高速铁路牵引变压器典型负荷曲线与容量优化研究

针对高速铁路牵引供电系统来说,牵引变压器安装容量大,主要负载为交直交型电力机车,具有功率大、速度高、功率因数高等特点,这对电气化铁路所需的大量电气设备,尤其是牵引变压器提出了更高的要求。同时,牵引负荷的波动性使得牵引变压器必须具有高过载能力,为了节省牵引变压器容量,提高牵引变压器的容量利用率,研究能够准确反映实际牵引负荷过程的典型负荷曲线,并在此基础上进行温升计算和寿命损失分析,具有重要的现实意义。 本文在实际的高速铁路AT供电方式牵引网数据基础上,建立了全并联复线AT牵引供电系统仿真模型,研究牵引网正常运行时负荷在牵引变压器绕组的分配情况,从而得到不同行车密度下牵引变压器典型负荷曲线。通过对郑西客运专线实测牵引负荷曲线的分析,验证了本文所采用的仿真模型具有较高的可信度。 本文对比分析了IEC和IEEE标准中关于变压器寿命损失的计算方法,对牵引变压器典型负荷曲线和郑西客运专线实测负荷曲线进行温升和寿命损失分析,讨论各种行车密度下牵引负荷对变压器温升和寿命损失的影响。同时,以高速铁路牵引变压器绕组温升和寿命损失为约束条件,对牵引变压器容量进行优化,分析牵引变压器寿命损失与绕组温升值的匹配问题,以及牵引变压器安装容量与实际负荷的匹配问题,使高速铁路牵引变压器容量的选择有据可依。