牵引变电所D电气主接线图设计
牵引变电所G电气主接线的设计课程设计
牵引变电所G电气主接线的设计课程设计牵引供电课程设计报告书题 目牵引变电所G 电气主接线的设计 院/系(部)电气工程系 班 级学 号姓 名 指导教师 完成时间 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2010级牵引供电课程设计摘要牵引供电系统是电气化铁路的核心部分。
本次设计的课题是牵引变电所G电气主接线的设计，其设计的意义在于为电气化铁路设计合理实用的牵引供电技术，主要任务是牵引变电所主接线设计、选择牵引变压器、断路器、隔离开关和电压、电流互感器等，进而确定电气主接线。
在认真分析题目的基础上，按照一定的顺序进行设计。
首先，分析比较几种牵引变压器的接线形式，根据要求选出了一种最佳的接线形式，即YN，d11接线形式。
然后，根据给定的数据并考虑一定的裕量来计算牵引变压器的安装容量。
最后，计算高压和低压母线的短路电流，通过短路电流来选择相应的一次设备并进行校验，最终基本完成了牵引变电所电气主接线，实现了牵引供电系统的基本要求。
关键字：牵引变压器一次设备目录第1章设计目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 任务要求 (1)1.3 设计的依据 (1)1.4 任务分析 (3)第2章主接线方案的设计 (3)2.1 牵引变电所110kV侧主接线 (4)2.1.1 主接线的确定 (6)2.1.2 牵引变电所的倒闸操作 (6)2.2 牵引27.5kV侧电气主接线 (7)2.2.1 电气主接线特点 (7)2.2.2 27.5kV侧馈线接线方式 (7)2.2.3 27.5kV侧母线接线方式 (9)第3章牵引变压器选择 (9)3.1 牵引变压器的备用方式 (9)3.2 牵引变压器的接线型式 (9)3.3 牵引变压器容量计算 (9)第4章短路计算 (11)4.1 短路计算的目的 (11)4.2 短路点选取 (11)4.3 短路电流计算 (12)第5章电气设备选择 (15)5.1 断路器的选择 (15)5.1.1 高压侧断路器选择 (16)5.1.2 低压侧断路器选择 (16)5.1.3 高压侧户内断路器选择 (17)5.1.4 低压侧户内断路器选择 (18)5.2 隔离开关的选择 (18)5.3 电流互感器的选择与校验 (20)5.4 导线的选择 (21)5.5 27.5kV侧母线的选择和校验 (22)第6章继电保护 (23)6.1 导线继电保护配置 (24)6.2 主变压器继电保护装置配置 (24)第7章并联无功补偿 (24)7.1 并联电容补偿的作用 (25)7.2 并联电容补偿计算 (25)第8章防雷 (27)8.1 雷电过电压的基本形式 (27)8.2 防雷措施 (27)8.3 防雷设施 (27)第9章结论 (27)第1章设计目的和任务要求1.1 设计目的本次的课题是牵引变电所G电气主接线的设计，目的是为了将所学习的知识更好地应用于实践之中。
交流电气化牵引变电所
(U ) U c C
(I ) I bc C
(U ) U a A
ϕC ϕb
ϕa ϕB
(I ) I ab B
ϕA
I a
(I ) I ca A
(U ) U b B
4 三相Yn,d11联接牵引变电所
4 三相Yn,d11联接牵引变电所
5 Scott联接牵引变电所
w2 I cFra bibliotek U β
U α
U β
6 阻抗匹配平衡变压器
设两个外移线圈 ， 匝数为W3
内缩三角形联结的一角c，与轨道、接地网连接，两端分别接 到牵引侧两相母线上，由两相牵引母线分别向两侧对应的供电 臂牵引网供电。
6 阻抗匹配平衡变压器
6 阻抗匹配平衡变压器
λ +1 1 ⎛ ⎞ − ⎜ ⎟ λ + 2 λ + 2 ⎞ ⎛ IA ⎞ ⎜ ⎟⎛ I α ⎜ ⎟ 1⎜ ⎛ 1 ⎜ ⎟ ⎞ ⎛ 1 ⎞⎟ + k3 ⎟ − ⎜ + k3 ⎟ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ IB ⎟ = ⎜ − ⎜ ⎠ ⎝λ+2 ⎠ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ K ⎜ ⎝λ+2 ⎟ Iβ I C ⎝ ⎠ λ +1 ⎜ − 1 ⎟⎝ ⎠ ⎜ ⎟ λ+2 λ+2 ⎝ ⎠
牵引变电所 电分相
牵引变电所
接触网 回流线 列车 钢轨
电分相
牵引变电所采用2路电源进线，2台牵引变压器，一主一备 方式运行。110或220kV电源经牵引变压器后，降压为1×25kV 或2×25kV，然后供给牵引网。 牵引网如同电力系统的输电线路，它由馈电线、接触网、 轨道回路组成。接触网架设在铁路上方，电力机车通过受电 弓与接触线滑动接触而获得电能。
