电力牵引供变电技术课程设计
电力牵引供电课程设计
电力牵引供电系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气姓名：学号：20指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月12日目录1 设计原始题目 (2)1.1 具体题目 (2)1.2 要完成的内容 (2)2 设计课题的计算与分析 (2)2.1 计算的意义 (2)2.2 详细计算 (3)3 小结 (3)4打印说明 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
5装订顺序说明 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
1 设计原始题目1.1 具体题目某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电,牵引变压器类型为110/27.5kV,三相V-v接线,两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。
牵引变电所供电臂长度km 端子平均电流A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A丙21.0 α235 315 917 200 23.5 β180 262 1050 2141.2 要完成的内容根据已知题目,由已知的数据,确定变压器的安装容量,备用方式选为固定备用。
选定变压器后,为该型号的变压器选择相关设备以及各种设备的接线形式。
2 设计课题的计算与分析2.1 计算的意义牵引变压器是牵引供电系统的重要设备,其容量的大小关系到能否完成国家交给的运输任务和运营成本。
从安全运行和经济方面来看,容量过小会使牵引变压器长期过载,将造成其寿命缩短,甚至烧损;反之,如果容量过大,将使变压器长期不能满载运行,从而造成其容量浪费,损耗增加,使运营费用增大。
因此,变压器的容量计算是极其必要的,要根据实际运营情况进行仔细运算,从而确定安装容量。
牵引变电所设计的课程设计
电力牵引供电系统课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：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 (2)2 设计课题的计算与分析 (2)2.1计算的意义 (2)2.2详细计算 (2)2.2.1 牵引变压器容量计算 (2)2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3)2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3)2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3)2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3)2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4)3 小结 (5)参考文献 (6)附录 (7)1 设计原始题目1.1 具体题目《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。
包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。
设计基本数据如表1所示。
SYSTEM2SYSTEM1图1 牵引供电系统示意图表1设计基本数据项目B牵引变电所左臂负荷全日有效值（A）320右臂负荷全日有效值（A）290左臂短时最大负荷（A）410右臂短时最大负荷（A）360牵引负荷功率因数0.85（感性）10kV地区负荷容量（kVA）2*120010kV地区负荷功率因数0.83（感性）牵引变压器接线型式YN,d11牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线左供电臂27.5kV馈线数目 2右供电臂27.5kV馈线数目 210kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用预计中期牵引负荷增长40%如图1所示，牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。
电力系统1、2均为火电厂，其中，电力系统1、2容量分别为250MV A 和200MV A ，选取基准容量j S 为200MV A ，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.13和0.15；在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.15和0.17。
对每个牵引变电所而言，110kV 线路为一主一备。
图1中，1L 、2L 、3L 长度分别为25km 、40km 、20km ，线路平均正序电抗1X 为0.4Ω/km ，平均零序电抗0X 为1.2Ω/km 。
牵引供电系统课程设计报告
2
2.1
本次设计用到了对设备选型的计算，通过计算我们可以正确的选择变压器及各种用电设备，以此达到所设计牵引变电所的正确性、合理性及经济性。
2.2
由题目所知，本牵引变电所采用直接供电方式向复线区段供电，且有穿越电流，担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷）、馈线数目多、影响范围广，应保证安全可靠持续性的供电，主变压器采用单相V-V接线，其绕组结线示意图如图1所示。
5
330－500kV系统保护高压侧为330－500kV的变压器保护用的电流互感器，因系统一次时间常数较大，互感器暂态饱和较严重，则可能导致保护错误动作，因此互感器应保证实际短路工作循环中不致暂态饱和，一般选用TP类互感器，尤其是线路保护考虑到重合闸的问题，要考虑双工作循环的问题，故推荐使用TPY型。
=27.5×220
=6050（KVA）
=27.5×288
=7920（KVA）
校核容量
（2.2）
式中，K为牵引变压器过负荷倍数，取K=1.5。且有
（2.3）
又有题目分析可知， ， ，则根据式（2.2）、（2.3）得
=
=18700（KVA）
安装容量
由前面 知， ，并结合采用的固定备用方式和系列产品。安装容量有10,12.5,16,20,25,31.5,40，50,63,80,100（MVA）等。结合经济性故单相V-V结线牵引变压器的安装容量选用为2×20000（kVA)。
参考文献
[1]陈海军.电力牵引供变电技术[M].中国铁道出版社.2008.1.
