毕业设计 陈瑞青.docx

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毕业设计陈瑞青

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2015届毕业设计说明书

课题名称:

我国城市轨道交通的发展及新院区供电变压器的型号选用

赵承荻

三、设计内容与要求

1．课题概述

国务院颁发的《节能减排“十二五”规划》，要求形成加快转变经济发展方式的倒逼机制，建立健全有效的激励和约束机制，大幅度提高能源利用效率，显著减少污染物排放。

为此，一要调整优化产业结构。

抑制高耗能、高排放行业过快增长，加快淘汰落后产能，改造提升传统产业，调整能源消费结构，推动服务业和战略性新兴产业发展。

二要推动提高能效水平。

切实加强工业、建筑、交通运输、农业和农村、商用和民用、公共机构节能管理，开展万家企业节能低碳行动。

三要强化主要污染物减排。

加强电力、钢铁、水泥等行业污染物防治，推进农村污染治理和畜禽清洁养殖，控制机动车污染物排放，推进大气中细颗粒污染物治理。

四要深入开展节能减排全民行动，倡导与我国国情相适应的文明、节约、绿色的生产方式和消费方式。

《规划》提出了节能改造、节能产品惠民、合同能源管理推广、节能技术产业化示范、城镇生活污水处理设施建设、重点流域水污染防治、脱硫脱硝、规模化畜禽养殖污染防治、循环经济示范推广、节能减排能力建设等十大重点工程和保障措施。

毕业设计论文部分

城市轨道交通动车

低损耗三相电力变压器

毕业设计部分

我国城市轨道交通的发展及新院区供电三相电力变压器的型号选用

四、设计参考书

［1］李芾.高速动车组概论：

西南交大出版社，

［2］宋雷鸣.动车组传动与控制：

中国铁道出版社，

［3］张卫华.动车组总体与转向架：

中国铁道出版社，

［4］李学伟.高速铁路概论：

中国铁道出版社，2010

［5］张生端.城市公共交通规划的理论与实践：

中国铁道出版社，

五、设计说明书要求

1、封面

2、目录

3、内容摘要（200~400字左右，中英文）

4、引言

5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）

6、结束语

7、附录（参考文献、图纸、材料清单等）

六、毕业设计进程安排

第1周（本阶段末）：

毕业设计开题老師讲解。

第2-5周（暑假）：

学生收集资料、上网查询、整体构思。

第6-8周（下阶段1-3教学周）：

老師讲解辅导，学生在老師讲解辅导的基础上通过参阅相关资料、上网查询初步完成脉流牵引电动机的工作原理、基本结构、脉流牵引电动机的换向理论及改善换向的措施等内容毕业设计论文工作。

第9～11周（下阶段4～6教学周）：

老師讲解辅导，学生在老師讲解辅导的基础上通过参阅相关资料、上网查询初步完成脉流牵引电动机检修后的出厂试验项目、内容、试验设备、线路、试验方法及试验结果的分析判断等内容毕业设计工作。

第12周（下阶段7教学周）：

答辩准备。

第13-14周（下阶段8-9教学周）：

答辩

七、毕业设计答辩及论文要求

1.毕业设计答辩要求

学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。

答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。

2.毕业设计论文要求

文字要求:

说明书要求打印（除图纸外），不能手写。

文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。

图纸要求:

按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。

曲线图表要求：

所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。

摘要

科学发展观深入人心，全民节能环保意识不断提高，各方面对节能减排的重视程度明显增强，产业结构调整力度不断加大，科技创新能力不断提升，节能减排激励约束机制不断完善，这些都为“十二五”推进节能减排创造了有利条件。

要充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性，增强忧患意识和危机意识，抓住机遇，大力推进节能减排，促进经济社会发展与资源环境相协调，切实增强可持续发展能力。

恰恰新园区建设方面的对策与“十二五”有密切关系，为了节能减排，绿色环保，我将大力建设湖铁新院区。

本课题本课题主要针对我国在节能改造、节能产品惠民、节能技术产业化示范、节能减排能力建设等方面来展开，论述我院在人才培养及新园区建设方面的对策。

同时学习与研究低损耗异步电动机和城市轨道建设及牵引动力状况。

我们这次的毕业设计的论文题目是基于国务院颁发“十二五”节能减排规划我院在人才培养及新院区建设方面的对策，作为一名城市轨道交通的司机人员，了解我国城市轨道交通建设及动力状况，规划新院区供电系统，对我们以后的工作会带来巨大的益处。

