城市軌道交通供電系統(tǒng)課程設(shè)計

1、<p>　　城市軌道交通供電系統(tǒng)課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 電氣091</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教

2、師： </p><p>　　2012 年 7月 20日</p><p><b>　　1 設(shè)計原始資料</b></p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　2、某地鐵車輛段動力設(shè)備負(fù)荷表如表2所示。試計算該車輛段的配電變壓器容量。</p>

3、<p>　　表2 某車輛段計算負(fù)荷分布表</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p><p>　　配電變壓器容量是指注入國家電網(wǎng)的功率總和，即主要反映在城市軌道供電系統(tǒng)的系統(tǒng)主變壓器的容量選取上。變壓器的容量是在負(fù)荷統(tǒng)計的基礎(chǔ)上選定的，由于負(fù)荷預(yù)計不容易做準(zhǔn)，—般按預(yù)計的最大負(fù)荷選擇。</p><p>　　本設(shè)計主要完成車輛段配電變壓器容量的計算

4、，包括電流、無功功率、有功功率、視在功率以及總負(fù)荷的計算功率等。</p><p><b>　　2 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計規(guī)程</b></p><p>　　配電變壓器的容量需要在動力照明低壓負(fù)荷齊全的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算。在城市軌道交通車站、車輛段或控制中心，動力照明設(shè)備種類繁多，基本上不存在各

5、機(jī)電設(shè)備同時工作的可能，而且各單種機(jī)電設(shè)備的多臺設(shè)備也不會同時工作。因此，配電變壓器容量不能簡單地將各低壓負(fù)荷容量進(jìn)行疊加求得，而是應(yīng)充分考慮城市軌道交通車站、車輛段或控制中心內(nèi)各動力照明設(shè)備的運行特點，在考慮多臺設(shè)備需要系數(shù)的基礎(chǔ)上，對各低壓負(fù)荷在不同運行方式下取同時系數(shù)后求得。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計方案</b></p><p>　　對于配電變壓

6、器的容量，應(yīng)充分考慮用電負(fù)荷的設(shè)備構(gòu)成與運行工況，優(yōu)化計算統(tǒng)計方法，合理進(jìn)行選擇，以達(dá)到投資合理、運行效率高、電能損耗小、運行費用低的目的。</p><p><b>　　3 容量計算</b></p><p><b>　　3.1 計算內(nèi)容</b></p><p>　　配電變壓器的容量計算需要計算以下內(nèi)容：</p>

7、<p>　　(1) 各低壓負(fù)荷的計算電流、計算功率、無功功率，總負(fù)荷的計算功率、無功功率、視在功率。</p><p>　　(2) 補償前的總功率因數(shù)、需要補償?shù)臒o功功率容量、補償后的視在功率。</p><p>　　(3) 正常情況下兩臺配電變壓器分列運行承擔(dān)全部低壓負(fù)荷時，每臺配電變壓器的負(fù)載率。</p><p>　　(4) 非正常情況下一臺配電變壓器

8、承擔(dān)全部一、二級低壓負(fù)荷時，單臺配電變壓的負(fù)載率</p><p><b>　　3.2 負(fù)荷計算</b></p><p>　　3.2.1單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式</p><p>　　a) 有功計算負(fù)荷（單位為kW） </p><p><b>　　(1) </b></p>&

9、lt;p>　　式中，—需要系數(shù)。 </p><p>　　b) 無功計算負(fù)荷（單位為kvar)</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　c) 視在計算負(fù)荷（單位為kV.A）</p><p><b>　　(3) &l

10、t;/b></p><p>　　d) 計算電流（單位為A） </p><p><b>　　(4) </b></p><p>　　—為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kV）</p><p>　　3.2.2多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式</p><p>　　a) 有功計算負(fù)荷（單位為kW）<

11、;/p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　式中，是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和，</p><p>　　是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.85~0.95。</p><p>　　b) 無功計算負(fù)荷（單位為kvar）</p><p><b>　　(6)</b></p

12、><p>　　式中，—所有設(shè)備無功之和；</p><p>　　—是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.9~0.97。</p><p>　　c) 視在計算負(fù)荷（單位為kvA）</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　d) 計算電流（單位為A） </p><p&g

13、t;<b>　　(8)</b></p><p>　　經(jīng)過計算，得到各設(shè)備的負(fù)荷計算表，如表3.1所示（額定電壓取380V）</p><p>　　表3.1 車輛段配電變壓器容量計算表</p><p>　　3.2.3 無功功率補償</p><p>　　無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器

14、具有安裝簡單、運行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。</p><p>　　由表3.1可知，該車輛段380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.83?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：</p><p>　　=(tan-tan)=859[ta

15、n(arccos0.83) - tan(arccos0.92) ] = 258.19 kvar</p><p>　　4 設(shè)計的評價與結(jié)論</p><p>　　供電系統(tǒng)的系統(tǒng)容量，直接反映到相關(guān)設(shè)備的設(shè)備容量中，這樣就關(guān)系到了工程建設(shè)的投資問題，如果能正確選取，就可以在保證系統(tǒng)可靠性的同時有效的控制工程投資，減少不必要的浪費。在確定供電系統(tǒng)容量時，首先應(yīng)明確分析思路，分析各種負(fù)荷變化情況，各

16、個子系統(tǒng)之間的對應(yīng)關(guān)系，運用科學(xué)合理的計算方法，并結(jié)合運營方式及相關(guān)工程積累的設(shè)計、運營經(jīng)驗，最終確定更為貼近實際運營需要的系統(tǒng)容量，從而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案，減少工程初期投資，降低軌道交通的運營費用。</p><p>　　當(dāng)然，對于其他城市的軌道交通具體的工程，還應(yīng)結(jié)合實際情況，具體問題具體分析。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&

17、lt;p>　　[1] 熊信銀,張步涵.電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)[M]. 武漢:華中科技大學(xué)出版社，2003，193-203.</p><p>　　[2] 何仰贊,溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M]. 武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002，8-37.</p><p>　　[3] 何宗華.城市軌道交通工程設(shè)計指南[M].第一版. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，1993，179-203.</p>