电力牵引供电系统课程设计

电力牵引供电系统课程设计报告

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1004

姓名：×××

学号：×××

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

电力牵引供电系统课程设计报告

目录

1 设计原始题目 (1)

1.1 具体题目 (1)

2 设计课题的计算与分析 (1)

2.1 计算的意义 (1)

2.2 接线方式的分析与选择 (2)

3 .牵引变压器容量计算 (5)

3.1牵引变压器的计算容量 (5)

3.2牵引变压器的校核容量 (5)

3.3牵引变压器安装容量 (6)

3.4牵引变压器类型的选择 (6)

4.开关设备的选择 (6)

4.1高压断路器的选择 (6)

4.2高压熔断器的选择 (8)

4.3 仪用互感器的选择 (8)

4.3.1电流互感器的选择 (8)

4.3.2电压互感器的选择 (9)

4.4 隔离开关的选择 (10)

5.绘制电气主结线图 (10)

6.小结 (11)

附录 (11)

电力牵引供电系统课程设计报告

1 设计原始题目

1.1 具体题目

某牵引变电所乙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YN,d11接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。

表1 计算原始资料

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

乙

18.3 α217 295 818 148

13.3 β144 218 637 144

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主要设备，其容量大小关系到运输任务及运营成本，所以进行牵引变压器的容量计算，以便合理选用牵引变压器的额定容量。对三相YN d11接线方式的牵引变压器的计算容量、校核容量分别进行分析及计算，最后确定安装容量和接线设备。

分析题目提供的资料可知，该牵引变电所要负担向区段安全可靠的供电任务，因此采用直接供电方式向复线区段供电的方式，可减轻对邻近通信线路的干扰影响，大大降低牵引网中的电压损失，扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所的数目。

该牵引变电所的设计过程如下:

设该变电所为通过式牵引变电所，则110kV牵引侧的接线设计为内桥接线形式。

在牵引变电所的主变压器采用YN,d11接线形式，在两台牵引变压器并联运行的情况下，当一台停电时，供电不会中断，运行可靠方便。能很好地适应山区单线电气化铁路牵引负荷不均衡的特点。

牵引变电所馈线侧采用复线区段馈线断路器50%备用，且无馈线备用的接线方式，这种接线方便于工作，当工作断路器需要检修时，可有各自的备用断路器来代替其工作，断路器的转换操作比较方便，供电可靠性高。

牵引供电系统（课程设计）

2.2 接线方式的分析与选择

2.2.1牵引变电所110kV 侧主接线设计

此设计中着重考虑满足供电的可靠性和运行操作中的安全、灵活及便利，而利用分段开关将电源及出线平均分配于两段母线，在正常运行时，分段断路器闭合。两段母线并列运行，当一段母线发生故障时，分段断路器QFd 自动断开，使故障段解列，从而可以保证另一段母线能够正常工作，缩小了故障停电范围，因此采用如图1所示内桥接线。

依据该牵引变电所负荷等级，要求两路电源进线，因有系统功率穿越，属通过式变电所，110kV 侧采用图1所示的内桥接线。由于外桥接线适合于输电距离较短，线路故障会较少，而变压器需要经常操作的场合，这种接线方便于变压器的投入及切除，而切除一条线路时，需要同时断开两台变压器，造成一台变压器的短时停电，所以若考虑经济运行也可采用图2所示的外桥接线。

图1 内桥接线 图2 外桥接线

电源侧 L1 L2 QF2

QF1 QS2 QS2 QS1 QF1 T2 T1 电源侧 L2 QS4 L1 QS1 QS3 QS5 QS2 QF2 QF1 QF T1 T2

电力牵引供电系统课程设计报告

2.2.2 三相YN,d11变压器主接线

三相YN,d11接线变压器用于直接供电方式或吸流变压器供电方式中。变压器高压侧绕组以星形方式与电力系统的三相相联接。变压器低压侧绕组接成三角形，其中c 端子的一角经电流互感器接至接地网和钢轨（吸流变压器供电方式时接回流线）；另两角（变压器a 、b 端子）分别经电流互感器、断路器和隔离开关引接至牵引母线。两台变压器可并联工作；也可一台工作，另一台固定备用。如图6（见附录）所示。

2.2.3牵引变电所27.5kV 馈线侧主接线设计

由于27.5kV(或55kV)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：

（1）馈线断路器100%备用的接线

如图3所示。这种接线当工作断路器需检修时，即由备用断路器代替。断路器的转换操作方便，供电可靠性高，但一次投资较大。

图3 馈线断路器100%备用的接线

（2）馈线断路器50%备用的接线

如图4所示。此种接线用于单线区段，牵引母线同相的场合和复线区段，每相母线只有a 相母线 b 相母线 左臂下行 右臂上行 左臂上行 右臂下行 左臂下行 右臂上行

左臂上行