因此，我们必须要学好这门技术，为未来的城市轨道交通及我国节能减排能力建设作出巨大贡献。

关键词：

节能高效城轨电动机变压器

ABSTRACT

Thescientificdevelopmentconceptenjoyspopularsupport,thenationalenergysavingandenvironmentalprotectionconsciousnessconstantlyimprove,thepartiesfacetheimportanceofenergysavingandemissionreductionisobviouslyenhanced,effortstoadjustindustrialstructureisincreasingcontinuously,continuouslyimprovetheabilityoftechnologicalinnovation,energy-savingemissionreductionincentiveandrestraintmechanismscontinuetoimprove,theseareforthe"TwelfthFiveYearPlan"topromoteenergy-savingemissionreductionreduction,strengthenthesenseofreduction,promoteeconomicandsocialdevelopmentandresourcesandenvironment,strengthentheabilityofsustainabledevelopment.Thereisacloserelationshipbetweenstrategyandthe"TwelfthFiveYearPlan"ispreciselythenewparkconstruction,inordertoenergysavingandemissionreduction,greenenvironmentalprotection,IwillfocusontheconstructionofNewDistrictofLakeiron.

Thistopicisthemaintaskforourcountryintheaspectofenergy-saving,energy-savingproductsHuimin,technologyindustrializationdemonstration,energy-savingemissionreductionabilityconstructiontostart,discussestheCountermeasuresofourtheconstructionoftalentscultivationandthenewpark.Atthesametime,thestudyandresearchoftractionpowerstateandlowlossofinductionmotorandurbanrailtransitconstruction.

GraduationdesignwethispapertopicisthecountermeasureoftheStateCouncilissuedthe"TwelfthFiveYear"energy-savingemissionreductionplaninourcollegetalenttrainingandnewdistrictbasedontheconstructionofurbanrailtransit,asadriverofpersonnel,understandingofChina'surbanrailtransitconstructionanddynamiccondition,theplanningofpowersupplysystemofnewschooldistrict,forourfutureworkwillbringgreatbenefit.Therefore,wemustlearntheartandmadegreatcontributiontothefutureofurbanrailtransitandChina'senergy-savingemissionreductionabilityconstruction.

Keywords:

Energyefficienturbanrailmotortransformer

第1章论述我国城市轨道交通的现状及发展4

1.1城市轨道交通概述4

1.1.1城市轨道的形式与特点4

1.1.2城市公共交通的构成6

1.1.3轨道交通在城市公共交通中的地位及发展8

1.2世界城市轨道交通的发展史11

1.3我国城市轨道交通的现状12

1.3.1我国城市轨道交通发展历程12

1.3.2我国城市轨道交通发展特色13

1.3.3我国城市轨道交通运营情况14

1.3.4车辆及机电设备自主化发展历程15

1.3.5我国城市轨道交通的近期谋划16

1.4我国城市轨道交通的发展方向16

1.4.1建设模式选择多样化16

1.4.2技术优化17

1.4.3投资多元化，经营市场化17

1.4.4管理法制化17

1.4.5城市轨道交通新技术17

第2章我国轨道交通新领域19

2.1磁悬浮列车的优越性19

2.1.1磁悬浮的发展19

2.1.2磁悬浮列车的优性20

2.1.3长沙磁悬浮项目介绍20

2.2轨道新技术21

2.2.1独轨铁路21

2.3.1超级电容轻轨列车22

第3章三相电力变压器的有关知识24

3.1变压器的基本工作原理及运行原理24

3.1.1变压器的基本工作原理24

3.1.2变压器的分类24

3.1.3变压器的用途25

3.1.4变压器工作原理26

3.2单相变压器的基本结构26

3.2.2绕组的作用及材料27

3.2.3油箱和冷却装置28

3.2.4保护装置29

3.3变压器的材料30

3.3.1铁心材料30

3.3.2绕制变压器通常用的材料30

3.3.3绝缘材料30

3.3.4浸渍材料31

3.4变压器铭牌31

第4章新院区供电电力变压器的使用32

4.1.1学院的负荷估算32

4.1.2新院区供电负荷的估算32

4.2新院区供电三相变压器型号选择33

4.2.1选用原则：

33

4.2.2国家低损耗节能型三相变压器的主要技术参照对照34

3.2.3新院区供电变压器的型号选择39

4.3新院区供电电力变压器的容量选择39

4.3.1选择原则39

4.3.2三相电力变压器的功率损耗及效率（双绕组变压器）40

4.3.3无功功率损耗及变压器的效率40

4.3.4三相电力变压器的经济运行 41

4.3.5湖铁职院新院区三相电力变压器的容量选择43

心得45

参考文献46

第1章论述我国城市轨道交通的现状及发展

在我国,由于经济建设的蓬勃发展,各种运输量增加很快,特别是市内客流量成倍或成几十倍的增长,加上城市基础设施建设相对滞后,导致公共交通问题越来越突出,严重的影响了经济建设的进程。

1.1城市轨道交通概述

1.1.1城市轨道的形式与特点

一般地,特大城市特别是首都、直辖市及省会城市都是全国或地区的政治、经济、文化中心,每天进出市区的上班族和进行商业活动的人员及各种流动人员数量十分庞大,为了输送如此数量的旅行人员,应该分地区、分区域、分路段,根据客流需要,结合城市总体规划,考虑环保等要求,合理选择相应的城市轨道交通系统。

城市轨道交通系统按照轨道建筑物在城市内所处的空间位置、能够满足的运量大小、运行方式、轨道结构、管理方式的不同,划分为地下铁道、现代有轨电车、单轨交通、小型地铁以及轨道新交系统。

地下铁道

地下铁道,简称地铁,是线路的大部分建筑物在地下,作为大运量轨道交通手段的城市高速铁道的总称,其特别适合于城市内市区及老城区建设。

其特点是在市内地下通行,不占用地表及地上空间,运营干扰小,输送能力大,每小时运量达30000～60000人,但造价比较昂贵。

1863年,世界上最初的地铁在伦敦开通,全长6km。

1969年10月,我国在北京建成了第一条地铁,即北京地铁第一期工程投入试运营,也是我国自行设计、建设的第一条地下铁道。

目前,北京地下铁道的运营里程全长41.6km,有30个运营车站,日平均客运量达125万人,同时,北京地铁的满载率和单车运行均居世界第一。

图1-1地下铁道

现代有轨电车是利用轨道作为车辆导向的运输轨道交通系统。

它以客运为主,它是在旧式有轨电车的基础上发展起来的现代化水平很高的客运系统,输送能力为每小10000～30000人,属于中运量城市交通客运系统,具有高速、高加速性能,噪音小,低振动,对周围环境影响小的特点,省功、节能,可以无人驾驶,同时建设费用比较便宜,运营费用也较小。

法国是世界上最早拥有现代有轨电车的国家之一。

在法国的南特市,城市人口约45万,1984年建成一条自东向西穿过市区的现代有轨电车线路,线路全长10.6km,平均运行速度可达24km，轻轨时速为20－40km，地铁时速为40一50km，最高达70－80km，轻轨和地铁的速度是公共汽车的2－4倍。

