牵引变电所I电气主接线设计-17页文档资料
牵引变电所电气主接线设计Word版
课程设计报告书所属课程名称供变电技术课程设计题目牵引变电所电气主接线设计分院专业班级学号 20 0210470学生姓名指导教师20 年月日课程设计任务书专业电气工程及其自动化班级姓名一、课程设计（论文）题目牵引变电所电气主接线设计二、课程设计（论文）工作：自20年月日起至年月1 日止。
三、课程设计（论文）的目的及内容要求：1.设计课题：牵引变电所电气主接线设计2.设计目的：①通过该设计，使学生初步掌握交流电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法；②熟悉有关设计规范和设计手册的使用；③基本掌握变电所主接线图的绘制方法；④锻炼学生综合运用所学知识的能力，为今后进行工程设计奠定良好的基础。
3.设计要求：①按给定供电系统和给定条件，确定牵引变电所电气主接线。
②选择牵引变电所电气主接线中的主要设备。
如：母线、绝缘子、隔离开关、熔断器、断路器、互感器等。
选择时应优先考虑采用国内经鉴定的新产品、新技术。
③提交详细的课程设计说明书和牵引变电所电气主接线图。
学生签名：( )20年月日课程设计（论文）评阅意见评阅人职称20 年月日目录第一章牵引变电所主接线设计原则及要求 (6)1.1 概述 (6)1.2 电气主接线基本要求 (6)1.3 电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 (7)第二章牵引变电所电气主接线图设计说明 (8)第三章短路计算 (9)3.1短路点的选取 (9)3.2短路计算 (9)第四章设备及选型 (12)4.1硬母线的选取 (12)4.2支柱绝缘子和穿墙导管的选取 (15)4.3高压断路器的选取 (16)4.4高压熔断器的选取 (17)4.5隔离开关的选取 (18)4.6电压互感器的选取 (19)4.7电流互感器的选取 (20)4.8避雷器的选取 (21)第五章参考文献 (22)第一章牵引变电所主接线设计原则及要求1.1 概述牵引变电所（含开闭所、降压变电所）的电气主接线，是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。
(整理)牵引变电所I电气主接线设计
目录第1章设计思路 (2)1.1 设计的目的 (2)1.2 设计的要求 (2)1.3 设计的依据 (2)1.4 设计方案 (3)1.4.1 设计方案比较 (3)1.4.2 备用的选择 (4)第2章牵引变压器的选择 (5)2.1 参数的定义 (5)2.2 牵引变压器容量计算 (5)2.3 中期变压器容量估算 (5)2.4 牵引变压器的电压损失计算 (6)第3章牵引变电所主接线设计 (7)3.1 主接线要求 (7)3.2 变电所110kV侧主接线设计 (8)3.3 变电所27.5kV侧主接线设计 (9)第4章短路电流的计算 (9)第5章设备的选择 (12)5.1 110kV侧进线的选择 (12)5.2 27.5kV侧母线的选择 (13)5.3 开关设备的选择 (13)5.3.1 110kV侧开关设备的选择 (13)5.3.2 27.5kV侧开关设备的选择 (15)5.4 电流互感器的选取 (17)第6章继电保护拟定 (18)6.1 继电保护的任务 (18)6.2 继电保护的要求 (19)6.3 继电保护配置 (19)第7章并联无功补偿装置 (20)第8章变电所防雷设计 (22)第9章设计结论 (22)参考文献 (23)第1章设计思路1.1 设计的目的通过对牵引变电所I电气主接线的设计，可以初步掌握电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法。
基本掌握变电所主接线图的绘制方法，锻炼自己综合运用所学知识的能力，熟悉有关设计规范，将所学的理论知识与实际设计相结合，建立一个对牵引变电所的供电系统的概念模型，为今后进行工程设计奠定良好基础。
1.2 设计的要求(1)确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行时的运行方式。
(2)确定牵引变压器的容量、台数及接线方式。
(3)确定牵引负荷侧电气主接线的形式。
(4)对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择。
(5)设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置。
电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计
电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计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解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。