西南交通大学_牵引变电所电气主接线设计
题目：牵引变电所电气主接线设计院系：电气工程系专业：铁道电气化年级：2010级姓名：学号：指导教师：吕晓琴西南交通大学峨眉校区2013年10月25日课程设计任务书专业铁道电气化姓名学号开题日期：2013年9月5日完成日期：2013年10月25日题目牵引变电所电气主接线设计一、设计的目的通过该设计，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；熟悉有关设计规范和设计手册的使用；基本掌握变电所主接线的绘制方法；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。
二、设计的内容及要求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、断路器、熔断器、互感器等。
选择时应有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。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日设计需要完成的任务1、牵引变电所主接线设计（用2个初步方案进行比选）（1）根据电网布局，牵引变电所类型决定110kv侧的主接线（2）根据27.5kv馈线路及供电对象的重要程度决定27.5kv侧的主接线；（3）对所选初步方案进行技术、经济指标比选（如接线可靠性、接线复杂程度等），选出优化设计方案；2、短路电流计算为进行所选电气设备的动稳定，热稳定校验，进行相应的短路计算；3、设备选型及稳定性校验（1）根据以上计算结果，进行110kv、27.5kv、10kv所有断路器以及隔离开关的选型和相关校验；（2）室内、外母线选型及校验●室外母线：110kv进线侧，进入高压室的27.5kv侧，出来的27.5kv馈线侧，10kv馈线侧母线为软母线●硬母线进行选型，热稳定及动稳定校验软母线进行选型、热稳定校验。
无需进行动稳定校验。
（3）选择并校验各个支持绝缘子和穿墙套管（4）电压、电流互感器选型及校验4、牵引变电所防雷接地设计（参考高电压技术教材）5、开列所选设备清单（编号、名称、型号、台数）6、绘制一幅图纸对所选方案绘出牵引变电所主接线图；7、编制完整的设计论文。
牵引变电所主接线
• 1.根据牵引变电所主接线图讲解.
• 2.分析线路图. • 3.组员：张佳雄，罗言信，丁树林 • 朱福海，何 勇，莫 茜
• AT供电方式牵引变电所主接线，向带有自耦变 压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变 电所电气主接线 • TRONG>AT供电方式牵引变电所主接线 </STRONG>（main electrical connection scheme of traction substation for power supply system ）向带有自耦变压器</FONT>（AT）供 电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。 这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相 平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引 负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变 相功能，并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供 电。其主接线图见下图。
• 牵引侧2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位 移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2 ，由相应于斯 科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低 边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT， FT和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔 离开关分段的单母线系统（见图）,正常运 行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线 检修时将其断开。每段母线部设有电压互 感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停 电时，不至中断对测量表计和继电保护电 压回路的供电.