[2]贺威俊等.电力牵引供变电技术[M].成都：西南交通大学出版社.1998.
牵引供电系统课程设计报告
电力牵引供电系统课程设计目录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计算的意义 (1)2.2牵引变压器容量计算 (2)2.3牵引变压器类型选择 (3)3. 牵引变电所设计 (4)3.1引变电所110kV侧主接线设计 (4)3.2牵引压器主接线设计 (4)3.3牵引变电所馈线侧主接线设计 (5)4 小结 (8)参考文献 (8)附表牵引变电所电气主结线图 (9)1 设计原始题目1.1 具体题目某牵引变电所戊采用AT供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，SCOTT接线，两供电臂电流归算到27.5KV侧电流如表1所示。
表1具体设计参数牵引变电所供电臂长度km端子平均电流A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A戊24.3 β212 298 1079 1929.6 α92 165 605 150本次设计主要做了变电所AT供电方式下，从电源进线到向供电臂供电的所有接线形式与其所对应的接线方式下变电所的容量设计计算。
1.2 要完成的内容该牵引变电所的主要设计内容如下：(1) 所110kV侧的接线设计。
(2) 牵引变电所馈线侧主接线设计。
(3) 确定电气主结线。
(4) 牵引变压器安装容量计算及选择。
(5) 短路电流计算。
(6) 母线（导体）和主要一次电气设备选择。
2 设计课题的计算与分析2.1 计算的意义按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必需的最小容量，即计算容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器的过负荷能力，此容量为校核容量，这也是确保牵引变压器安全运行所必需的容量，这时就可以按得到的两个容量以及备用方式等条件，来确定实际规格系列的牵引变压器的台数和容量，此为安装容量，牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，从安全运行和经济方面来看，容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧损；反之容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成容量浪费，损耗增加，使运营费用增大，因此，在牵引变压器容量计算时，正确地确定计算条件，以便合理地选定牵引变压器的额定容量，这样就可以做到既节约成本，又可以兼顾牵引变电所长远发展的需求。
牵引供变电D所课程设计
牵引供变电D所课程设计一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握牵引供变电D所的基本原理和应用，能够理解并分析电力系统的基本组成部分，包括发电、输电、变电、配电和用电等环节。
学生应能够运用所学知识进行简单的电力系统设计和分析，培养学生的实际工程能力和创新意识。
在技能方面，学生应掌握基本的电力系统模拟和实验技能，能够运用科学的方法进行数据分析和解决问题。
在情感态度价值观方面，学生应树立正确的科学观和工程观，培养团队合作意识和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括电力系统的基本原理、电力系统的组成部分、电力系统的模拟和实验方法等。
学生将通过学习电力系统的基本概念和原理，理解电力系统的工作原理和运行规律。
通过学习电力系统的组成部分，学生能够了解电力系统各环节的功能和作用，掌握各环节之间的关系和相互作用。
此外，学生还将学习电力系统的模拟和实验方法，通过实际操作和数据分析，培养学生的实际工程能力和创新意识。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用多种教学方法进行教学。
首先，将采用讲授法，系统地介绍电力系统的基本原理和知识，使学生能够掌握电力系统的基本概念和原理。
其次，将采用讨论法，引导学生进行思考和讨论，培养学生的科学思维和创新意识。
同时，将采用案例分析法，通过分析实际案例，使学生能够将所学知识应用于实际问题中。
此外，还将采用实验法，让学生通过实际操作和实验，加深对电力系统的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，将选择与电力系统相关的教材和参考书，以提供学生系统的学习资料。
多媒体资料方面，将准备相关的PPT、视频等资料，以丰富学生的学习体验。
实验设备方面，将准备电力系统的实验设备和器材，让学生能够进行实际的操作和实验。
同时，还将提供网络资源和学习平台，让学生能够进行自主学习和交流。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评估学生的学习成果。
电力牵引供电系统课程设计