标签：牵引变电所；铁路；牵引变压器1 牵引变电所主结线的选择牵引变电气主接线是变电所设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。
主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性，灵活性和经济性是密切相关的，而且对电气设备的选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
因此必须合理的确定主接线。
电气主结线应满足的基本要求①首先保证电力牵引负荷，运输用动力，信号负荷安全，可靠供电的需要和电能质量。
②具有必要的运行灵活性，使检修维护安全方便。
③应有较好的经济性，力求减小投资和运行费用。
④应力求接线简捷明了，并有发展和扩建的余地。
1.1 高压侧电气主结线的基本形式1.1.1 单母线接线如图1-1所示，单母线接线的的特点是整个的配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。
同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守以下操作顺序：对馈线送电时必须先和1QS和2QS在投入1QF；如欲停止对其供电必须先断开1QF然后断开1QS和2QS。
单母线结线的特点是：（1）结线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性。
（2）每回路断路器切断负荷电流和故障电流。
检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其他回路不受影响。
（3）检修母线和与母线相连的隔离开关时，将造成全部停电。
母线发生故障时，将是全部电源断开，待修复后才能恢复供电。
这种结线方式的缺点是母线故障时、检修设备和母线时要造成停电；适用范围：适用于对可靠性要求不高的10～35kV地区负荷。
牵引变电所电气主接线设计毕业设计（论文）
牵引变电所电⽓主接线设计毕业设计（论⽂）⽬录摘要 ································································································· .I第1章设计的原始资料. ·······················错误！未定义书签。
1.1 题⽬ ······································································································错误！未定义书签。
牵引变电所I电气主接线设计
牵引变电所I电气主接线设计1.牵引变电所I电气主接线设计的目标-确定主要设备的布置和互连方式；-确定主接线的线路参数，包括电压、电流、频率等；-确保系统的电气安全和运行可靠性；-降低电气系统的损耗和能耗。
2.牵引变电所I电气主接线布置-变压器应根据变电所的总负荷和主干线的长度合理布置；-开关装置和保护装置应布置在方便操作和维护的位置；-配电装置应根据需要布置在合适的位置，以便分配电能给各个牵引线路。
3.1线路参数线路参数包括电压、电流和频率等。
根据牵引系统的要求确定主接线线路参数，保证系统的稳定运行。
电压等级一般为~25kV、电流一般为1000A以上。
频率一般为50Hz或60Hz。
3.2接线方式选择合适的接线方式，以满足牵引系统对电气连接的要求。
常见的接线方式包括直接连接、变压器联络、开关柜联络等。
3.3线路保护和控制为了提高主接线的安全性和可靠性，应配置相应的保护和控制装置。
包括过载保护、短路保护、接地保护等。
3.4地线设计地线设计是牵引变电所I电气主接线设计中的重要部分。
地线的设计应根据实际情况确定，确保接地电阻和触电等级符合要求。
4.牵引变电所I电气主接线设计实例以牵引变电所为例进行说明。
-输入电压：~220kV-输出电压：~25kV-输出电流：2000A-频率：50Hz根据上述要求，可以采取以下主接线设计方案：-输入侧：采用变压器联络的方式连接输入电源和变压器，输入变压器应配备过载保护和短路保护装置。
-输出侧：采用开关柜联络的方式连接变压器和牵引线路，牵引线路应配备过载保护、短路保护和接地保护装置。
-配电装置：根据需要在牵引变电所内设置配电柜，将电能分配给各个牵引线路，同时应配备相应的保护和控制装置。
在设计过程中，还应考虑其他因素，例如牵引变电所的占地面积、操作和维护的便利性等。
总结：牵引变电所I电气主接线设计是牵引系统设计中的重要环节。
设计应满足牵引系统的需求，保证系统的安全和可靠运行。
牵引变电所电气主接线
•（二）外桥式接线：连接桥设在线路侧（即靠 （二）外桥式接线 外桥式接线： 近线路断路器），其特点是：每一主变压器回路 均设有断路器. 均设有断路器.
