牵引变电所电气主接线的设计

指导教师评语修改（40）
年月
1题目：牵引变电所电气主接线的设计
1.1选题背景
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三个方向馈电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为12000kV A（三相变压器），并以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3850kV A。

各电压侧馈出线数目及负荷情况如下：
R
10kV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。

算；各种方案主接线的技术经济性比较。

）
这类牵引变电所的电源线路，按保证牵引符合供电的需求一般有两回，主要向牵引负荷和地区负荷供电，桥型结线的中间牵引变电所还有穿越功率通过母线，并向邻近牵引变电所或地区变电所供电。

由题意知，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，应保证安全可靠持续性的供电。

10千伏地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内的自用电和地区三相负载等均为二级负荷，也应满足有足够安全可靠供电的要求。

本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。

2方案论证
因没有校核容量，只考虑计算容量来选择变压器，牵引变压器计算容量为12000kV A,故选择容量为12500kV A的变压器，而地区变压器选择6300kV A变压器。

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，可能有以下两种方案：
110kV母线，（110千伏变压器最小容量为6300kV A）。

过15%，采用电压为110／25／10.5kV A，结线为Y//两台三绕组变压器同时3主接线设计
(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。

对主接线可以作定量计算，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。

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，尽可能地减少与接线方式有关的投资。

(2)变电所在电力系统中的地位和作用：电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。

一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330—500kV；地区重要变电所，电压为220—330kV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kV，但也有220kV。

(3)负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

(4)系统备用容量大小：装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断
(1)对于上述方案A，因有四台变压器，考虑110kV母线检修不致全部停电，采用单母线用断路器分段的结线方式，如图2-1，每段母线连接一台牵引变压器和地区变压器。

由于牵引馈线断路器数量多，且检修频繁，牵引负荷母线采用带旁路母线放入单母线分段（隔离开关分段）结线方式，10kV地区负荷母线同样采用断路器分段的单母线结线系统。

自用电变压器分别接于10kV两段母线上（两台）。

(2)对于方案B，共用两台三绕组主变压器、两回路110kV进线，线路太长，但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2-2。

牵引负荷母线结线和10千伏母线结线与方案A的结线相同。

110kV
3B1B4B2B
6300kV A1000kV A6300kV A1000kV A
10kV25kV
2B
5技术经济性比较
单位（kV）
方案
E E
E K
u
1c
A B 61.6j(5.89)58.0j236.562.0j118.260.5j(3.73)
e e e e0
e e62.0j117.4
e e
1u
5.2 变压器与配电装置的一次投资与折旧维修费
其中，每组断路器包括断路器及机构 1 台、电流互感器 1 台，及两侧隔离开关 2 台，分别为 11 万元、1.9 万元和 2×0.95 万元。

(1) 方案 A 采用 2×SF1-Q Y-12500／110 型和 2×S7-6300／110 型三相变压器， 牵引变压器： P =12.5 千瓦， P =63 千瓦， I =1.3，U
0 0 0
c m
地区变压器： P =11.6 千瓦， P =41 千瓦， I =1.1，U
0 0 0
c
m
按已知条件，可求牵引负荷的最大功率损耗时间为：
1.2(330060 310025)100
3000(h)
12500 0.8
q T
max
d
Q
d
3
I 2
12500 100 1 12500
100
x2
A
2 (12.5 0.11.
3 ) 8760 (63 0.110.5
3000
2 Q
2
e2
代入数据得：
A
446760 241985 .6 688745 .6( k w h )
Q
牵引用电按每度 0.16 元计，则年电能损耗费：
1
) 8760 (41 0.110.5
2
2 100
6300
d
经计算可得：
A 322893.6 52200.7 375094.3(kw h )
d
工业用电按每度 0.10 元计则每年能损耗电费:
C =375094.30.10+3.75(万元）
ed
(2) 方案 B 采用 2×SFS7-16000／110 型三项三绕组变压器，其参数为：各绕
P
I
0 c
0 0
m
U
=0。

则年电能损耗为：
0 0 d1 0 d 2 0
16000
100
S S S S 2 2 2 2 2 A 2(28 0.11.1
) 3
1 2 2
S S S
1 2 e
e
e
e3
0)]
1
e
e
S 100
S 100
1
2 2
2 e
e
A 1098549 ( k W h )
C =10985490.12=13.18（万元）
ab
年运行费用为年折旧维修费与年电能损耗费之和。

C
=C +C =21.98+14.77=36.75（万元/年）
A
pa
ea
方案 B ：
C
=C +C =15.66+13.18=28.84(万元/年）
B
pb
eb
方案
项目
274.8-195.8=79 0 0
36.75-28.84=7.91
供电电压质量较好，且投资和年运营费用都较低，又节省占地面积，故推荐方案 B 。

SF QY 10000 /110
1
SF QY 10000 /110
1
10kV
27.5kV
110kV 110kV
SFS7-16000/110
钢 轨 钢 轨
A
27.5kV
图 6-2 方案 B 主接线图
电力牵引供电系统课程设计报告。