电力牵引供电系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 20日1 设计原始资料1.1 具体题目某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V-v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表1所示：试计算牵引变压器的容量,设计牵引电气主接线及断路器的选择。
2 题目分析及解决方案在设计过程中，先按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。
这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。
最后计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），然后按实际系列产品的规格选定牵引的台数和容量，称为安装容量或设计容量。
3 设计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。
牵引变电所（包括开闭所、分区所）的电气主结线是指由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次电气设备，按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所内部的电气主电路。
牵引变电所的电气主结线分为三个部分来分别设计：110kV电源侧的电气主接线、牵引侧的主接线、三相V-v直接供电方式变压器接线[1]。
3.1 牵引变电所馈线侧主接线设计由于27.5kV馈线断路器的跳闸次数较多，为了提高供电的可靠性，按馈线断路器备用方式不同，牵引变电所27.5kV侧馈线的接线方式一般有下列三种：3.1.1 带旁路母线和旁路断路器的接线一般每2至4条馈线设一旁路断路器。
通过旁路母线，旁路断路器可代替任一馈线断路器工作。
这种接线方式适用于每相牵引母线馈线数目较多的场合，以减少备用断路器的数量[1]。
牵引供电课程设计
《牵引供电课程设计》教学大纲课程编号：S08189实习周数：2 学分：2面向专业：电气工程及自动化，方向2制订：电气教研室执笔人：王庆芬审定人：马丽一、目的及任务电气工程及自动化专业学生在学习牵引供电系统专业课之后，应该对所学的关于牵引计算、变压器容量计算、变压器选择、主接线确定、短路计算、继电保护配置与整定计算、二次系统接线、导线及电气设备选择等知识进行系统地总结性设计，课程设计中要求学生对某牵引供变电工程进行设计以满足课题提出的要求。
二、基本要求通过本实习，学生应达到以下要求：能够根据某牵引供变电工程的要求和设计相关资料，完成牵引计算、变压器容量计算、变压器选择、主接线确定、短路计算、继电保护配置与整定计算、二次系统接线、导线及电气设备选择等工作，并绘制出牵引供变电工程系统图的图纸。
三、设计内容1、熟悉资料及有关国家标准。
2、根据所学知识进行牵引供变电设计。
3、画出设计图纸和完成相关设计说明书。
四、主要参考书1、《牵引供电系统分析》（第二版），李群湛编著，西南交通大学出版社，2010年2、《交流电气化铁道牵引供电系统》（第三版），谭秀炳，西南交通大学出版社，2009年3、《电力牵引供变电技术》，贺威俊，中国铁道出版社，2008年五、考核办法1、必须保证课程设计的出勤率，缺席一天以上考核成绩不合格。
2、设计结束时，必须按时上交完整的课程设计说明书，作为带队教师考核的一项依据。
课程设计说明书应包括以下内容：（1）牵引计算、变压器容量计算、变压器选择、主接线确定、短路计算、继电保护配置与整定计算、二次系统接线、导线及电气设备选择、防雷接地。
（2）系统图图纸一张。
3、考核成绩分为5分制（不及格、及格、中、良、优）。
牵引供电课程设计
牵引供电课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握牵引供电的基本原理和设备组成，了解牵引供电系统的运行方式和维护方法，培养学生对电力系统的认识和兴趣。
1.掌握牵引供电系统的定义和作用；2.了解牵引供电系统的设备组成和运行方式；3.熟悉牵引供电系统的维护方法和注意事项。
4.能够分析并解决牵引供电系统的基本问题；5.能够运用所学知识对牵引供电系统进行运行和维护。
情感态度价值观目标：1.培养学生对电力系统的热爱和兴趣；2.培养学生团队合作意识和动手能力；3.培养学生对安全生产的重视和责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括牵引供电系统的定义和作用、设备组成、运行方式和维护方法。
1.牵引供电系统的定义和作用：介绍牵引供电系统的概念，解释其在铁路运输中的重要性。
2.设备组成：介绍牵引供电系统的主要设备，包括接触网、牵引变电所、馈线、牵引网等。
3.运行方式：讲解牵引供电系统的运行原理和方式，包括直流牵引供电系统和交流牵引供电系统。
4.维护方法：介绍牵引供电系统的维护方法和注意事项，包括设备检查、故障处理、安全事故预防等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：通过讲解牵引供电系统的原理和设备组成，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生分组讨论牵引供电系统的运行方式和维护方法，提高学生的思考能力。