1、运行分析：
（1）当变压器发生故障或需检修时，只需断开 主变压器回路的断路器，并不影响线路的正 常供电； （2）当线路发生故障或停电检修时，将使与 该线路连接的变压器短时中断运行，经转换 操作后方可恢复供电
牵引变电所电气主接线
桥式接线
重点：（1）电气主接线图形符号； 重点 （2）内桥式接线的运行分析。 难点：（1）系统功率穿越的概念： 难点 （2）外跨条的作用。 授课班级： 授课班级：981 授课日期：2000.4.11 授课日期： 授课人： 授课人：郑社宁
第一节 电气主接线概述
1、什么叫电气主接线？ 什么叫电气主接线？
（一）内桥式接线：连接桥设置在靠变压器侧。 内桥式接线：
1、运行分析：
（1）正常运行时： 正常运行时： 9G、10G断开，其它开关 闭合，使系统功率 10G断开，其它开关 从桥断路器穿越。 当一路电源供电，一路电源备用， （2）当一路电源供电，一路电源备用，任一断 路器（DL1）检修时： 路器（DL1）检修时： 闭合跨条开关，断开1DL， 闭合跨条开关，断开1DL，再断开 1G、3G即 3G即 可。 当任一主变压器（ 故障时： （3）当任一主变压器（如B-1）故障时： 与故障变压器连接的两台断路器1DL、3DL都 与故障变压器连接的两台断路器1DL、3DL都 必须断开，暂时中断系统功率穿越。 恢复供电的办法： 闭合9 闭合9G、10G；断开1DL、3DL；打开7G；再 10G；断开1DL、3DL；打开7 闭合1DL、3DL；打开9 闭合1DL、3DL；打开9G、10G即可。(外跨条的作 10G即可。( 用）
电气主接线设计
电气主接线设计摘要电气主接线(main electrical connection scheme)按牵引变电所和铁路变、配电所（或发电所）接受（输送）电能和分溜配电能的要求，表征其主要电气设备相互之间连接关系的总电路。
通常以单线图表示。
电气主接线中表示的主要电气设备有电力变压器、发电机、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及p带旁路母线接线、桥型接线和双T接线（或T形）分支接线等。
电气主接线包括从电源进线侧到各级负荷电压侧的全部一次接线，有时还包括各类变、配电所（或发电所）的自用电部分、后者常称作自用电接线。
电气主接线反应了牵引变电所和铁路变、配电所（发电所）的基本结构和功能。
关键词：电气主接线；方式；原则；展望与未来第一部分，电气主接线电气主接线是变电站电气部分的主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的配置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。
因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分重要的。
本论文研究的电气主接线，主要针对高压配电网中110kv变电站高压电气主接线的设计。
随着城市电网和农村电网的三年改造结束，目前220kv及以上电压级的骨干网架已基本形成，110kv 变电站的地位大多数已变成了中间变电站和终端变电站，直接与用户相关联，是实现电能传递的关键环节，首先从探讨变电站电气主接线方式的分析原则入手，对常用110kv中间变电站主接线方式进行分析：单母接线方式、内桥加跨条接线方式以及四角形接线方式。
并且进行综合比较、评价，最后讨论了110kv 变电站电气主接线方式的现状与展望。
一、研究的意义电气主接线是变电站电气部分主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性的作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。
牵引变电所-电气主接线与配电装置
• 主控制盘：装有对断路器进行距离控制的开关、按钮、信
号灯、电流表、电压表、功率表等，并在盘面上绘制出相应 的模拟主电路。
• 继电保护盘：装有各种继电保护的电器设备，或者由专门
的成套保护屏盘组合而成。
• 中央信号盘：装有变电所中各种事故和预告信号装置设备，
预告信号装置功能。不正常运行时，应能发出与事故音
响相区别的音响信号（如警铃）并使相应光字牌亮灯。
3. 事故信号、预告信号装置应能进行装置功能状态良好与 否的试验，以便经常检查。
4.