　　污染少。

轨道交通以电力作为动力，是一种清洁的运输方式、绿色的交通工具。

　　能耗小。

轨道交通人公里能耗为道路交通的15％－40％。

　　占地省。

按每小时输送5万人计算所需道路宽度是：

小汽车180m，公共汽车9m。

轨道交通综合占地仅为道路交通方式的13左右，而地铁和高架式轻轨几乎不占土地。

此外，轨道交通工具的事故损失成本大大低于道路交通工具，噪音和空气污染等环境方面的损失仅为道路交通工具的6％－10％。

所以，城市轨道交通是在满足城市居民交通需求的条件下全社会总付出最少的方式，也是满足人文和城市可持续发展要求的最佳方式。

　　中国现有13亿人口，是世界人口最多的国家，而人均土地、能源资源极为短缺，环境严重恶化。

1998年中国人口在百万以上的特大城市已达到34个，50－100万人口的大城市已达47个。

大城市的聚集和辐射效应越来越强，外来旅游、观光、出差和就业的流动人口急剧增加，致使城市交通运量大幅度上升，交通拥堵、道路不畅等问题十分严重。

　　中国发展城市轨道交通的设想公共交通是城市的命脉，一个现代化的大城市，必须具备四通八达、畅通无阻的交通网络。

中国城市轨道交通建设虽已起步，但发展缓慢，距城市客运需求相差较远。

与国外相比，东京、巴黎和莫斯科每平方公里的人口密度分别为l．3、2．0和0．9万人，轨道交通已分别达到2220、1595和2484km；而中国北京、上海和广州的人口密度已分别达到2．8、4．7和1．9万人，地下铁道相应只有55.5、37．0和18．4km，另加天津7．4km，全国总计120km左右。

至于轻轨更是微乎其微，2000年8月，中国第一条城市轻轨明珠线在上海建成，填补了历史空白。

总之，交通阻塞、事故频繁、污染严重、效率低下，已成为中国大城市客运交通普遍存在的问题，主要是交通运输结构不合理。

对于中国这样一个人口众多、土地匮乏的国家来说，加快城市轨道交通建设已成为中国城市经济发展的当务之急。

　　中国政府已在第十个五年计划建议中，首次提出了在大城市要适当发展轨道交通。

当前有很多大城市都在策划修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。

近10年来，已有20多个城市进行了轨道交通项目建设的前期工作和可行性研究，其中15个大城市的线网规划总里程已达2280km左右。

　　在2000年之前，内地仅有北京、上海、广州3个城市拥有轨道交通线路。

进入21世纪以来，随着国家经济的飞速发展和城市化进程的加快，城市轨道交通也进入大发展时期。

截至2008年底，内地10座城市已建成运营的30条城市轨道交通线路运营里程已达813.7公里。

其他在建的城市有杭州、西安、成都、苏州、沈阳等，另外还有27个城市正在筹建城市轨道交通。

目前城市轨道交通发展最快的京、沪、穗三地的运营里程都已突破百公里，其中运营里程最长的上海已达235公里左右，北京达198公里，广州超过117公里。

大连、天津以70至90公里的规模紧随其后。

至2020年，京、沪、穗三地的城市轨道交通运营里程都将超过500公里，其中上海将以877公里的总长度处于领先地位。

而三大城市轨道交通的远景规划都有望突破1000公里。

在保增长扩内需的“主旋律”下，国内的城市轨道交通建设在沉寂7年之后再次呈现火爆局面。

2009年，国务院已经批复了22个城市的地铁建设规划，总投资8820.03亿元。

截至目前，有约27个城市正在筹备建设城市轨道交通，其中22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。

至2015年前后，北京、上海、广州等22个城市将建设79条轨道交通线路，总长2259.84公里，总投资8820.03亿元。

到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。

目前国务院批准地铁建设一般依据3项指标来衡量，即城市人口在300万以上，GDP在1000亿以上，地方财政一般预算收入100亿以上，而轻轨的标准只要达到上述条件的60%即可，目前全国有将近50个城市具备了轨道交通的建设需求和条件。

发展城市轨道交通从短期看能够拉动固定资产投资，有利于克服国际金融危机对我国实体经济的影响，促进经济平稳较快发展。

1.2世界城市轨道交通的发展史

世界城市轨道交通的发展史

1863年世界上第一条地下铁道于1月10日在伦敦建成。

开始是采用蒸汽机车牵引。

1881年第一辆有轨电车在德国柏林工业博览会上展示。

1888年美国弗吉尼亚州里士满市世界上第一条有轨电车系统投入运行。

1908年中国第一条有轨电车在上海建成通车。

1969年中国第一条地铁北京地铁一期工程当年10月建成。

1978年在比利时国际公共交通联合会上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，简称轻轨交通（LRT）。

