接触网运行电流

10.4.1 引言

电力牵引能量通过接触网传送到运行列车上，此牵引电流由施加在牵引车受电弓上的电压驱动，它的量值与牵引车辆的有效阻抗成反比。牵引车辆的阻抗同样也与车辆的额定功率成反比，也根据车辆电力控制回路的电流设定值决定。

在电力牵引供电系统中，标称电压描述系统的特性，牵引车辆的额定功率是计算运行电流时的基本参数。移动列车取得牵引电流的时间函数可通过模拟列车行驶来进行分析，并根据相应的行驶参数予以确定。在接触网设施中，所有在同一供电臂和给定的时间内行进的列车，其牵引电流将叠加。

10.4.2 牵引单元的牵引电流

牵引单元的牵引电流(即驱动列车所需的电流) 取决于线路断面、运行速度和其他的列车动态参数，它通常　表示为时间的函数： I_trc(t)。图10.11示出牵引电流/时间图的典型例子，表10.15给出最大的预期运行电流指导值，这些数值是在经验和实测基础上得到的。

10.4.3 接触网区段中的电流

10.4.3.1 基本原理

接触网供电区段是指由特定变电所供电的电气列车线路的那一区段。在双边供电系统中，该区段是指从供电点到相邻供电点之间的中点。

根据区段长度l及列车的速度情况，在同一供电臂处于正常运行条件下，可能有一趟或数趟列车，就像图10.7和图10.8中见到的那样。

列车的负荷，即一般用途铁路线上的接触网供电区段的负荷电流，可以像第11.1.1.2节说明的那样，被描述成随机函数。然而在高速运行中，在一段时间内每个供电臂中通常只有一趟列车，因此电流负荷是断续的，对这种负荷在第11.1.1.3节中有更详细的说明。

10.4.3.2 一般用途的铁路线

第11.1.1.2节描述了一般运输铁路线的特征。在特定区段中与时间有关的负荷可用等式 (11.7)、式 (11.11) 和式 (11.52) 来进行描述。为了能确定电气参数，需要有关预期负荷电流方面的数据。由于图10.8表示的瞬时负荷事例仅适用于特定的时刻，这就使得在计算时需要使用线路电流负荷I′_OHL，线路负荷可从设计铁路的供电所采用的系统基础单位长度功率P′中推算出来。

图10.11 按时间的函数画出的牵引电流I_trc曲线

a) DB ICE两趟列车行驶在HanoverWurzburg高 速 线 上，中 间 不 停顿[10.31]

b) 地方区域列车：

1： T4D电车道 (Dresden)，T4D +T4D+B4D行驶在等高度的一段路程上，斩波器控制

2： GT6N电车道 (Mannheim)，不载客，试验运行 [参考文献10.32]

c) 长距离运行，直接驱动型机车：

1： 客运列车，400t，vmax=110km/h

2： 货运列车，1500t，vmax=70km/h

表10.15 在各种供电系统中的预期最大运行电流指导值

注 1) 三列车;

2) 4×Br481+482;

3) 每个牵引车辆。

如图10.12所示，在距离接触网设施左侧供电点x的任意点上流过的电流为

图10.12 依照式 (10.39)，假设在均匀分配线路负荷I′OHL的情况下，两个变电所间的接触网电流IOHL

在供电点本身，流入接触网的电流为

表10.16所示的数值可作为典型的单位长度功率负荷的实际指导值。对于单相交流15kV、 16.7Hz铁路来说， 如果得不到精确数值的话，那么平均功率因数cos可设定为0.83; 对单相交流25kV、50Hz铁路来说可设定为0.76。

表10.16 双线电气化铁路线的单位长度功率P′指导值 kW/km

实例：在国际铁路联盟 (UIC) 散页规程 (1996年12月第795-0号) 中提出，双线高速铁路线的单位长度功率值是3MVA/km。此数值是太高了。在同一出版物中提到的数值一5.5MVA/km，它是对列车间隔为2min、最高速度可达200km/h的线路的功率要求而言，只能用在一些特殊事例中。这些提到的功率技术要求是考虑了备用容量的，但这点在文件中那一处也未详细谈及。因此，计算预期电流时最好根据表10.16给出的单位长度牵引功率值进行。