事故、预告信号音响应能手动或自动复归。光字牌显示
则应保留至故障消除、恢复正常运行后，方允许手动或自动复
归。
测量系统
• 牵引变电所主要测量表计功用及其配置。
• 直流供电系统的特殊情况：
（以地铁直流牵引网馈线快速开关为例）
1. 通常将整流机组出线的电源快速开关称为“总闸”，而每回路 直流馈线快速开关称为“分闸”，通过馈线对双边供电的牵引 网供电。
2. 当总闸跳开后，各分闸必须断开，形成对侧变电所单边供电。 称为总闸与分闸的联跳。
3. 当直流馈线或接触网发生故障时，两侧的快速开关均应跳闸。 为了加速切除故障，提高供电的可靠性，一般还设有“双边联 跳”，将跳闸信号通过联跳导线传送至对端变电所，使对端快 速开关立即跳闸，以弥补对端延时保护带来的缺陷。
• 交流系统绝缘状况监测
三相小接地电流系统，单相接地故障通常允许短时持续运 行，但为防止出现相间短路，应设置绝缘监测装置。
三相交流系统一相接地（或绝缘电阻显著降低）时，因三 相电压不对称，将产生零序分量电压。由此可构成相应的绝缘 监测装置，通常由三相五柱式电压互感器获得并触发相应信号 装置。
牵引变电所主接线
电气主接线
有母线的主接线 无母线的主接线
单母线接线
单 母 线 接 线 单母单 母线线 分分段段接 线接线
单母线分段带旁路母线接线
双母线接线
3/2断 路 器 接 线
双母线接线 双母线分段接线 双母线分段带旁路母线接线
变压器－母线组接线
桥型接线
内桥接线
外桥接线
分分支支 接接 线线（双T接线）
单元接线
角形接线
▉ 单母线隔离开关分段接线
以隔离开关分段时： 若任一段母线(I段或Ⅱ段)及
其母线隔离开关停电检修，可以 通过事先断开分段隔离开关QS1， 使另一段母线的工作不受影响。
但当分段隔离开关QS1投入， 两段母线同时运行期间，若任一 段母线发生故障，仍将造成整个 配电装置的短时停电。只有在用 分段隔离开关QS1将故障段母线 隔开后，才能恢复非故障段母线 的运行。
的调度要求；
水泥等基建材料；
当需要进行检修时，应能够很方应便经地济使合断理路地器选、择母主线变及压继器电的保型护式设、
备退出运行进行检修，而不致影容响量电和力台网数的，运要行避或免停出止现对两用次户变供压电，；
必须能够容易地从初期接线过渡以到减最少终变接压线器，的以电满能足损扩耗建。的要求。
▉ 电气主接线分类
电气主接线
电气主接线概述 电气主接线举例
电气主接线概述
一、电气主接线的概念 二、电气主接线图 三、电气主接线分类 四、倒闸作业注意事项 五、系统功率穿越 六、分支接线（双T接线） 七、线路变压器组接线 八、单母线接线
▉ 电气主接线的概念
变电所的电气主接线是指由断路器、隔离开关、互 感器、避雷器、主变压器、母线和电缆等高压一次 设备，按一定的顺序联接起来用于表示接受和分配 电能的电路。 反映变电所的基本结构和性能，在运行中表明电能 的输送和分配关系、一次设备的运行方式，成为实 际运行操作的依据。
铁路牵引变电所一次主接线设计
铁路牵引变电所一次主接线设计作者：宋新峰来源：《建筑建材装饰》2014年第08期摘要：众所周知，我国铁路电气化事业起始于1956年。
目前，沿着跨越式发展思路掀起修建高速客运专线的高潮，电气化铁道迎来了新的发展机遇。
我国将由电气化铁路大国迈入电气化铁路强国，我国的电气化铁路将达到世界先进水平。
关键词：铁路牵引；主接线设计；主变压器容前言电气化铁道技术由铁道供电技术与电力机车技术铁道供电技术组成。
铁道供电技术是向运行中的电力机车提供安全、可靠、优质的电能。
同时还要协调好电力系统同牵引供电系统的关系；接触网同电力机车的关系（特别包括弓网关系）。
铁道供电又分成牵引供电（供电、变电和远动）与接触网两个专业。
1.牵引供电系统各部分的功用简述1.1牵引变电所牵引变电所的作用是将110kV(或220 kV)三相交流高压电变换为27.5(或55)kV，然后以27.5(或55)kV的电压等级向牵引网供电。
1.2接触网接触网是一种悬挂在电气化铁道线路上方，并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。
电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。
接触网的额定电压为25kV。
1.3馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，把牵引变电所变换后的电能送电线一般为大截面的钢芯铝绞线。
