牵引网阻抗计算-计算单线牵引网等值阻抗（高铁牵引供电系统）

项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗知识点3：单线牵引网等值单位阻抗单线牵引网等值单位阻抗Z牵引网的等值阻抗Z(a)(b)接触网-地回路轨道-地回路图1单线每公里牵引网等值电路Z1-接触网-地回路的自阻抗ZZ2-轨道-地回路自阻抗Z12-接触网-地回路与轨道-地回路的互阻抗单线牵引网等值单位阻抗Z牵引网的等值阻抗Z(a)(b)接触网-地回路轨道-地回路图1单线每公里牵引网等值电路用Zω、Zr、Zωr分别代替Z1、Z2和Z12，则得牵引网等值阻抗ZΩ/kmΩ/km项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗知识点1：轨道-地回路单位自阻抗Zr轨道-地回路单位自阻抗Zr轨道-地回路的单位自阻抗Zrrr-一条钢轨的有效电阻，Ω/kmRζc-钢轨的等效半径，mm

dr-两条钢轨间的中心距离，mm

f-电流频率σ

大地导电率Zr轨道-地回路单位自阻抗Zr名称规格(kg/m)钢轨重量(kg/m)钢轨截面(cm2)钢轨周长L(mm)计算半径R(mm)有效电阻rr(Ω/km)等效半径Rξg(mm)钢轨4344.65357.055888.90.222.695051.51465.860696.60.185.546060.3577.08685109.10.13512.79rrRζr轨道-地回路单位自阻抗Zr计算实例(钢轨为P60)已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm

查表知：rr=0.135Ω/km；Rζr=12.79mm轨道-地回路单位自阻抗Zr计算实例(钢轨为P50)已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm

查表知：rr=0.18Ω/km；Rζr=5.54mm项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗知识点2：接触网、轨道与地回路互阻抗Zωr接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωr接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωrdωr-接触网的等值导线与等值轨道回路间的距离，mm

f-电流频率σ

大地导电率接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωrdcr-接触导线与钢轨中心距离，mmH-接触导线到钢轨的平均高度，mmdmr

-承力索与钢轨的中心距离，mm单链形悬挂布置示意图计算实例已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm导高H=6200mm，承力索与导线间平均距离dcm=1033mm

接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωr计算实例接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωr已知：Dg=932×103mm

dr=1435mm导高H=6200mm，承力索与导线间平均距离dcm=1033mm

项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗知识点5：牵引网阻抗测试测试时，在供电臂的末端用测试线连接接触网和钢轨，在供电臂始端调节测试电压，记录达到测试电流时对应的电压值和相位角。根据计算式就可算出牵引网阻抗值。牵引网阻抗测试通常将测试值与理论计算值(一般由设计公司给出)进行比较，校正牵引变电所的保护整定值，提高牵引网保护装置的可靠性。牵引网阻抗测试

图2接触网与钢轨相连项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据案例：计算牵引网单位等值阻抗已知某单线单链形悬挂牵引网：接触网悬挂导线类型为JTMH-95+CTHA-110，接触悬挂的结构高度为1500mm，钢轨型式为60kg/m，大地导电率σ=10×10-14(CGSM)，导线、钢轨各部分间的距离如图所示。求牵引网单位等值阻抗。

单链形悬挂布置示意图牵引网基本条件(1)查上表，确定CTHA-110型接触导线的参数如下：有效电阻即为直流电阻：rc=0.178Ω/km等效半径：Rξc=4.81mm案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据查表确定导体有效电阻与等效半径名称规格标称截面（mm2

）断面尺寸单位重量(kg/km)直流电阻(Ω/km)计算半径(mm)等效半径(mm)持续载流量(A)A(mm)B(mm)铜接触线TCG-10010010.812.818900.1795.94.6600TCG-858510.811.767600.2115.644.4500铜合金接触线CTAH-11011012.3412.34993.20.1786.174.81670CTAH-12012012.912.910820.1776.455.03750CTAH-15015014.414.113500.1767.135.56800(2)查上表，确定JTMH-95型承力索的参数如下：有效电阻：rm=0.2Ω/km等效半径：Rξm=4.74mm案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据名称型号计算截面(mm2)根数×单线直径(mm)单位重量(kg/km)计算半径(mm)等效半径(mm)电阻(Ω/km)持续载流量(A)铜合金绞线JTMH-7068.819×2.146185.354.0550.28340JTMH-9592.5019×2.498396.254.740.20415JTMH-12011719×2.8010577.005.310.158485钢芯铝绞线LGJ-95铝钢铝钢4016.846.500.31533594.2317.8128×2.077×1.8LGJ-120116.3421.9928×2.307×2.004957.607.220.255380查表确定导体有效电阻与等效半径(3)查上表，确定P60钢轨的参数如下：有效电阻：rm=0.135Ω/km等效半径：Rξm=12.79mm案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据名称规格(kg/m)钢轨重量(kg/m)钢轨截面(cm2)钢轨周长L(mm)计算半径R(mm)有效电阻rg(Ω/km)等效半径Rξg(mm)钢轨4344.65357.055888.90.222.695051.51465.860696.60.185.546060.3577.08685109.10.13512.79查表确定导体有效电阻与等效半径(1)接触导线与钢轨顶中心的距离(2)接触导线与承力索间的平均距离案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据计算各部分间距离(3)承力索与钢轨顶中心的距离(4)地回路的等值深度Dg