3.案例分析法：分析典型牵引供电系统故障案例，培养学生分析问题和解决问题的能力。
4.实验法：安排实验室实践环节，使学生亲自动手操作，加深对牵引供电系统的理解和认识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《牵引供电系统》教材，为学生提供系统性的理论知识。
2.参考书：推荐学生阅读《电力系统》等参考书籍，拓展知识面。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，直观展示牵引供电系统的原理和设备。
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电力牵引供变电技术课程设计
一课程设计题目
电力牵引供变电技术课程设计
二设计目的
1）在学习完“电力牵引供变电技术”和相关课程的基础上进一步加深和巩固所学的知识。
2）掌握电力牵引供变电系统各各部分的工作原理和功能。
3）对电力牵引供变电系统有跟深一步的认识。
三设计内容
1）电气化铁道牵引供电系统组成简述：
牵引变电所和供电臂：牵引变电所的功能是将三相的110KV高压交流电变换为两个单相27.5KV的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网（额定电压为25KV）供电，牵引变电所每一侧的接触网都称做供电臂。
该两臂的接触网电压相位是不同相的，一般是用耐磨的分相绝缘器。
相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的，其间除用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器（或负荷开关）的操作，实行双边（或单边）供电。
牵引网：牵引供电回路的构成是：牵引变电所、馈电线、接触网、
电力机车、钢轨与大地、回流线。
在这个闭合回路中，通常将馈电线、接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。
牵引供电方式分类：由于工频单相交流25KV的牵引网是一种不对称供电回路，势必在其周围空间产生电磁场，从而对邻近的通信和广播设备产生杂音干扰，解决这一问题的途径有两个：一是在通信方面采取加强屏蔽的措施，或将受影响的通信设备迁离影响范围；二是在供电方面采取抑制干扰的措施，随着牵引网所采取的抑制干扰措施的不同，出现了不同的牵引供电方式。
a、BT（吸流变压器）方式:吸流变压器是一种变化为1：1的变压器，其原边串接在接触网Tx内，副边串接在特设的回流线（N）内，每两台BT中间安设一根将回流线与钢轨外接的吸上线。
b、AT（自藕变压器）方式:自藕变压器跨接于接触网（T）和正馈导线（F）之间，其中点与钢轨及治接触网线路同杆架设的保护线（PW）相连形式的AT供电方式。
c、同轴电力电缆方式:这是一种新型的防干扰供电方式，适用于电气化铁路穿越大城市或对净空要求较高的桥梁、隧道等特殊地段。
同轴电力电缆沿着铁路埋设，电缆的内导体作为馈电线与接触网并联；电缆的外导体作为回流线与钢轨相联，每隔一定的距离（约5～10Km）分成一个电缆供电分段。
2）单相接线的牵引变电所的原理图（图1）和AT主接线图（图2），以及单相接线的牵引变压器的工作特点和绕组连接图（图3）：原理电路如图1所示。
牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中
了电力系统三相严重不平衡，需采用平衡变压器和换相连接。
尽管这样能够改善三相不平衡状况，但由于牵引负荷在空间和时间分布上的随机性，使得由此对三相不平衡改善程度受到了限制。
此外换相连接后各供电区段需要用分相绝缘器分隔，而分相绝缘器的存在使电力机车安全平稳性存在较大隐患，制约了高速、重载铁路的发展。
采用有源滤波器的同相供电技术，可以从根本上解决上述问题。
文献提出的基于有源滤波器的同相供电系统方案，不仅能实现三相平衡同相供电，而且能动态补偿谐波和无功，是较理想的新型牵引供电系统方案。
但这些供电系统方案仅局限于BT 供电方式和简单直供方式，不能直接也不宜应用于A T 供电方式。
与BT 和简单直供方式相比，AT 供电方式具有很多优势：通信防护效果好；牵引网阻抗小，供电距离长，变电所数量少；无需在A T 处实行电分段，适合高速、重载列车运行。
当前有不少电气化铁道采用了斯科特变压器和A T 供电方式，如我国北京—秦皇岛、大同—秦皇岛、郑州—武昌等电气化铁路。
我国新建客运专线，也计划采用 A T 供电方式。
其次，由于 A T 供电方式的特殊性，变电所接线方式、牵引网的结构等都与B T和简单直供方式不同，其同相供电系统的平衡变换原理、补偿电流检测算法等也与BT 和简单直供方式大不相同。
所以研究基于AT 供电方式和斯科特变压器的新型同相牵引供电系统，不仅必要而且很有价值。
四收获体会
回顾起此次高速电气化铁路接触网课程设计，至今我仍感慨颇多，的
确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
五参考书目
《电气化铁道供电系统与设计》李彦哲
《电气工程及其自动化生产实习指导书》
六设计时间2007-3-6~~~~2007-3-15。