电气化铁路新型电缆供电技术经济性研究

摘要

随着我国电气化铁路的发展，我国电气化铁路电能质量问题日益突出，其中最为突出的是负序问题。既有供电系统中，列车速度和供电能力的发挥被频繁过分相过程严重制约，电分相环节已经成为我国高速重载铁路发展的技术瓶颈。本文对李群湛教授提出的新型电缆供电方案进行了原理分析及介绍，该方案取消了传统供电方式中牵引网的电分相环节，实现同相供电，牵引供电能力得到全面提升，成为高速重载铁路发展的新思路。
　　本文首先对新型电缆供电方案结构原理进行了分析，阐述了该方案的优点与应用前景，其次对牵引变电所容量设计计算方法进行了介绍，给出了馈线电流计算方法;然后对110kV供电电缆特性进行了介绍，给出了电缆截面以及敷设方式对电缆载流量的影响;最后对主变电所结构原理进行了介绍，给出了单相组合式同相供电系统容量设计方法，对牵引变压器和同相供电装置容量设计计算方法进行了分析。
　　在此基础上，本文将新型电缆供电方案应用于大秦铁路，针对大秦铁路负荷特征，对牵引变电所、110kV供电电缆以及主变电所进行了设计及配置，并从外部电源投资、设备利用率、过分相装置投资、线路运量提升以及再生制动能量利用等方面出发，将新型电缆供电方案与既有供电方案做经济性对比分析，给出了新型电缆供电方案的经济性优势以及技术优势。
　　最后，本文建立了大秦线新型电缆供电方案经济性分析的系统动力学模型，通过vensim软件进行仿真，全面、动态的对相关影响因素进行评价，通过分析仿真结果，对大秦铁路新型电缆供电方案经济性做出了评价。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 新型电缆供电方案及原理分析

2．1 既有牵引供电系统结构及其特点

2．1．1 既有牵引供电系统结构

2．1．2 牵引网供电方式

2．1．3 现有牵引供电系统存在的问题

2．2 电气化铁路新型电缆牵引供电系统结构

2．2．1 主变电所结构

2．2．2 沿线电力电缆敷设

2．2．3 沿线牵引变电所和牵引网结构

2．3 本章小结

第3章 新型电缆供电方案设备容量计算及其配置优化

3．1 沿线牵引变压器容量设计方法

3．1．1 馈线电流计算

3．1．2 牵引变压器容量设计

3．2 供电电缆配置

3．2．1 电缆的选型

3．2．2 电缆保护套的接地

3．2．3 电缆末端电压补偿

3．3 主变电所设计及容量配置

3．4 新型电缆供电方案供电可靠性优化分析

3．5 本章小结

第4章 新型电缆供电方案设计示例及其经济性分析

4．1 新型电缆供电方案设计

4．1．1 主变电所容量设计及配置

4．1．2 110kV供电电缆配置

4．1．3 牵引变电所容量设计及配置

4．2 新型电缆供电方案经济性分析

4．2．1 经济性评价指标

4．2．2 一次性投资成本

4．2．3 新型电缆供电方案和既有供电方案经济性对比分析

4．3 本章小结

第5章 新型电缆供电方案经济性评估系统动力学模型

5．1 系统动力学理论

5．1．1 因果关系

5．1．2 系统结构

5．1．3 系统动力学模型建立流程

5．2 新型电缆供电方案经济性分析系统动力学评价模型

5．2．1 模型评价指标

5．2．2 模型边界条件

5．2．3 新型电缆供电方案因果关系

5．2．4 新型电缆供电方案经济性分析的系统动力学模型

5．3 系统动力学仿真结果分析

5．4 大秦铁路新型电缆供电系统接入500kV系统经济性浅析

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果