1.4轨道在非电牵引情形下，轨道只作为列车的导轨。
在电气化铁道，轨道除仍具上述功用外，还需要完成导通回流的任务，是电路的组成部分。
1.5回流线连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线，它也是电路的组成部分，其作用是将把轨道、地中的回路电流导入牵引变电所。
1.6分区所在电气化铁道上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻两变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开。
若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区所。
1.7开闭所某些远离牵引变电所的大宗负荷，如枢纽站、电力机务段等，接触网按作业及运行的要求需要分成若干组，需要多条供电线路向这些接触网分组供电，一般采取在大宗负荷附近建立开闭所的办法来解决。
牵引变电所主接线设计
目录目录 (1)第1章课程设计目的和任务要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计依据 (1)第2章牵引变电所变压器的选型 (2)2.1牵引变压器的优缺点 (2)2.2牵引变压器的备用方式 (2)2.3变压器的容量 (3)2.3.1容量计算 (3)2.3.2安装容量和台数 (4)第3章主接线设计 (4)3.1.1 倒闸操作 (5)第4章短路计算 (6)4.1短路计算的目的 (6)4.2短路点的选取 (7)4.3短路计算 (7)第5章高压设备的选择 (9)5.1母线的选择 (9)5.1.1 110kV侧高压进线的选择 (9)5.1.2 27.5kV侧母线的选择 (10)5.2高压断路器的选取 (11)5.2.1 110KV侧断路器选取 (11)5.2.227.5kV侧断路器选取 (12)5.3隔离开关的选取及校验 (13)5.3.1110kV侧隔离开关选取 (13)5.3.227.5kV侧隔离开关选取 (13)5.4电压互感器的选取 (14)5.5电流互感器的选型和校验 (15)5.5.1110kV侧电流互感器的选取 (15)5.5.227.5kV侧电流互感器的选取 (16)第6章并联无功补偿 (17)6.1并联电容补偿的作用 (17)6.2并联电容补偿装置主接线及元件作用 (17)6.3并联无功补偿计算 (18)第7章继电保护 (20)7.1继电保护的任务和要求 (20)7.1.1继电保护的任务 (20)7.1.2继电保护基本要求 (20)7.2电力变压器继电保护的选择 (21)第8章防雷保护 (21)8.1避雷装置的选取 (21)参考文献 (22)第1章课程设计目的和任务要求1.1设计目的本课程设计较系统的阐明了牵引变电B设计的基本方法和步骤。
重点在于对牵引变压器的选择、牵引变压器的容量计算、运行技术指标的计算；电气主接线的设计；导线的选择。
分章节进行阐述，经过多方面的校验，从经济实用的角度出发，力求设计出一套较优的方案。
中心牵引变电所的主接线设计
2010级牵引供电课程设计牵引供电课程设计报告书摘要随着现代经济的迅猛发展，电力机车已经成为出行必不可少的工具。
牵引变电所能够把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统。
通过负荷计算确定牵引变压器的容量、型号、台数。
按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线图。
对短路电流进行计算，包括高压侧输电线的短路计算和变压器低压侧短路计算，根据短路计算结果对主要的一次设备进行选择和校验，对牵引变压器和馈线配置继电保护。
对牵引变电所进行防雷和接地设计。
本次设计的电气主接线图，高压侧采用单母线接旁路母线的形式，牵引变压器用Vv接线运行，运用Auto CAD绘制出电路主接线图。