• 从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路 馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向 复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行 线路供电。在两回路馈线断路器之间，设 有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转 换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。 此外，每相母线还连变压器次边绕组 不能连获得与地电连接（通过火花间隙） 的中性点N，故在每路馈线T，F的断路器后 面设置一台自耦变压器（AT）、其容量与 线路牵引网所设AT容量相同.使列车在邻近 牵引变电所的AT段（约10 km）内运行时， 仍能产生吸流效应。若主变压器次边绕组 具有可以接地运行的中性点或变压器内部 带有自耦变压器及输出端子,则可不另设AT。
AT 供电方式
AT供电方式牵引变电所主接线向带有自耦变压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。
这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变相功能（参见三相—两相接线平衡变压器），并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供电。
其主接线图见下图。
主接线特点电源线进线为220 kV（或110kV）电压输电线，高压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。
当工作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工作线路一主变压器组运行。
按需要，高压侧也可在两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。
牵引侧2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2 ，由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT，FT 和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔离开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线检修时将其断开。
每段母线部设有电压互感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行线路供电。
在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。
此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。
因斯科特（scott）接线主变压器次边绕组不能连获得与地电连接（通过火花间隙）的中性点N，故在每路馈线T，F的断路器后面设置一台自耦变压器（AT）、其容量与线路牵引网所设AT容量相同.使列车在邻近牵引变电所的AT段（约10 km）内运行时，仍能产生吸流效应。
株北牵引变电所系统主接线图
预留机务段下行到达场上行出发场渌口下行渌口上行株洲北开闭所湘潭上行湘潭下行JDZ-10型电压互感器JDZ 接线方式有三种简介：JDZ 型电压互感器为单相环氧树脂浇注户内双线圈电压互感器。
适用于交流50HZ 的电力系统中作电压、电能测量及继电保护用。
电流互感器在线路中常见的几种连接方式电流互感器在线路中有四种常用的接法分别为一相式接线、两线式V形接线、两相电流差接线、三相星形接线四种一相式接线两相V形接线两相电流差式接线三相星形接线LAJ-10Q 型电流互感器电流互感器各字母的含义第一位字母：L ——电流互感器 第二位字母：M ——母线式(穿心式)；Q ——线圈式；Y ——低压式；D ——单匝式；F ——多匝式；A ——穿墙式；R ——装入式；C ——瓷箱式 第三位字母：K ——塑料外壳式；Z ——浇注式；W ——户外式；G ——改进型；C ——瓷绝缘；P ——中频 第四位字母：B ——过流保护；D ——差动保护；J ——接地保护或加大容量；S ——速饱和；Q ——加强型 第五位字母：设计序号第六位字母：额定电压（kV ） 第七位字母：额定电流（A ）倒置式电流互感器立U 型电容型电流互感器1—一次绕组；2—电容屏；3—二次绕组及铁芯；4—末屏铝罩壳 一次接线排外壳吊攀绝缘子铁芯 套管互感器的试验项目（1）二次绕组的直流电阻测量（2）绕组及末屏的绝缘电阻测量（3）极性检查（4）变比检查（5）励磁特性曲线（6）主绝缘及末屏对地的tgδ及电容量测量（7）交流耐压试验（8）局部放电测试1试验开始之前检查并记录试品的状态，有影响试验进行的异常状态时要研究、并向有关人员请示调整试验项目。
