城市軌道交通供電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)原始資料1.1具體題目（1）車(chē)流密度：平時(shí)N=24對(duì)/h，高峰N=30對(duì)/h；（2）列車(chē)編組：6節(jié)/列，4動(dòng)2拖；（3）動(dòng)車(chē)自重：M=38.6t，定員人數(shù)a=310人；（4）拖車(chē)自重：T=35.1t,定員人數(shù)a=310人；

（5）列車(chē)平均運(yùn)行速度：V=35km/h；（6）牽引網(wǎng)額定電壓：Uc=1.5kV；

（7）牽引網(wǎng)單位阻抗：r=0.031Ω/km；（8）列車(chē)單位能耗：A=0.07kW·h/t·km；（9）運(yùn)營(yíng)時(shí)間：19h/day；

（10）走行軌單位阻抗：r0=0.013Ω/km；

（11）電價(jià)：a=0.69元/度。途徑各站及站間距見(jiàn)表1所示：表1某地鐵一號(hào)線線路區(qū)間長(zhǎng)度站名大洲車(chē)輛段廣州新客站石壁東站謝村站鐘村站漢溪長(zhǎng)隆站鶴莊站官堂站站距(kM)ABCDEFG2.81.31.52.11.91.51.11.2要完成的內(nèi)容結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)該地鐵牽引變電所進(jìn)行布點(diǎn)，并進(jìn)行牽引供電計(jì)算。

2設(shè)計(jì)內(nèi)容分析2.1牽引變電所設(shè)計(jì)原則根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2007）知，牽引變電所的設(shè)置因考慮以下原則：（1）滿足直流牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行方式要求，其中包括雙牽引整流機(jī)組雙邊供電、單牽引整流機(jī)組雙邊供電、大雙邊供電、雙牽引機(jī)組單邊供電。（2）滿足牽引網(wǎng)電壓損失允許值要求，直流1500V供電時(shí)要求最高1800V，最低1000V，這是影響牽引變電所數(shù)量的關(guān)鍵因素。2.2牽引變電所布點(diǎn)方法及初步布點(diǎn)2.2.1牽引變電所位置的選擇由上表可知：平均站間距1.92km，最大站間距2.83km，最小站間距1.10km，各車(chē)站間的站間距相差較大，則初步采用以線路中間車(chē)站設(shè)牽引變電所為基點(diǎn)進(jìn)行布點(diǎn)，將線路中站間距最大的兩個(gè)相鄰車(chē)站暫時(shí)設(shè)置牽引變電所，即在謝村站和鐘村站設(shè)置牽引變電所，然后根據(jù)牽引網(wǎng)最大電壓損失允許值向線路兩端延伸，滿足相鄰變電所解列由其他變電所越區(qū)供電時(shí)末端電壓降不能低于5%的要求完成整條線路牽引變電所的布點(diǎn)。2.2.2牽引變電所數(shù)量的選擇假設(shè)該地鐵一號(hào)線采用1500V架空接觸網(wǎng)方式，且一期工程為廣州新客站至新造段，線路全長(zhǎng)約11.2km，牽引變電所平均間距為2.44km，則設(shè)該條線路上牽引變電所數(shù)量：

n=L/Ln+1=11.2/2.44+1=5根據(jù)牽引網(wǎng)最大電壓損失允許值確定各牽引變電所的位置，盡可能平均分配各牽引變電所供電距離，完成全部牽引變電所的布點(diǎn)。本設(shè)計(jì)一共設(shè)計(jì)五座牽引變電所，全部都與車(chē)站合建，結(jié)合布點(diǎn)方法，先將一期線路牽引變電所設(shè)置如表2所示站名大洲車(chē)輛段廣州新客站石壁東站謝村站鐘村站漢溪長(zhǎng)隆站鶴莊站官堂站站距(kM)ABCDEFG2.81.31.52.11.91.51.1是否設(shè)置變電所否是否是是是否是變電所名稱(chēng)12345變電所距離2.8a2.8b2.06c1.99d2.26e2.26f表2某地鐵一號(hào)線牽引變電所布置

