朔黄铁路万吨重载列车对牵引供电系统的影响研究

论文摘要

随着朔黄线运输量的快速增长,朔黄线路的运输能力日趋紧张。现有的运行状况限制了线路输送能力的进一步提高,导致线路的运输能力无法适应运量快速增长的需要。而基于对实际情况的考虑,为了挖掘朔黄铁路的运输潜力,开行万吨重载列车势在必行。由于万吨重载列车的牵引功率高、牵引电流大,这些会对牵引供电系统的网压、功率因数等都造成影响,并给电网的运行质量带来危害,而且严重降低牵引供电系统的安全性。因此,需对万吨重载列车运行时对牵引供电系统的影响进行研究,分析可能造成的问题,并给出其解决方案。通过本课题的研究,可以明确万吨重载列车对牵引供电系统的影响,提前发现可能给运营安全带来的隐患,从而有针对性地研究解决措施,为万吨重载列车的开行提供有力的支持,因此具备有十分重要的工程意义。本论文针对以上问题开展了一定的研究工作。首先,通过分析测试中的与能耗相关的测试数据,发现了朔黄铁路万吨列车运行时不同供电区段的能耗特点,并解释了出现这些情况的原因。另外,还根据朔黄铁路的特点提出了一些减少能耗的措施。其次,通过分析测试中的与电压相关的测试数据,研究出了接触网电压以及牵引电流的关系。之后,给出了提高系统电压水平的一些可行建议。然后,通过分析测试中的与功率因数相关的测试数据,研究了功率因数的变化规律,并且给出了提高万吨机车运行时的功率因数的一些可行措施。最后,提出了朔黄铁路供电系统的扩能改造的具体方案。通过以上研究,得出了如下几个结论。首先,分析出机车的能耗除了与机车载重量有关以外,与机车运行区段的地形也有很大的关系；其次,解析得到了接触网电压随着牵引电流增大而减小的变化规律；最后,通过比较研究得到了机车的运行状态以及牵引电流变化对功率因数的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义
• 1.2 国内外现状分析
• 1.3 本论文研究内容
• 第2章 牵引供电系统分析
• 2.1 牵引供电系统
• 2.2 SS4型货运电力机车的特性分析
• 2.2.1 机车的电气特性
• 2.2.2 机车的负荷特性
• 2.2.3 机车的功率因数
• 2.3 牵引网电压水平
• 2.4 机车能耗
• 2.4.1 能耗的主要影响因素
• 2.4.2 牵引能耗计算
• 2.5 重载铁路牵引供电系统的特点
• 第3章 测试方案及具体测试内容
• 3.1 测试方案
• 3.1.1 测试地点
• 3.1.2 测试内容
• 3.1.3 测试设备
• 3.1.4 各测试地点测试设备信号量含义说明
• 3.2 四次测试的具体测试内容
• 3.2.1 第一次万吨列车牵引试验
• 3.2.2 第二次万吨列车牵引试验
• 3.2.3 第三次万吨列车牵引试验
• 3.2.4 第四次万吨列车牵引试验
• 第4章 万吨重载列车能耗分析
• 4.1 能耗分析
• 4.2 节能措施
• 第5章 牵引电压电流分析
• 5.1 重载和轻载电压电流水平分析
• 5.2 不同供电方式的对比分析
• 5.3 电压电流波动水平分析
• 5.4 电压损失的原因及解决措施
• 第6章 机车功率因数分析
• 第7章 朔黄铁路供电系统扩能改造方案
• 7.1 供电方案设计
• 7.1.1 供电计算基础资料
• 7.1.2 牵引变电所、开闭所、分区所、电力调度所的分布方案
• 7.1.3 牵引变压器类型和容量
• 7.1.4 牵引网导线的电流分配及各种导线选择
• 7.1.5 牵引网电压水平及补偿措施
• 7.1.6 牵引能耗及电能损失计算
• 7.1.7 接触网正常运行和故障运行状态下的供电能力分析
• 7.1.8 电能质量分析及措施
• 7.2 外部电源对牵引变电所的供电方案
• 7.3 近期需要功率及用电量
• 7.4 提高供电可靠性措施和节能措施
• 7.4.1 提高供电可靠性措施
• 7.4.2 节约能源措施
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 参与的科研项目