2详细记录试品的铭牌参数。
3试验后要将试品的各种接线、末屏、盖板等恢复。
4应根据交接或预试等不同的情况依据相关规程确定本次试验所需进行的试验项目和程序。
5一般应先进行低电压试验再进行高电压试验、应在绝缘电阻测量之后再进行介损及电容量测量，这两项试验数据正常的情况下方可进行交流耐压试验和局部放电测试；交流耐压试验后还应重复介损/电容量测量，以判断耐压试验前后试品的绝缘有无变化电流互感器绝缘试验推荐程序一、二次绕组的直流电阻测量使用仪器一般使用双臂直流电阻电桥，个别参数型号的二次绕组的直流电阻超过10Ω，则使用单臂直流电阻电桥。
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_电气主接线与配电装置
符号说明
HD 红色信号灯 LD 绿色指示灯
符号说HWJ明 合闸位置信号继电器
FWJ 分闸位置信号继电器
DL 断路器 HQ 合闸线圈
FTJ 防跳继电器 (或称跳跃 闭锁继电器TBJ)，
安装接线图适应对二次设备装置进行制造、安装或调试、检 修时使用。
安装接线图例图
应该对二次回路中每段连接导线都分别编以相应的数字代号作
为标记。
安装接线图绘制
编号标记方法应遵循“等电位原则”，亦即在同一电位上的不 同分支导线均标记同一数字代号，而在回路中具有电位差异的不同 段导线则标记不同的数字代号。在交流回路中编号取为连续递增的 数字，并需标示出相、序别。在直流回路中的编号数字系从正极起 始依次编以奇数顺序的数字，当通过设备元件的线圈或灯具等负载， 改变了导线电位的极性后，换以偶数顺序的数字。
读图规则：直流回路部分，力求按照各部件流通电流的顺序，
即按其工作时各部件的动作次序，自上而下、由左至右地排列成 行。对同一元件的不同线困、接点等应用相同的文字标注，并在 展开接线图的一侧可以方便地加注文字说明，从而便于清楚地了 解相应部分电路的作用。
特点：一般包括盘面布置图、盘后接线图和端子排接线团等组成
部分。在盘后接线图和安端子装排接接线线图中图，对继电器、表计等元件
及其辅助端子、连接导线等，都需按其实际形状、位置尺寸成比
例地由盘后视绘制出来。
图中不画出连接导线而是采用“相对标志”的方法加以表示。 所谓“相对标志”法也就是在调子排(或设备元件)的每一端头标记 出与它连接的另一端头所接设备元件(或端子排端子号码)的标志。
牵引变电所E电气主接线设计
石家庄铁道大学四方学院集中实践报告书课题名称 某牵引变电所E 电气主接线的设计姓 名 王涛 学 号 系、 部 电气工程系 专业班级 方1110-6 指导教师樊伟2015年1 月 5日※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※※※※※※ 2011级 牵引供电课程设计某牵引变电所E电气主接线的设计目录1. 设计目的及依据 01.1 设计目的 01.2 设计依据 02. 设计思路 03. 牵引变压器的选择和容量计算 (1)4. 主接线设计 (3)4.1 220kV侧主接线设计 (3)4.2 55kV馈线侧主接线设计 (4)5. 短路计算 (5)5.1 短路计算目的及简化图 (5)5.2确定基准值 (5)5.3 牵引变压器三相短路计算 (5)6. 电气设备选择 (6)6.1电气设备选择的一般原则 (6)6.2 断路器选择校验 (6)6.3隔离开关的选择与校验 (8)6.4互感器的选择与校验 (9)6.5导线的选择 (10)7. 并联无功补偿 (11)7.1 并联电容补偿的作用 (11)7.2 并联电容补偿方案 (11)7.3 并联电容补偿装置主接线 (12)7.4 并联电容补偿装计算 (12)8. 继电保护 (14)8.1变压器的主保护 (14)8.2 馈线的保护 (15)9. 防雷接地保护 (16)9.1 雷电的危害 (16)9.2 雷击保护 (16)9.3 防雷设备安装 (17)10. 设计结论 (17)参考文献 (18)1. 设计目的及依据1.1 设计目的牵引变电所是电气化铁路系统的重要组成部分,其容量的大小关系到能否完成国家交给的运输任务以及自身的运营成本。