案例1-1：确定牵引网阻抗基础数据计算各部分间距离项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗案例1-2：计算接触网-地回路阻抗案例：计算牵引网单位等值阻抗已知某单线单链形悬挂牵引网：接触网悬挂导线类型为JTMH-95+CTHA-110，接触悬挂的结构高度为1500mm，钢轨型式为60kg/m，大地导电率σ=10×10-14(CGSM)，导线、钢轨各部分间的距离如图所示。求牵引网单位等值阻抗。

单链形悬挂布置示意图牵引网基本条件案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗(1)计算接触线-地回路的自阻抗Zc查表已知CTHA-110型接触导线的参数为：有效电阻：rc=0.178Ω/km等效半径：Rξc=4.81mm计算已知Dg=932×103mm(2)计算承力索-地回路的自阻抗Zm查表已知JTMH-95型承力索的参数为：有效电阻：rm=0.2Ω/km等效半径：Rξm=4.74mm案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗(3)计算承力索-地回路与接触线-地回路间的互阻抗Zcm计算已知接触导线与承力索间的平均距离dcm=1033mm案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗用代数法计算计算接触网-地回路的等值阻抗Zω案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗用指法计算计算接触网-地回路的等值阻抗Zω案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗0.20.3390.39459.5°项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗案例1-3：计算单线牵引网等值阻抗案例：计算牵引网单位等值阻抗已知某单线单链形悬挂牵引网：接触网悬挂导线类型为JTMH-95+CTHA-110，接触悬挂的结构高度为1500mm，钢轨型式为60kg/m，大地导电率σ=10×10-14(CGSM)，导线、钢轨各部分间的距离如图所示。求牵引网单位等值阻抗。

单链形悬挂布置示意图牵引网基本条件案例1-3：计算单线牵引网等值阻抗(1)计算轨道-地回路的自阻抗Zr查表已知钢轨有效电阻为0.135Ω/km，等效半径为12.79mm，轨距为1435mm，则轨道-地回路自阻抗Zr案例1-3：计算单线牵引网等值阻抗(2)计算接触网-地回路与轨道-地回路的互阻抗Zωr应用公式案例1-3：计算单线牵引网等值阻抗(3)计算本单线牵引网的单位等值阻抗Z(1)用代数法求解分子分母同时乘以(0.118-j0.556)0.1260.4260.44473.54°案例1-3：计算单线牵引网等值阻抗(3)计算本单线牵引网的单位等值阻抗Z(2)用指数法求解0.050.310.31480.8°项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗案例2：牵引网阻抗对供电质量的影响

1-影响电能损失电能损失△A=I2rt牵引网阻抗Z=r+jωL

当负荷电流(I)相同时，牵引网阻抗越大，电能损失越大。电压损失△U=IZ=I(r+jωL)当负荷电流(I)相同时，牵引网阻抗越大，则牵引网电压损失越大，影响牵引网末端电压水平与供电能力。

2-影响电压损失牵引网阻抗Z=r+jωL

电压损失△U=IZ=I(r+jωL)

2-影响电压损失

牵引变电所馈线侧额定电压为27.5kV，接触网额定电压为25kV，当列车紧密运行时，接触网末端电压严重时可降至20kV，造成列车速度下降，在大坡道时还有可能启动困难。短路电流ID=U/Z当牵引网电压(U)一定时，牵引网阻抗越大，则牵引网短路电流越小。当牵引网末端最小短路电流接近甚至小于最大负荷电流时，则牵引网电流保护的灵敏度大大下降，严重时将使电流保护无法正常使用。

3-影响保护灵敏度IDmin-保护区末端的最小短路电流；IDZ-保护装置的动作电流，IFHmax＜IDZ＜IDminKm-保护灵敏度图中为供电线电联接线夹接触不良4-局部阻抗过大可造成电气烧损造成过热，最终烧断线索项目三牵引网阻抗计算03计算单线牵引网等值阻抗案例3：牵引网阻抗参数分析识别真假跳闸案例3：牵引网阻抗参数分析识别真假跳闸牵引网短路跳闸数据0.1260.4260.44473.54°(1)单位等值阻抗一般在0.4-0.5Ω/km，供电臂一般为20-30km，故供电臂末端最大短路阻抗一般在8-15Ω。81.58Ω不是牵引网本身的阻抗，而应是负荷阻抗。(2)牵引网阻抗角一般为65-75°