级 电力牵引供电系统 课程设计电子模板.docx

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级电力牵引供电系统课程设计电子模板

电力牵引供电系统课程设计

评语：

考勤

（10）

守纪

（10）

设计过程

（40）

设计报告

（30）

小组答辩

（10）

总成绩

（100）

专业：

电气工程及其自动化

班级：

电气1103

姓名：

张希杰

学号：

201109356

指导教师：

李红

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2014年7月14日

目录

1设计原始题目1

1.1具体题目1

1.2要完成的内容1

2设计课题的计算与分析1

2.1设计目的1

2.2设备的选型1

2.3仪用互感器的选择2

3.1电气主接线的设计原则2

3.2牵引变电所110kV侧主接线设计2

3.3牵引变电所牵引侧主接线设计4

4方案比较5

5小结：

6

1设计原始题目

1.1具体题目

设计一中间牵引变电所（变电所容量为50MVA）主接线。

1.2要完成的内容

本次课程设计通过确定中间牵引变电所电气主接线的形式，确定牵引变压器的容量、结线方式及台数。

确定牵引负荷侧电气主结线的形式，要求至少给出两种方案，并进行经济比较。

2设计课题的计算与分析

2.1设计目的

电气主接线一方面从电源系统接收电能，另一方面又通过馈电线路将电能分配出去。

电气主接线的电源回路和用电回路之间采用什么方式连接，以保证工作可靠、灵活是十分重要的问题。

该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置。

这类牵引变电所的电源线路，按保证牵引负荷供电的需要一般要有两回路，主要向牵引负荷和地区负荷供电，桥形接线的中间牵引变电所还有穿越功率通过母线，并向邻近牵引变电所或地区变电所供电。

2.2设备的选型

2.2.1牵引变压器的选择

确定牵引变电所的容量，首先得确定牵引变压器的容量，然后根据经济可靠的要求确定其接线方式、备用方式。

其中备用方式有移动备用和固定备用两种，我国一般采用固定备用方式。

我国牵引变压器采用三相、三相——两相和单相三种类型。

常用的牵引变压器主要有单相接线变压器、单相Vv接线变压器、三相Vv接线变压器、三相YNd11双绕组变压器、斯科特接线变压器。

本设计采用三相YNd11联结牵引变压器，其结构相对简单，又因中性点接地，绕组可采取分级绝缘，因此变压器造价较低。

根据题目给的要求变电所的容量为50MVA选用三相YNd11联结变压器的安装容量为

，所选变压器的型号是SF1-63000/110。

备用方式为固定备用。

2.2.2断路器的选择

断路器的选择目前使用的断路器类型有：

高压断路器、油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、6SF断路器。

，根据GB/T11022《高压开关设备和控制设备公用的技术要求》选择ZN85—40.5/1250—31.5型号的高压断路器。

2.2.3负荷开关与隔离开关的选择

负荷开关只能切断符合电流，应用范围有限制，屋外隔离开关的类型较多。

根据IEC60129《交流隔离开关和接地开关》的技术要求，选择GW4—40.5/1250型

号的高压交流隔离开关。

2.3仪用互感器的选择

仪用互感器包括电压互感器与电流互感器，是测量、监视和保护系统中所必须的电器，对他们的选择除了从装置种类、屋内或屋外安装、结构形式等考虑，还应分别按不同互感器所依据的技术条件来选择。

2.3.1牵引变电所用电压互感器

电压互感器有电磁式和分压式两种型式。

这里我们选用JCC6-110GY2W型油侵式。

2.3.2牵引变电所用的电流互感器

其一次绕组匝数极少，串接于大电流电路中；二次绕组接测量仪表和继电保护装置的电流线圈，负荷阻抗很小。

这是他实质上相当于一台电容很小，励磁电流可忽略的短路变压器，这里我们选用LCWB6-110型。

3.1电气主接线的设计原则

应根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。

根据规划容量，本期建设规模，输送电压等级，进出线回路数，供电负荷的重要性，保证供电平衡，电力系统线路容量，电气设备性能和周围环境及自动化规划与等级条件确定，应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。