3牽引供電計(jì)算牽引供電計(jì)算在地鐵供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中占有極其重要的位置，它關(guān)系到供電系統(tǒng)及牽引供電方式的構(gòu)成，牽引變電所的分布、數(shù)量及容量的選擇。牽引供電有兩種計(jì)算方法，分別是：（1）運(yùn)行圖法這一方法是建立在列車(chē)運(yùn)行圖基礎(chǔ)上的，嚴(yán)格按照列車(chē)運(yùn)行圖和列車(chē)所在位置的電流值，計(jì)算出饋線在不同時(shí)間的電流值，畫(huà)出饋線電流曲線，并計(jì)算出饋線有效電流和變電所有效電流。這一計(jì)算方法很繁雜，下面的計(jì)算采用平均運(yùn)量法，對(duì)計(jì)算瞬時(shí)值比較直觀。（2）平均運(yùn)量法這一方法是建立在概率論的基礎(chǔ)上，即列車(chē)在線路上是均勻分布的，因列車(chē)運(yùn)行的規(guī)律性，從列車(chē)平均電流、有效電流，計(jì)算饋線平均電流、有效電流，利用方差定律計(jì)算牽引變電所的有效電流，對(duì)計(jì)算有效值比較直接。目前，多使用平均運(yùn)量法進(jìn)行牽引供電計(jì)算，其主要參數(shù)的平均值與有效值之間的關(guān)系應(yīng)符合方差定律。這些參數(shù)為列車(chē)平均電流、列車(chē)有效電流、饋線平均電流、饋線有效電流、牽引變電所母線平均電流和牽引變電所母線有效電流。我國(guó)主要應(yīng)用正常狀態(tài)下的雙牽引整流機(jī)組雙邊供電和當(dāng)某個(gè)中間牽引變電所退出運(yùn)行時(shí)的大雙邊供電方式。本文均采用雙邊供電計(jì)算。3.1計(jì)算列車(chē)平均電流（t）（1）（A）（2）（A）3.2區(qū)間平均列車(chē)數(shù)單行平均列車(chē)數(shù)（3）上下行平均列車(chē)數(shù)（4）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表3所示。表3各區(qū)間平均列車(chē)數(shù)區(qū)間abcdem平時(shí)3.23.22.32.22.5高峰4.84.83.53.43.83.3牽引變電所饋線平均電流單邊供電時(shí)(A)（5）雙邊供電時(shí)(A)（6）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表4所示。表4各牽引變電所饋線平均電流區(qū)間abcde平時(shí)886.8886.8645.1625.9694.6高峰1331.51331.5966.4938.91043.23.4牽引變電所饋線有效電流單邊供電時(shí)(A)（7）雙邊供電時(shí)(A)（8）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表5所示。表5各牽引變電所饋線有效電流區(qū)間abcde平時(shí)18455171845517118681211394241212048高峰336483933648392088260200303723331493.5牽引變電所功率(kW)（9）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表6所示。表6各牽引變電所功率區(qū)間12345平時(shí)2664.42664.41939.51837.321171高峰3996.23996.22908.42810.13191.23.6牽引變電所容量選擇(kW)（10）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表7所示。表7各牽引變電所容量區(qū)間12345平時(shí)2930.42930.42133.22060.72754.5高峰4395.84395.83199.83091.44131.83.7牽引網(wǎng)平均功率損耗單邊供電時(shí)(kW)（11）雙邊供電時(shí)(kW)（12）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表8所示。表8牽引網(wǎng)平均功率損耗區(qū)間aBcde平時(shí)235680.2235680.2342804.6319115.9412166.1高峰411073.9411073.9576145.8537161.4673036.93.8牽引網(wǎng)平均電壓損耗單邊供電時(shí)(V)（13）雙邊供電時(shí)(V)（14）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表9所示。表9牽引變電所平均電壓損耗區(qū)間abcde平時(shí)54.654.661.229.836.4高峰75.775.785.140.252.43.9牽引網(wǎng)最大平均電壓損失單邊供電時(shí)(V)（15）雙邊供電時(shí)(V)（16）計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表10所示。表10牽引網(wǎng)最大平均電壓損失區(qū)間abcde平時(shí)81.981.991.844.754.7高峰113.5113.5127.660.378.63.10走行軌電壓損失(V)（17）計(jì)算數(shù)見(jiàn)表11所示。表11各區(qū)間走行軌電壓損失區(qū)間abcde平時(shí)13.613.615.37.49.1高峰18.818.821.210.513.14設(shè)計(jì)內(nèi)容校驗(yàn)牽引網(wǎng)電壓損失包括牽引網(wǎng)最大電壓損失和平均電壓損失，其中，牽引網(wǎng)最大電壓損失使影響牽引變電所數(shù)量的的關(guān)鍵因素。按規(guī)定，牽引網(wǎng)最大電壓損失不能超過(guò)允許值，DC1500V的電壓波動(dòng)范圍在1000V到1800V之間，由表10知損失后的電壓范圍如表12所示：表12損失后的牽引網(wǎng)電壓范圍區(qū)間abcde平時(shí)1481.11481.11408.21455.31444.3高峰1386.51386.51372.41440.71421.4由表12可知，損失后的電壓范圍在1350V到1500V之間，滿足DC1500V的電壓波動(dòng)范圍在1000V到1800V之間的要求，所以上述牽引變電所的布點(diǎn)