关键词：主接线变压器 Vv接线目录第1章课题的设计目的和任务要求 11.1 设计目的 11.2 设计要求 11.3 设计依据 1第2章方案的拟定 22.1 变压器的备用形式 22.2 牵引变压器容量的选择 22.3 牵引变压器型号的选择 4第3章主接线图的设计 53.1 电源侧主接线 53.1.1 电气主接线图的接线形式 53.1.2 电源侧主接线的拟定 73.1.3 电源侧主接线的拟定 73.2 倒闸操作 73.3 牵引侧主接线 83.3.1 牵引侧主接线的方式 83.3.2 馈线断路器接线方式拟定 9 第4章短路计算 104.1 短路计算的目的 104.1.1 短路的原因 104.1.2 短路的危害 104.1.3 短路计算的目的 104.2 短路点的选取 114.3 短路计算 114.3.1 电力系统计算短路图 11 4.3.2 短路计算 11第5章设备的选择 145.1电源进线的选择计算 145.1.1 电源进线的要求 145.1.2 电源进线的选择计算 155.1.3 室外110kV进线侧母线的选择 15 5.2 高压断路器的选择 165.2.1 高压断路器的选择 165.3 电压互感器和电流互感器的选择 17 5.3.1 电压互感器的选择 175.3.2 电流互感器的选择 175.4 室外110kV母线的选择 18第6章继电保护 196.1 继电保护的定义 196.2 继电保护基本要求 196.3 电力变压器继电保护的选择 19第7章电压水平的改善 207.1 接触网功率因数低的主要原因 20 7.2 串联电容补偿 20第8章防雷保护 21第9章结论 22参考文献 23第1章课题的设计目的和任务要求1.1 设计目的国家铁路为了保证电气化铁道供电安全可靠运行，也要求供电设备最经济的利用，因此选择合适容量的变压器是很有现实意义的。
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目录第1章设计思路 (1)1.1 设计的目的 (1)1.2 设计的要求 (2)1.3 设计的依据 (2)1.4 设计方案 (2)1.4.1 设计方案比较 (3)1.4.2 备用的选择 (3)第2章牵引变压器的选择 (4)2.1 参数的定义 (4)2.2 牵引变压器容量计算 (4)2.3 中期变压器容量估算 (5)2.4 牵引变压器的电压损失计算 (5)第3章牵引变电所主接线设计 (6)3.1 主接线要求 (6)3.2 变电所110kV侧主接线设计 (7)3.3 变电所27.5kV侧主接线设计 (7)第4章短路电流的计算 (7)第5章设备的选择 (9)5.1 110kV侧进线的选择 (9)5.2 27.5kV侧母线的选择 (9)5.3 开关设备的选择 (9)5.3.1 110kV侧开关设备的选择 (10)5.3.2 27.5kV侧开关设备的选择 (11)5.4 电流互感器的选取 (13)第6章继电保护拟定 (14)6.1 继电保护的任务 (14)6.2 继电保护的要求 (14)6.3 继电保护配置 (14)第7章并联无功补偿装置 (15)第8章变电所防雷设计 (16)第9章设计结论 (16)参考文献 (17)第1章设计思路1.1 设计的目的通过对牵引变电所I电气主接线的设计，可以初步掌握电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法。
基本掌握变电所主接线图的绘制方法，锻炼自己综合运用所学知识的能力，熟悉有关设计规范，将所学的理论知识与实际设计相结合，建立一个对牵引变电所的供电系统的概念模型，为今后进行工程设计奠定良好基础。
1.2 设计的要求(1)确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行时的运行方式。
(2)确定牵引变压器的容量、台数及接线方式。
(3)确定牵引负荷侧电气主接线的形式。
(4)对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择。
(5)设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置。
(6)用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。
1.3 设计的依据包含有H 、I 两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。
图1 牵引供电系统示意图图1中，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，选取基准容量j S 为100MV 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0.12和0.14； 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0.21和0.26。