3.2牵引变电所110kV侧主接线设计

方案一：

当牵引变电所只有两回电源进线和两台主变压器时，常在电源线路间用横向母线将他们连接起来，即构成桥形接线。

桥形接线要比分段母线接线简化，他减少了断路器的数量，四回电路只用三台断路器，配电装置结构也比较简单。

桥形接线按中间横向桥接母线的位置不同而分为内桥接线和外桥接线。

前者的桥接母线连接在靠变压器侧，而后者则连接在靠线路侧。

内桥适合于线路长，线路故障率高而变压器不许频繁操作的场合而外桥接线则适用于输电线路短，线路故障小，而变压器需要经常操作的场合。

由于本次设计中间变电所还有穿越功率通过母线，并向邻近牵引变电所或地区变电所供电。

采用外桥接线如图3-2所示。

图3-1内桥接线图3-2外桥接线

方案二：

所示的牵引变电所其两会电源线路是从输电线路采用分支连接（又称T型连接）的方式获得。

此时，牵引变电所的进线会较短；同时，又由于此处牵引变电所两回电源线路不是以构成环形电网的方式介入电力系统的，因此牵引变电所高压母线无穿越功率通过。

这种情况下，上述桥形接线的桥路断路器没有任何作用，但考虑运行的灵活性，可在两电源进线间保留带有隔离开关的跨条，这种接线与桥形接线相比，需用高压电器更少，配电装置结构简单，线路继电保护也简单。

图3-3双T主接线

3.3牵引变电所牵引侧主接线设计

牵引侧主接线的设计根据牵引负荷侧馈线数目的多少可采用单母线不分段和单母线分段带旁路母线的接线方式。

图3-4单母线接线

3.3.1单母线结线的特点是

（1）结线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性。

（2）每回路断路器切断负荷电流和故障电流。

检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其他回路不受影响。

（3）检修母线和与母线相连的隔离开关时，将造成全部停电。

母线发生故障时，将是全部电源断开，待修复后才能恢复供电。

3.3.2单母线分段带旁路接线接线

（1）这种接线正常运行时，QS3和所有旁路隔离开关段不开，QF及其它开均闭合，两段工作母线W1和W2并列运行。

正常运行时分段断路器QFd闭合。

两段母线并列运行。

（2）当两段工作母线中的任意一段检查或故障时可保持另一母线不断电继续工作。

（3）其倒闸操作比单母线复杂。

图3-5单母线分段带旁路母线接线

4方案比较

一般的中间及终端式变电所有两种典型的主接线形式。

这类牵引变电所的电源回路，按保证牵引负荷供电的需要一般有两回路，主要向牵引负荷和地区负荷供电。

第一种为高压侧采用外桥接线的三相牵引变电所主接线，设有两台并联用行的三相主变压器，其绕组连接形式为，星三角连接,二次绕组有一相接地并与钢轨连接。

牵引负荷侧因馈线数目较少，采用不分段的单目线接线。

因桥形接线110KV侧有系统穿越功率通过母线，110KV侧设有继电保护装置，27.5KV侧采用馈线断路器100%备用。

第二种高压侧采用简单接线（双T形）的三相牵引变电所主接线，主变压器一般有两台，高压（一次）侧不设线路继电保护与测量仪表；低压（二次）侧每相母线上均装有电压互感器，以供测量和继电保护需要。

由于双T接线向复线牵引网供电，馈线断路器的备用问题十分重要，故牵引负荷侧主接线采用单母线分段带旁路母线的接线方式。

但这种接线高压侧无穿越功率，这样给地区负荷供电不方便，结合经济，安全可靠的比较，本次中间牵引变电所采用外侨加单母线接线的主接线形式。

5小结：

本次设计根据任务书中的数据资料、要求，确定了牵引变压器的容量、型号及三相YNd11接线的接线方式。

确定电气主接线高压侧采用外桥接线的形式，低压测采用单母线接线形式。

馈线采用100%备用的接线方式。

设备的选择主要包括断路器、隔离开关、互感器，最后用Visio软件绘制出了完整的电气主接线图。

本次设计只是做了大体的设计，很多设备的选择需要更细致，继电保护、并联补偿和防雷接地设备没有设计，需要完善。

本次设计只是初步的设计。

参考文献

[1]李彦哲,王果等.电气化铁道供电系统与设计[M].兰州:

兰州大学出版社,2006.181-184..

[2]贺威俊,高仕斌等.电力牵引变电技术[M].西安:

西南交通大学出版社,2002.89-90.

[3]铁道部电气化工程局第一工程处编.电气化铁道施工手册：

牵引变电所[M].中国铁道出版社1995.40-43.

附录：

图6具有外侨接线的单线三相牵引变电所主接线