牵引供电系统节能降耗-降低电能损失（高铁牵引供电系统）

项目六：牵引供电系统节能降耗03降低电能损失知识点3：降低电能损失措施供电臂的长度除了对其末端最低电压水平有较大的影响外，还对牵引网电能损失有较大的影响。即过长的供电臂，将使牵引网能耗急剧增加，因此，对供电臂的长度要适当限制。限制供电臂的长度降低电能损失措施加设加强导线。从经济上考虑，增设加强导线的一次性投资，可以在近期内被减少的牵引网能耗费用所补偿，这样增设加强导线是有意义的。当电气化铁路有较大的迂回区段时，应设置捷接线。

加设捷接线示意图降低电能损失措施结合变压器经济运行选择容量。从经济上考虑，如果适当增大牵引变压器容量而引起的一次性投资与基本电价费用增加，可以用近期内节能回收的费用来补偿，这样，增加主变压容量是有意义的。降低电能损失措施在满足防干扰条件的电气化区段，牵引供电系统应采用直接供电方式代替BT供电方式。对牵引网结构布置、材质、导线及截面进行优选，以降低牵引网阻抗。降低电能损失措施实行牵引变压器的经济运行。在牵引变电所中，应根据实际的负荷大小调整变压器是一台运行还是两台同时投入。即要求两台变压器应在功率损耗最小的情况下运行。为此，常用临界负荷率来判定。降低电能损失措施在复线区段，采用上、下行线路在供电臂末端并联供电，可减少牵引网电能损耗。在牵引变电所装设并联电容补偿装置，可提高功率因数，减少电能损失。在牵引变电所中采用节能型牵引变压器和低阻抗电压的牵引变压器。项目六：牵引供电系统节能降耗03降低电能损失案例：牵引变压器电能损失计算某三相YN/d11接线的牵引变电所，变压器容量为2×15000kVA，△

Pk=120kW，△P0=20.2kW

，两供电臂有效电流分别为337A和237A，平均电流分别为276A和192A。试求这两台变压器采取并联运行和单台运行两种方式时，该牵引变电所全年总的实际能耗是多少？【问题情境】案例：牵引变压器电能损失计算【求变压器三相绕组的电流】案例：牵引变压器电能损失计算【两台变压器采取并联运行】案例：牵引变压器电能损失计算【两台变压器采取单台运行】案例：牵引变压器电能损失计算【结果分析】案例：牵引变压器电能损失计算并联运行时，全年总的实际能耗为58.5万度电单台运行时，全年总的实际能耗为63.9万度电。两台变压器并联运行的节能效果并不显著，原因主要是由于该变压器的负载率较低，其实际的负载损耗远没有达到其额定负载损耗值。但并联运行将使安装容量与基本电费支出增加一倍，实际上并不经济。项目六：牵引供电系统节能降耗03

降低电能损失知识点1：牵引变压器电能损失变压器在空载的情况下吸取电网的有功功率称为空载损耗。空载时电流较小，如果忽略变压器绕组的电阻损耗部分，则空载损耗就是变压器的铁芯损耗，包括铁芯的铁芯损耗磁滞损耗和涡流损耗两部分。空载损耗短路损耗将变压器二次侧短接后，在一次绕组中通过额定电流时变压器吸取电网的有功功率。此时电压较低，铁芯损耗较小，如果忽略铁芯损耗，则变压器的短路损耗就是变压器的铜耗（电阻损耗），也称为负载损耗。容量(kV·A)三相YN，d11单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牵引变压器额定损耗图例变压器铭牌上负载损耗与空载损耗参数变压器的实际负载损耗=负载率2X额定短路损耗负载损耗的计算牵引负荷变化剧烈，变压器的实际负载损耗按负载率进行换算问题1：什么是变压器的负载率？变压器的负载率是副边电流与其额定电流之比。牵引变压器电能损失问题2：不同结线变压器电能损失如何计算？牵引变压器电能损失已知同相两个臂负荷在变压器绕组中引起的有效电流为纯单相接线变压器电能损失故单相变电所两台单相接线变压器的能耗为两台变压器分别计算时，每台变压器全年实际能耗为单相V/V接线变压器电能损失阻抗平衡变压器的能耗计算用一次侧的电流计算比较简单，因为一次侧只有3个绕组，比二次侧简单。一台阻抗平衡变压器的全年实际铜耗为阻抗平衡变压器阻抗平衡变压器的全年实际铁耗为项目六：牵引供电系统节能降耗03降低电能损失知识点2：牵引网电能损失牵引网电能损失问题1：计算牵引网电能损失通常采取什么方法？牵引网电能损失一般采用平均运量法进行计算，此处直接列出公式，以供计算电能损失。牵引网电能损失【单线区段】m列车在供电臂产生的总的平均有效功功率损失为：

每年的电能损失为：显然，牵引负荷电流、牵引网单位电阻、车流密度、供电臂的长度与牵引网的能耗成正比。牵引网电能损失【复线区段-并联供电】并联供电牵引网电能损失的计算，是分别按上、下行计算，然后求出供电臂的总能耗。每一供电臂牵引网的电能损失，包括列车自身造成的和同行列车产生的以及非同行线路列车产生的三项电能损失之和。牵引网电能损失【复线区段-并联供电】牵引网电能损失【复线区段-分开供电】

以上各式，当m≤1时，含有(m-1)因子的项为零。牵引网电能损失【计算实例】牵引网电能损失【计算结果】表1末端并联供电与分开供电时牵引网的电能损失对照表电能损失末端并联供电(万度/年)末端分开供电(万度/年)末端并联比不并联供电减少能耗左侧供电臂上行线67.487.322.8%下行线23.524.12.5%合计90.9111.418.4%右侧供电臂上行线47.655.814.7%下行线47.855.914.5%合计95.4111.714.6%两供电臂能耗合计186.3223.11