据粗略统计，到目前已有50个国家建有360条轻轨线路。

　　二战后经过短暂的经济恢复后，地下铁道建设随着全世界经济起飞而启动、加快。

二十世纪70年代和80年代是各国地下铁道建设的高峰。

发达国家的主要大城市如纽约、华盛顿、芝加哥、伦敦、巴黎、柏林、东京、莫斯科等已基本完成了地铁网络的建设。

但后起的中等发达国家和地区，特别是发展中国家地铁建设却方兴未艾。

比如亚洲共有26个城市有地下铁道。

除了东京与大阪在二次大战前就建有地下铁道外，其余城市均是在战后建成。

　　旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混合运行，又受路口红绿灯的控制，运行速度很慢，正点率低，而且噪声大，加减速性能较差。

随着汽车工业的迅速发展，西方国家私人小汽车数量急骤增长，大量的汽车涌上街头，城市道路面积明显地不够用。

　　20世纪50年代开始，世界各国大城市都纷纷拆除有轨电车线路，这阵风也波及到中国。

到20世纪50年代末，我国各大城市也把有轨电车线基本拆完，仅剩下大连、长春个别线路没有拆光，并一直保留至今，继续承担着正常公共客运任务。

　　20世纪60、70年代在地下铁道建设高潮发展时期，由于地下铁道造价昂贵，建设进度受财政和其他因素制约，西方大城市在建设地下铁道的同时，又重新把注意力转移到地面轨道上来。

利用现代高科技开发了新一代噪声低、速度高、转弯灵活、乘客上下方便，甚至照顾到老人和残疾人的低地板新型有轨电车。

在线路结构上，也采用了降噪声技术措施。

在速度要求较高的线路上，采用专用车道，与繁忙道路交叉处，进入半地下或高架交叉，互不影响。

对速度要求不高的线路，可与道路平齐，与汽车混合运行。

　　回顾20世纪城市交通的发展历程，就是一个否定之否定的过程，有轨电车从大发展到大拆除；然后汽车登上历史舞台，逐渐成了城市交通的主角；到20世纪末，以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通又恢复了它的主导地位，这是个螺旋式的上升过程。

现在世界上有地铁的城市已有100多个，地铁线路长度达5200公里。

按照年输送客流量来排名，世界上的十大地铁排名如下：

（1）莫斯科（俄罗斯）：

达26亿人次；

（2）东京（日本）：

25亿人次；

　　（3）纽约（美国）：

15亿人次；

　　（4）墨西哥城（墨西哥）：

15亿人次；

　　（5）巴黎（法国）：

12亿人次；

　　（6）大阪（日本）：

9.48亿人次；

　　（7）列宁格勒（前苏联）：

8.21亿人次；

　　（8）伦敦（英国）：

8.15亿人次；

　　（9）汉城（韩国）：

8.12亿人次；

　　（10）香港（中国）：

6.3亿人次。

1.3我国城市轨道交通的现状

1.3.1我国城市轨道交通发展历程

我国城市轨道交通发展已走过40多年的历程。

第一条地铁是20世纪50年代开始筹划、1965年开工建设、1969年10月通车的北京地铁1号线一期工程，线路长度23.6km。

20世纪80年代，随着社会经济的发展，城市化进程加快，机动车急剧增长，为了解决特大城市中心区日益严重的交通拥堵问题，上海、广州分别开始建设地铁，北京地铁复八线等多项工程陆续开工，标志着我国城市轨道交通建设进入一个新的发展时期。

20世纪90年代，深圳、南京、重庆、武汉、大连、长春等多个城市开始建设城市轨道交通。

上海地铁1号线于1995年4月通车运营16.4km，广州地铁1号线于1999年6月通车运营18.5km，北京地铁复八线于1999年9月通车运营13.5km。

到90年代末，经过近10年的建设，城市轨道交通共增加54km，运营里程达97km。

为了有效、合理降低城市轨道交通的建造成本，促进城市轨道交通可持续发展，1998年，我国启动了城市轨道交通车辆及机电设备国产化政策，并确定深圳地铁一期工程、广州地铁2号线和上海明珠线等项目作为国产化依托项目批复立项，此后又陆续批准了10个城市的20多个轨道交通项目开工建设。

我国城市轨道交通步入有序、健康、快速发展时期。

进入21世纪，具备条件的大城市和城市群纷纷将轨道交通作为优先发展的领域。

截至2010年底，我国共有北京、上海、广州、天津、重庆、深圳、南京、武汉、