牵引变电所

牵引供电课程设计报告书

题目中间牵引变电所的电气主接线设计

院/系

电气工程系

(部)

班级

学号

姓名

指导教师

完成时间2013年12月20日

摘要

牵引变电所是电气化铁路的重要组成部分，它直接影响整个电气化铁路的安全与经济运行，是联系供电系统和电气化铁路的桥梁，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是变电所的主要环节，直接关系着整个变电所的电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。

基于上述原因，本文对牵引变电所的结构和接线方式进行了详细的分析和选择。通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同时对主变压器的接线方式进行了研究。通过研究和比较确定了本次设计所采用的主接线方式，并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。短路电流计算是本次设计的关键部分通过计算结果对断路器、隔离开关、电压互感器、母线和避雷器这些电气设备进行了选型及校验。从而，完成了本次课程设计。通过对各种计算结果的校验本文设计得出的结果是合理的、可行的。

关键词：牵引变电所变压器主接线

目录

第1章课程设计目的和任务要求 0

1.1设计目的 0

1.2任务要求及依据 0

1.2.1任务要求 0

1.2.2依据 0

1.3提出解决方案 (1)

第2章方案的比较及选择 (1)

2.1牵引变压器接线形式的比较 (1)

2.2 牵引变压器的选择 (1)

第3章牵引变电所变压器的选择 (2)

3.1牵引变电所的备用方式及选择 (2)

3.2牵引变压器容量的计算 (3)

3.2.1计算容量 (3)

3.2.2校核容量 (3)

3.2.3安装容量和台数 (3)

第4章主接线的设计 (4)

4.1牵引变电所高压侧主接线的选择 (4)

4.2倒闸操作 (4)

4.3牵引变电所馈线侧主接线设计 (5)

第5章牵引变电所的短路计算 (5)

5.1短路点的选取 (5)

5.2短路计算 (5)

第6章高压设备的选取 (8)

6.1110kV侧进线选择 (8)

6.2 27.5KV侧母线的选择 (9)

6.3断路器选取 (9)

6.4隔离开关选取 (10)

6.5电压互感器的选取 (10)

6.6电流互感器的选取 (10)

第7章继电保护 (11)

第8章并联无功补偿 (12)

8.1并联电容补偿装置主接线 (12)

8.2并联无功补偿计算 (13)

第9章防雷 (15)

总结 (16)

参考文献 (17)

附录 (18)

第1章课程设计目的和任务要求

1.1设计目的

通过本课程设计，能够运用电气基础课程中的基本理论和实践知识，正确地解决牵引变电所的电气主接线设计等问题。学习和掌握牵引供电系统在实际生活中的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过牵引变电所的电气主接线设计的训练，提高电气设计能力，学会使用相关的手册及图册资料等。

1.2任务要求及依据

1.2.1任务要求

(1)确定该三相牵引变电所高压侧的电气主结线的形式，并分析其运行方式。

(2)确定牵引变压器的容量、台数和型号。

(3)确定牵引负荷侧的电气主接线的形式。

(4)对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择。

(5)对变电所进行继电保护配置，并进行防雷和接地设计。

(6)用CAD画出整个牵引变电所的电气主接线图。

1.2.2依据

(1)该牵引变电所的供电电源是由电力系统的区域变电所以双边双回路(110kV)的输电形式输送电能的，基准容量100MV A，在最大运行方式下电力系统的电抗标幺值为0.13，最小运行方式下为0.15，高压侧有一定的穿越功率。

(2)该牵引变电所性接触网的供电方式为直供加回流的供电方式，为单线区段，同时以10kV电压给车站电力、照明等地区符合供电，容量计算为1000MV A，还可以提供变电所。

(3)牵引变电器的参数：

额定电压为110/27.5kV,重负荷臂有效电流和平均电流为366A和285A，重负荷臂的最大电流为580A，轻负荷臂的有效电流为322A和243A。

(4)环境资料：

本牵引变电所地区海拔为550米，地层以纱质粘土为主，地下水位为5.5米。该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置，所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。

本变电所地区最高温度为38℃，年平均温度为21℃，年最热月平均最高气温为33℃，年雷暴日为25天，土壤冻结深度为1.2m。

1.3提出解决方案

(1)方案一：高压侧采用内桥形接线两台牵引变压器，一台正常使用，一台作为固定备用，一次侧接在110kV A进线低压侧采用单母线分段的接线方式。

(2)方案二：高压侧采用四台牵引变压器，每两台一组并联运行；另外一组作为固定备用。

第2章方案的比较及选择

2.1牵引变压器接线形式的比较

Y,d11联结牵引变电所的优点是：牵引变压器低压侧保持三相，有利于供三相

N

应牵引变电所自用电和地区三相电力。能很好的适应当一个供电臂出现很大牵引负

Y,d11联结荷时，另一供电臂却没有或只有很小牵引负荷的不均衡运行情况。三相

N

变压器在我国采用的时间长，有比较多的经验，制造相对简单，价格也较便宜。一次侧YN联结中性点可以引出接地，一次绕组可按分级绝缘设计制造，与电力系统匹配方便。对接触网的供电可实现两边供电。缺点主要是牵引变压器容量利用率不高。

单相联接牵引变电所的优点：牵引变压器的容量利用率可达100%，主接线简单，设备少，占地面积少，投资省等。缺点：不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电；对电力系统的负序影响比较大；对接触网的供电不能实现两边供电。

2.2 牵引变压器的选择

通过上面的介绍，本次接线适合选用YN，d11接线变压器，这种变压器高压侧采用Y接线，低压侧采用△接线，这种接线对供电系统的负序影响小。并且低压侧采用△接线，产生的谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注