牽引供電系統(tǒng)節(jié)能降耗-降低電能損失（高鐵牽引供電系統(tǒng)）

項(xiàng)目六：牽引供電系統(tǒng)節(jié)能降耗03降低電能損失知識(shí)點(diǎn)3：降低電能損失措施供電臂的長(zhǎng)度除了對(duì)其末端最低電壓水平有較大的影響外，還對(duì)牽引網(wǎng)電能損失有較大的影響。即過長(zhǎng)的供電臂，將使?fàn)恳W(wǎng)能耗急劇增加，因此，對(duì)供電臂的長(zhǎng)度要適當(dāng)限制。限制供電臂的長(zhǎng)度降低電能損失措施加設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線。從經(jīng)濟(jì)上考慮，增設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線的一次性投資，可以在近期內(nèi)被減少的牽引網(wǎng)能耗費(fèi)用所補(bǔ)償，這樣增設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線是有意義的。當(dāng)電氣化鐵路有較大的迂回區(qū)段時(shí)，應(yīng)設(shè)置捷接線。

加設(shè)捷接線示意圖降低電能損失措施結(jié)合變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行選擇容量。從經(jīng)濟(jì)上考慮，如果適當(dāng)增大牽引變壓器容量而引起的一次性投資與基本電價(jià)費(fèi)用增加，可以用近期內(nèi)節(jié)能回收的費(fèi)用來補(bǔ)償，這樣，增加主變壓容量是有意義的。降低電能損失措施在滿足防干擾條件的電氣化區(qū)段，牽引供電系統(tǒng)應(yīng)采用直接供電方式代替BT供電方式。對(duì)牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置、材質(zhì)、導(dǎo)線及截面進(jìn)行優(yōu)選，以降低牽引網(wǎng)阻抗。降低電能損失措施實(shí)行牽引變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在牽引變電所中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷大小調(diào)整變壓器是一臺(tái)運(yùn)行還是兩臺(tái)同時(shí)投入。即要求兩臺(tái)變壓器應(yīng)在功率損耗最小的情況下運(yùn)行。為此，常用臨界負(fù)荷率來判定。降低電能損失措施在復(fù)線區(qū)段，采用上、下行線路在供電臂末端并聯(lián)供電，可減少牽引網(wǎng)電能損耗。在牽引變電所裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，可提高功率因數(shù)，減少電能損失。在牽引變電所中采用節(jié)能型牽引變壓器和低阻抗電壓的牽引變壓器。項(xiàng)目六：牽引供電系統(tǒng)節(jié)能降耗03降低電能損失案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算某三相YN/d11接線的牽引變電所，變壓器容量為2×15000kVA，△

Pk=120kW，△P0=20.2kW

，兩供電臂有效電流分別為337A和237A，平均電流分別為276A和192A。試求這兩臺(tái)變壓器采取并聯(lián)運(yùn)行和單臺(tái)運(yùn)行兩種方式時(shí)，該牽引變電所全年總的實(shí)際能耗是多少？【問題情境】案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算【求變壓器三相繞組的電流】案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算【兩臺(tái)變壓器采取并聯(lián)運(yùn)行】案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算【兩臺(tái)變壓器采取單臺(tái)運(yùn)行】案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算【結(jié)果分析】案例：牽引變壓器電能損失計(jì)算并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，全年總的實(shí)際能耗為58.5萬度電單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，全年總的實(shí)際能耗為63.9萬度電。兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的節(jié)能效果并不顯著，原因主要是由于該變壓器的負(fù)載率較低，其實(shí)際的負(fù)載損耗遠(yuǎn)沒有達(dá)到其額定負(fù)載損耗值。但并聯(lián)運(yùn)行將使安裝容量與基本電費(fèi)支出增加一倍，實(shí)際上并不經(jīng)濟(jì)。項(xiàng)目六：牽引供電系統(tǒng)節(jié)能降耗03

