入运营的同时,对高铁安全可靠性也提出了更高要求。在高铁运行各技术系统中,牵引供电系统尤其重要,因牵引供电系统直接关系高铁的可靠运行。
高速铁路之所以受到广泛青睐,在于其本身具有显著优点:缩短了旅客旅行时间,产生了巨大的社会效益;对沿线地区经济发展起到了推进和均衡作用;促进了沿线城市经济发展和国土开发;沿线企业数量增加使国税和地税相应增加;节约能源和减少环境污染。随着京津城际铁路、武广高速铁路、郑西高速铁路、沪宁城际高速铁路等相继开通运营,中国高铁正在引领世界高铁发展.
进入本世纪,随着环境问题的日益严峻,专家们认为,交通运输各行业中,从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析,铁路的优势最为明显。因此欧洲各发达国家在经历了一段曲折的道路之后,重新审视和调整其运输政策,把重点逐步移回铁路,其策略中重要的一环是规划和发展高速铁路。专家们纷纷指出,发展中国高速铁路势在必行。
国内外研究现状
概况
(1)供电制式
电气化铁道最早采用直流和低频交流(以15kV、16 2/3Hz为主),有的也曾采用单项交流供电,后来居上的是单相工频交流供电。低频交流和直流供电电压都较低,变电所间距较短,有多一套变频和整流设备,因而供电设备的投资比单相工频供电要大。单相工频交流供电可以利用公共电力系统,经降压后直接使用,并且由于采用比较高的25kV或2
×25kV电压,在输送相同功率时,接触网的电流减少,接触网上的压损和电能损失也减少,延长了牵引变电所的间距,接触悬挂也可选用轻型结构,支柱容量也可降低,从而大大节省牵引网的投资。目前高速电气化铁路也是以单相工频供电为主。法国、日本、西班牙高速铁路采用了单相工频交流供电方式;德国沿用了15kV,16 2/3Hz低频交流供电;意大利沿用了直流供电方式。
(2)减少负序和通信干扰的主要措施
高速电气化铁路牵引负荷为大容量单相负荷,其产生的不平衡电压和电流对公共电力系统构成危害,供电臂上不稳定的负