10.4.1 引言
電力牽引能量通過接觸網(wǎng)傳送到運(yùn)行列車上,此牽引電流由施加在牽引車受電弓上的電壓驅(qū)動,它的量值與牽引車輛的有效阻抗成反比。牽引車輛的阻抗同樣也與車輛的額定功率成反比,也根據(jù)車輛電力控制回路的電流設(shè)定值決定。
在電力牽引供電系統(tǒng)中,標(biāo)稱電壓描述系統(tǒng)的特性,牽引車輛的額定功率是計(jì)算運(yùn)行電流時的基本參數(shù)。移動列車取得牽引電流的時間函數(shù)可通過模擬列車行駛來進(jìn)行分析,并根據(jù)相應(yīng)的行駛參數(shù)予以確定。在接觸網(wǎng)設(shè)施中,所有在同一供電臂和給定的時間內(nèi)行進(jìn)的列車,其牽引電流將疊加。
10.4.2 牽引單元的牽引電流
牽引單元的牽引電流(即驅(qū)動列車所需的電流) 取決于線路斷面、運(yùn)行速度和其他的列車動態(tài)參數(shù),它通常 表示為時間的函數(shù): Itrc(t)。圖10.11示出牽引電流/時間圖的典型例子,表10.15給出最大的預(yù)期運(yùn)行電流指導(dǎo)值,這些數(shù)值是在經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測基礎(chǔ)上得到的。
10.4.3 接觸網(wǎng)區(qū)段中的電流
10.4.3.1 基本原理
接觸網(wǎng)供電區(qū)段是指由特定變電所供電的電氣列車線路的那一區(qū)段。在雙邊供電系統(tǒng)中,該區(qū)段是指從供電點(diǎn)到相鄰供電點(diǎn)之間的中點(diǎn)。
根據(jù)區(qū)段長度l及列車的速度情況,在同一供電臂處于正常運(yùn)行條件下,可能有一趟或數(shù)趟列車,就像圖10.7和圖10.8中見到的那樣。
列車的負(fù)荷,即一般用途鐵路線上的接觸網(wǎng)供電區(qū)段的負(fù)荷電流,可以像第11.1.1.2節(jié)說明的那樣,被描述成隨機(jī)函數(shù)。然而在高速運(yùn)行中,在一段時間內(nèi)每個供電臂中通常只有一趟列車,因此電流負(fù)荷是斷續(xù)的,對這種負(fù)荷在第11.1.1.3節(jié)中有更詳細(xì)的說明。
10.4.3.2 一般用途的鐵路線
第11.1.1.2節(jié)描述了一般運(yùn)輸鐵路線的特征。在特定區(qū)段中與時間有關(guān)的負(fù)荷可用等式 (11.7)、式 (11.11) 和式 (11.52) 來進(jìn)行描述。為了能確定電氣參數(shù),需要有關(guān)預(yù)期負(fù)荷電流方面的數(shù)據(jù)。由于圖10.8表示的瞬時負(fù)荷事例僅適用于特定的時刻,這就使得在計(jì)算時需要使用線路電流負(fù)荷I′OHL,線路負(fù)荷可從設(shè)計(jì)鐵路的供電所采用的系統(tǒng)基礎(chǔ)單位長度功率P′中推算出來。
圖10.11 按時間的函數(shù)畫出的牽引電流Itrc曲線
a) DB ICE兩趟列車行駛在HanoverWurzburg高 速 線 上,中 間 不 停頓[10.31]
b) 地方區(qū)域列車:
1: T4D電車道 (Dresden),T4D +T4D+B4D行駛在等高度的一段路程上,斬波器控制
2: GT6N電車道 (Mannheim),不載客,試驗(yàn)運(yùn)行 [參考文獻(xiàn)10.32]
c) 長距離運(yùn)行,直接驅(qū)動型機(jī)車:
1: 客運(yùn)列車,400t,vmax=110km/h
2: 貨運(yùn)列車,1500t,vmax=70km/h
表10.15 在各種供電系統(tǒng)中的預(yù)期最大運(yùn)行電流指導(dǎo)值
注 1) 三列車;
2) 4×Br481+482;
3) 每個牽引車輛。
如圖10.12所示,在距離接觸網(wǎng)設(shè)施左側(cè)供電點(diǎn)x的任意點(diǎn)上流過的電流為
圖10.12 依照式 (10.39),假設(shè)在均勻分配線路負(fù)荷I′OHL的情況下,兩個變電所間的接觸網(wǎng)電流IOHL
在供電點(diǎn)本身,流入接觸網(wǎng)的電流為
表10.16所示的數(shù)值可作為典型的單位長度功率負(fù)荷的實(shí)際指導(dǎo)值。對于單相交流15kV、 16.7Hz鐵路來說, 如果得不到精確數(shù)值的話,那么平均功率因數(shù)cos可設(shè)定為0.83; 對單相交流25kV、50Hz鐵路來說可設(shè)定為0.76。
表10.16 雙線電氣化鐵路線的單位長度功率P′指導(dǎo)值 kW/km
實(shí)例:在國際鐵路聯(lián)盟 (UIC) 散頁規(guī)程 (1996年12月第795-0號) 中提出,雙線高速鐵路線的單位長度功率值是3MVA/km。此數(shù)值是太高了。在同一出版物中提到的數(shù)值一5.5MVA/km,它是對列車間隔為2min、最高速度可達(dá)200km/h的線路的功率要求而言,只能用在一些特殊事例中。這些提到的功率技術(shù)要求是考慮了備用容量的,但這點(diǎn)在文件中那一處也未詳細(xì)談及。因此,計(jì)算預(yù)期電流時最好根據(jù)表10.16給出的單位長度牽引功率值進(jìn)行。
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