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25km 、40km 、20km 。
线路平均正序电抗1X 为km /4.0Ω, 平均零序电抗0X 为km /2.1Ω。
1.4 设计方案方案一：三相YNd11联结牵引变电所方案二：三相Vv 联结牵引变电所设计步骤：(1)根据所给数据，求计算容量、校核容量和安装容量,选择变压器型号(2)进行短路电流计算，选择校验断路器、隔离开关、电压及电流互感器。
(3)并联无功补偿的设计(4)防雷接地保护设计1.4.1 设计方案比较方案一：Vv接线主接线简单，设备投资少。
供电可靠，利用率高。
电压必须是线电压，对于供电和绝缘设备的投入相对比较高。
Vv接线采用两只全绝缘电压互感器一次收尾相连分别连接到ABC三相监测电压。
这样一次侧没有接地，在系统发生单相接地故障的时候Vv接线方式不容易引起系统谐振。
但是这种方式一般应用在35kV以下的系统，同时测量的是线电压，不能测量相电压，也不能监测系统单相接地故障。
方案二：YNd11接线制造简单，价格比较便宜，可实现双边供电。
但主接线比较复杂，投资较多。
YNd11接线有利于变电所用电和地区三相电力，一台停运时供电不中断，方便可靠。
有较好的抗频繁短路能力，短时严重过负荷和三相负荷不平衡的承受能力强。
三相负荷不平衡时，特别是单项短路时，三相中性点将产生偏移，从而使各相电压相差很大，影响安全。
综合考虑，选三相YNd11接线的变压器。
1.4.2 备用的选择牵引变压器在检修或发生故障时，都需要有备用变压器投入，以确保电气化铁路的正常运输。
在大运量的双线区段，牵引变压器一旦出现故障，应尽快投入备用变压器，显得比单线区段要求更高。
备用变压器投入的快供，将影响到恢复正常供电的时间，并且与采用的备用方式有关。
备用方式的选择，必须从实际的电气化铁路线路、运量、牵引变电所的规模、选址、供电方式及外部条件(如有无公路)等因素，综合考虑比较后确定。
我国的电气化铁路牵引变压器备用方式有以下两种。
(1)移动备用采用移动变压器作为备用的方式称为移动备用。
采用移动备用方式的电气化区段每个牵引变电所装设两台牵引变压器正常时两台并联运行。
所内设有铁路专用岔线。
备用变压器安放在移动变压器车上停放于适中位置的牵引变电所内或供电段段部以便于需要作为备用变压器投人时缩短运输时间。
在供电段所辖的牵引变电所不超过5～8个的情况下,设一台移动变压器其额定容量应与所辖变电所中的最大牵引变压器额定容量相同。
当牵引变压器需要检修时可将移动变压器按计划调入牵引变电所。
但在牵引变压器发生故障时移动变压器的调运和投入约需数小时。
此间，采用移动备用方式的优点是牵引变压器容量较省。
因此移动备用方式可用于沿线无公路区段和单线区段。
(2)固定备用采用加大牵引变压器容量或增加台数作为备用的方式，称为固定备用。
采用固定备用方式的电气化区段，每个牵引变电所装设两台牵引变压器，一台运行，一台备用。
每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷，满足铁路正常运输的要求。
采用固定备用方式的优点是：其投入快速方便，可确保铁路正常运输，又可不修建铁路专用岔线，牵引变电所选址方便、灵活，场地面积较小，土方量较少，电气主接线较简单。
其缺点是：增加了牵引变压器的安装容量，变电所内设备检修业务要靠公路运输。
因此，固定备用方式适用于沿线有公路条件的大运量区段。
结合本次设计的要求，牵引变电所采用直接供电方式向双线区段供电，外部有公路直通所内。
所以综合考虑情况该变电所采比较适合采用固定备用。
当变电所需要检修时可能通过外部的公路到指定的变电所完成检修和设备维护，所以在当前进行电气化铁路牵引供电系统的设计中采用备用方式。
第2章 牵引变压器的选择2.1 参数的定义t K -温度系数，一般为0.9N U -牵引变电所牵引侧三相变压器的母线额定电压，即27.5kVe 1I -左供电臂负荷全日的有效值，为390Ae 2I -右供电臂负荷全日的有效值，为160AS -变压器容量A ∆-电能损耗V ∆-电压损耗X -阻抗K -牵引变压器过负荷倍数，一般取1.52.2 牵引变压器容量计算牵引变电所的主变压器采用YNd11接线方式，主变压器正常负荷计算： 将A I 390e 1=,A I 160e 2=代入上式：可得kVA S 21879=紧密运行状态下的主变压器计算容量：将A I e 550max 1=,A I e 1602=代入上式：可得kVA S 29799)16065.05502(5.279.0max =⨯+⨯⨯= 校核容量kVA kVA K S S 198665.129799max ===校核 根据计算容量选择三相双绕组牵引变压器的容量为2⨯25000kVA 。