降低電能損失知識(shí)點(diǎn)1：牽引變壓器電能損失變壓器在空載的情況下吸取電網(wǎng)的有功功率稱為空載損耗?？蛰d時(shí)電流較小，如果忽略變壓器繞組的電阻損耗部分，則空載損耗就是變壓器的鐵芯損耗，包括鐵芯的鐵芯損耗磁滯損耗和渦流損耗兩部分?？蛰d損耗短路損耗將變壓器二次側(cè)短接后，在一次繞組中通過額定電流時(shí)變壓器吸取電網(wǎng)的有功功率。此時(shí)電壓較低，鐵芯損耗較小，如果忽略鐵芯損耗，則變壓器的短路損耗就是變壓器的銅耗（電阻損耗），也稱為負(fù)載損耗。容量(kV·A)三相YN，d11單相斯科特阻抗匹配平衡三相V，V非阻抗匹配平衡△P0△Pd△P0△Pd△P0△Pd△P0△Pd△P0△Pd△P0△Pd1000012.8576.210.269.214.059.012.063.515.068.01250014.2568.914.075.517.580.01500020.2102.012.4791.151600019.086.016.991.021.596.52000024.9143.022.68122.719.5110.025.0114.02500021.0106.525.0123.019.25135.430.0135.03150038.5148.021.8178.929.5148.027.5155.031.3157.94000023.9138.556.0206.034.0174.033.0185.042.5192.04050035.0142.65000028.1156.335.3224.741.0216.06300039.8260.049.0260.07500056.0281.0牽引變壓器額定損耗圖例變壓器銘牌上負(fù)載損耗與空載損耗參數(shù)變壓器的實(shí)際負(fù)載損耗=負(fù)載率2X額定短路損耗負(fù)載損耗的計(jì)算牽引負(fù)荷變化劇烈，變壓器的實(shí)際負(fù)載損耗按負(fù)載率進(jìn)行換算問題1：什么是變壓器的負(fù)載率？變壓器的負(fù)載率是副邊電流與其額定電流之比。牽引變壓器電能損失問題2：不同結(jié)線變壓器電能損失如何計(jì)算？牽引變壓器電能損失已知同相兩個(gè)臂負(fù)荷在變壓器繞組中引起的有效電流為純單相接線變壓器電能損失故單相變電所兩臺(tái)單相接線變壓器的能耗為兩臺(tái)變壓器分別計(jì)算時(shí)，每臺(tái)變壓器全年實(shí)際能耗為單相V/V接線變壓器電能損失阻抗平衡變壓器的能耗計(jì)算用一次側(cè)的電流計(jì)算比較簡(jiǎn)單，因?yàn)橐淮蝹?cè)只有3個(gè)繞組，比二次側(cè)簡(jiǎn)單。一臺(tái)阻抗平衡變壓器的全年實(shí)際銅耗為阻抗平衡變壓器阻抗平衡變壓器的全年實(shí)際鐵耗為項(xiàng)目六：牽引供電系統(tǒng)節(jié)能降耗03降低電能損失知識(shí)點(diǎn)2：牽引網(wǎng)電能損失牽引網(wǎng)電能損失問題1：計(jì)算牽引網(wǎng)電能損失通常采取什么方法？牽引網(wǎng)電能損失一般采用平均運(yùn)量法進(jìn)行計(jì)算，此處直接列出公式，以供計(jì)算電能損失。牽引網(wǎng)電能損失【單線區(qū)段】m列車在供電臂產(chǎn)生的總的平均有效功功率損失為：

每年的電能損失為：顯然，牽引負(fù)荷電流、牽引網(wǎng)單位電阻、車流密度、供電臂的長(zhǎng)度與牽引網(wǎng)的能耗成正比。牽引網(wǎng)電能損失【復(fù)線區(qū)段-并聯(lián)供電】并聯(lián)供電牽引網(wǎng)電能損失的計(jì)算，是分別按上、下行計(jì)算，然后求出供電臂的總能耗。每一供電臂牽引網(wǎng)的電能損失，包括列車自身造成的和同行列車產(chǎn)生的以及非同行線路列車產(chǎn)生的三項(xiàng)電能損失之和。牽引網(wǎng)電能損失【復(fù)線區(qū)段-并聯(lián)供電】牽引網(wǎng)電能損失【復(fù)線區(qū)段-分開供電】

以上各式，當(dāng)m≤1時(shí)，含有(m-1)因子的項(xiàng)為零。牽引網(wǎng)電能損失【計(jì)算實(shí)例】牽引網(wǎng)電能損失【計(jì)算結(jié)果】表1末端并聯(lián)供電與分開供電時(shí)牽引網(wǎng)的電能損失對(duì)照表電能損失末端并聯(lián)供電(萬度/年)末端分開供電(萬度/年)末端并聯(lián)比不并聯(lián)供電減少能耗左側(cè)供電臂上行線67.487.322.8%下行線23.524.12.5%合計(jì)90.9111.418.4%右側(cè)供電臂上行線47.655.814.7%下行線47.855.914.5%合計(jì)95.4111.714.6%兩供電臂能耗合計(jì)186.3223.11