牵引供电牵引变电所主接线设计

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：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

兰州交通大学

2014年11月28日

1 题目

某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的四个方向供电区段供电，现在已知列车正常情况时的计算容量为10000kVA（三相变压器），以10KV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为3750kVA，各电压侧馈出数目及负荷情况如下所示：25KV回路(1路备):两方向的年货运量与供电的距离分别为:

113260Mt km

Q L=⨯

223025Mt km

Q L=⨯，100kWh/10kt km

q

∆=。10kV共12回路（2路备）。

供电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。本变电所位于电气化铁路的中间，送电线距离15km，主变压器为三相接线。

2 题目分析及解决方案框架确定

由上述资料可知，本牵引变电所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，应保证安全可靠的供电。10kV地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内均为二级负荷，应有足够可靠性的要求。本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。

三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。

根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求，主变压器容量与台数的选择，可设有以下方案：

2×15000kVA的三绕组变压器，因10kV侧地区负荷与总容量比值超过15%，

采用电压为110／27.5／10.5 kVA，结线为0//

Y∆∆两台三绕组变压器同时为牵引负荷与地区电力负荷供电。各绕组容量比为100:100:50。

2.1 方案主接线图

..

110kV

SFS7-16000/110SFS7-16000/110

钢钢

钢

钢

27.5kV A

B

C 110kV

图1 主接线图

3 设计过程

3.1牵引变电所110kV侧主接线设计

按110 kV进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压级馈线数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。

对于此方案，共用两台三绕组主变压器、两回路110 kV进线，线路太长，但是应有线路继电保护设备，故以采用节省断路器数量的内桥结线较为经济合理，如图2所示

110kV

1B

2B

2*16000kVA

10kV 25kV

图2 内桥结线

3.2 牵引变压器计算

（1）牵引变压器不对称系数的计算

①由已知牵引负荷容量，25kV 侧额定电流2e I 及每馈电区电流2a I 、2c I ，见图3（a ）△形绕组中电流分配图，分别为：

210000

231325e I A =

=⨯ （1）

2220.655138a c e I I I A === （2）

其中

2cos 0.8ϕ=（因电流不对称引入的系数k=0.655）

。

ca

I 2∙

A

B

C

bc

I 2∙

ab

I 2∙

c I 2∙

a I 2∙

图3 (a) △形绕组中电流分配

ca

U 2∙

cb

U 2∙

c

I 2∙

ab

U 2∙

ab

I 2∙

a

I 2∙

bc

U 2∙

bc

I 2∙

ca

I 2∙

图3（b ）每相牵引负荷电流与电压向量图

两馈电区电流在△形绕组中分配后，每相绕组电流为:

.

..

(17.8)22221121.733j ab

a c I I I e A

-︒=--= （3） ...

184********.733j c a bc

I I I e A

︒=--= （4）

...

83.12221146.033j ca a c I I I e A

︒=-+= （5）

电流与电压的相量关系如图3（b ）每相牵引负荷电流与电压向量图，其中以

2ab U 为基准相。

10kV 电压侧为三相对称负荷，设3cos 0.9ϕ=则其额定电流3e

I 和△形绕组

中每相电流分别为：

33750

206310.5e I A

=

=⨯ （6） 3.

.

(30)

4.2331193j j e ab I I e e ϕ-︒︒=

= （7）

.

244.23119j bc I e A

︒= （8）

.

124.23119j ca I e A

︒= （9）