变电所主接线设计

1、课程设计报告课 程 电气化铁道供电系统与设计 题 目 牵引变电所乙电气主接线设计 学 院 自动化与电气工程学院 年 级 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 设计时间 目 录目 录I1 设计原始资料11.1 题目1题目1选题背景1过程论述11.2 题目分析及计算2牵引变压器的计算容量2牵引变压器的校核容量2牵引变压器的安装容量22 设计过程32.1牵引变压器类型选择32.2主接线设计3电源侧主接线3牵引变压器主接线3牵引侧主接线42.3设备选型6继电器的选择6电流互感器的选择7 电压互感器的选择（作用）8断路器的选择8小结9参考文献10附录111 设计原始资料1.1

2、题目题目某牵引变电所甲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三相接线，两供电臂电流归算到27.5Kv侧电流如下表所示。表1-1 主要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乙18.320228080313313.3129203622129选题背景牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了

3、解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。1.1.3过程论述1首先计算牵引变压器的容量主变压器选定了三相YN,d11接线变压器为甲牵引变电所的主牵引变压器。为了经济合理的选择牵引变压器容量，计算分3个步骤进行：确定计算容量按正常运行的计算条件求出主变压器供应牵引负荷所必须的最小容量。确定校核容量按列车紧密运行的计算条件并充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量。安装容量根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式）等，最后按变压器实际产品的规格所确定的变压器台数与容量。2根据给定的参数，对照断路器技术指标选定断路器的个数以及型号。3画出牵引变电所的主接线，牵引变电所的主接线由电源测、主变

4、压器、牵引侧3部分主接线组成。而电气主接线是指由隔离开关、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，按照工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所能不的电气主接线。1.2 题目分析及计算1.2.1牵引变压器的计算容量计算容量主要由各供电臂的负荷来决定，各供电臂的负荷就是牵引变电所的馈线电流。牵引变电所的馈线电流由牵引计算的结果和线路通过能力及行车量等条件决定。 （1-1）其中为温度系数，取0.9，U为牵引侧电压，为27.5KV，=280A，=203A，代入可得：S=17.1MVA.1.2.2牵引变压器的校核容量 （1-2）其中为温度系数，取0.9，U

5、为牵引侧电压，为27.5KV， =590A, =203A,代入可得：= 32.5MVA.这里三相YN,d11变压器的过负荷倍数为1.5，所以可得该变压器的校核容量为： =21.6MVA （1-3）1.2.3牵引变压器的安装容量牵引变压器的安装容量是在计算容量和校核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格确定的变压器台数与容量。确定安装容量除了计算容量和校核容量外，主要考虑的因素是备用方式。这里牵引变压器采用固定备用。根据上面计算出的计算容量和校核容量，选择两者中的较大者，并按采用的备用方式，牵引变压器安装容量为2×31.5MVA。 2 设计过程2.1牵引变压器类型选择当牵

6、引变压器的计算容量和校核容量确定以后，选择两者中的大者，并按采用的备用方式、牵引变压器的系列产品（额定容量优先级为R10系列，即10000，12500，1600，20000，25000，31500，40000，50000，63000，80000，100000（KVA）等）以及有否地区动力负荷等诸因素，即可确定牵引变压器的安装容量。本设计中选择牵引变压器安装容量为2×31500KVA。牵引变压器选择用SF1-31500/110型三相双绕组牵引变压器，其技术指标如下表所示（都归算到27.5 kV侧）：表2-1 SF1-31500/110型三相双绕组牵引变压器主要技术指标设备型号额 定 容

7、 量（ kVA）额 定 电 压（kV）额 定电 流（A）损耗（kV）阻 抗电 压（%）空 载电 流（%）连 接 组 别SFY-31500/1103150027.566014810.52三相YN,d112.2主接线设计电源侧主接线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它们连接起来，即构成桥形接线。根据中间横向母线的位置不同而分为内桥接线和外桥接线两种，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。内桥接线适用于线路故障较多的场所，外桥接线适用于变压器故障较多的场所，而变压器又不需要频繁的操作，故在此选内桥接线。牵引变压器主接线在乙变电所中采用三相YN，

8、d11牵引变压器，当采用直接供电方式时，原边绕组接成Y接线，低压侧两边绕组，各取一端联至27.5 kV的a相和b相母线上，它们的公共端接至接地网和钢轨。三相双绕组YN，d11接线牵引变电所如图2-1（a）。直接供电方式下三相YN，d11变压器主接线如图2-1(b)。 （a）三相双绕组YN，d11接线牵引变电所 (b) 三相YN，d11牵引变压器的主接线 图2-1 牵引侧主接线27.5 kV侧馈线的接线方式按馈线断路器备用方式不同可分为三种接线方式，馈线断路器100%备用的接线，馈线断路器50%备用方式，带旁路母线和旁路断路器的接线。这里采用第二种接线，其连接方式如图2-2。 (a) 27.5K

9、v侧的接线 （b）55Kv侧的接线图2-2牵引侧主接线2.3设备选型继电器的选择22.3.2电流互感器的选择电压互感器的选择（作用）1给重合闸提供必要信号，一条线路两侧重合闸的方式要么是检无压，要么是检同期，线路PT可以为重合闸提供电压信号。 2现在部分线路PT时用的电容式电压互感器，可以为载波通信提供信号通道。 3目前对一些特殊的供电用户线路提供计量电压4将系统高电压转变为标准的低电压（100v）,为仪表、保护提供必要的电压。5与测量仪表相配合，测量线路的相电压与线电压；与继电保护装置相配合，对系统及设备进行过电压、单相接地保护。6隔离一次设备与二次设备，保护人身和设备的安全2.3.4断路器

10、的选择1由线路的计算电流来决定断路器的额定电流。2断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。3按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力。4按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍。5按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。小结此次课程设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了牵

11、引变压器的用途及工作原理，熟悉了牵引变压器的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次课程设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。 课程设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。 但是课程设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为祖国建设事业添上自己的微薄之力。参考文献1. 李彦哲，胡彦奎，王果，张蕊萍.