2.3 中期变压器容量估算为了满足铁路运输的不断发展，牵引变压器要留有一定余量，预计中期牵引负荷增长为40%，则S S ）（预计%401+=校核容量为kVA kVA K S S 4.278135.16.41718max .y ===预计校核 根据以上计算查附录表选择三相双绕组牵引变压器为1103150021-⨯SF 所以最终选择的牵引变压器的容量为kVA 315002⨯,采用YNd11接线方式,固定备用方式。
牵引变压器12SF -31500/110⨯参数如表2-1所示：表2-1 变压器参数表设备型号 额定容量（kV A ） 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 高压 低压 高压 低压 空 载 短路110/315001-SF 31500 110 27.5 165 660 38.5148 10.5 2 YNd11 2.4 牵引变压器的电压损失计算三相接线变压器的阻抗：参数定义：%d U —变压器短路电压百分值，N U —变压器额定电压，c P ∆—变压器额定铜耗，N S —变压器额定容量将原边Y 接相阻抗归算到27.5KV 侧对应Y 接，并把Y 接转换成∆接，即次边绕组阻抗为：三相牵引变压器电压损失计算：ϕ由于0.8cos=所以超前与滞后项最大电压损失计算式如下:计算得：超前相绕组的最大电压损失为：滞后相绕组的最大电压损失为：滞后相绕组的电压损失比超前相大，重负荷设在超前相，也就是a相。
第3章牵引变电所主接线设计3.1 主接线要求电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求：(1)灵活性主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式，即应满足调度正常操作灵活的要求，满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求，满足接线过渡的灵活性，满足处理事故的灵活性。
(2)可靠性根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不同，对变电所的主接线可靠性提出不同的要求。
主接线的可靠性是接线方式和一次、二次设备可靠性的综合。
对主接线可以做定量计算，但需要各种设备的可靠性指标、各级线路、母线故障率等原始数据。
一边情况下，在主接线设计时尚缺乏准确的可靠性计算所需的原始资料，而且计算方法各异，也不成熟，故通常不做定量计算，其结果也只能做参考。
通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性。
(3)经济性经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下，尽可能的减少与接线方式有关的投资。
主要内容如下：采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。
在投产初期回路数减少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。
能缓装的设备，不提前采购装设。
在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代少、以高代低;在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大少，要力求减小占地，节省配电装置征地费用。
3.2 变电所110kV 侧主接线设计桥型接线能满足牵引变电所的可靠性，具有一定的运行灵活性，使用电气设备少，建造费用低，在结构上便于发展成单母线或具有旁路母线的接线。
即在初期按桥形结线，将来有可能增加电源线路数时再扩展为其它接线形式。
桥型接线线按中间横向桥接母线的位置不同，分为内桥形和外桥形两种。
内桥适用于故障较多的长输电线路以及主变压器不需要经常切换的场合。
外桥适用于故障较少的短输电线路以及主变压器需要经常切换的场合。
由此可采用外桥形接线，如图3-1(a)所示：正常运行时，T1运行，T2备用。