从经济和安全运行方面来看,对变压器的容量计算和牵引变电所的继电保护是极其必要的,要根据实际运营情况进行仔细运算分析从而确定选择合适的安装容量并保护变压器安全稳定的运行。
通过本次设计，对所学的专业知识得到运用和实践，为以后完成实际设计奠定扎实的基本功和基本技能，最终达到学以致用的目的。
电气主接线图
电气主接线一般应满足下列要求： （1）保证对牵引负荷和地区负荷供电的可靠性，并力求经
二、二次接线图
用来表明二次设备的配置、相互连接关系和 工作原理的电气接线图，称为二次接线图。 一般分为归总式原理接线图展开式原理接线 图和安装接线图。对于保护回路三种图都需 要有，对于控制、信号、测量回路，一般只 画展开图和安装接线图。
三、展开式原理接线图
1、标号原则：一般采用等电位编号原则，即回路 中连于同一电位点的所有分支导线均应编相同的标 号。标号一般由不同范围内的1~3位数字组成，特 殊情况允许4位数。当需要表明回路的相别或某些 主要特征时，可以在数字标号前面或后面增设文字 标号。直流回路的正电位点用奇数编号，负电位用 偶数标号。交流回路应该在数字前注明相别（如 A411、B411、C411等）。回路中由线圈、接点、 开关、按钮、电阻、连接片等元件间隔的不同线段， 用不同的数字标号组成。
室外电缆沟设置从主控室引至各电气设备和 端子箱。盖板采用复合绝缘板，美观、安全。 电缆沟平时还可作为巡视设备的路径。
考虑到重型设备的搬运、检修，在主要设备 （主变、断路器）旁边铺设了水泥道路。设 备区地面铺碎石。
为防止大气过电压的危害，变电所四周设置 有独立避雷针。
室外接地网采用铜包钢绞线和接地体。
（2）交流回路
数字编号一般由3位数字组成。各数字的含义从左 至右依次为：电路性质标号（电流回路-4，电压回 路-6）；互感器副绕组序号；回路连线顺序标号。 在数字标号前应注明相别。如A411表示A相电流回 路中电流互感器的1号副绕组二次电路的第1段连接 导线；B623表示B相电压回路中2号电压互感器二 次电路的第3段连接导线。
牵引变电所D电气主接线图设计
年牵引供电课程设计报告书题 目牵引变电所D 电气主接线图设计 院/系(部)电气工程系 班 级学 号姓 名 指导教师 完成时间 2013年12月20日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2021级 牵引供电课程设计摘要牵引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。
用规定的设备，文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的单线或三线接线图，称为电气主接线图。
牵引变电所是对电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
变电所的好与坏直接关系到电气化铁道的开展，决定着我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造。
本次设计是通过对牵引变电所110kV主接线和馈线侧主接线的分析，进一步确定牵引变电所的主接线方案，根据提供的数据对牵引变电所的核心元件牵引变压器容量的选择，对牵引变电所进行短路计算，根据短路计算的结果选择变电所中的其他电器元件。
关键词：牵引变电所牵引变压器容量计算目录第1章课程设计的目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 任务要求 (1)设计依据 (1)问题分析及解决方案 (2)第2章牵引变压器的选择 (3)2.1 牵引变压器联结分析 (3)2.1.1 单相联结牵引变电所 (3)2.1.2 单相V,v牵引变电所 (3)2.1.3 三相V,v联结牵引变电所 (3)2.1.4 三相联结牵引变压器 (4)变压器计算容量 (4)变压器校核容量 (4)变压器安装容量及型号选择 (5)变压器电压、电能损失计算 (5)2.5.1 变压器电压损失计算 (5)2.5.2 变压器电能损失计算 (6)第3章主接线图设计 (7)线路分析 (7)单母线接线 (7)单母线分段接线 (7)3.1.3 采用桥形接线 (8)高压侧主接线设计 (9)低压侧主接线设计 (10)馈线断路器100%备用接线 (10)馈线断路器50%备用接线 (10)带旁路母线和旁路断路器接线 (11)第4章短路计算 (11)4.1 短路点的选取 (11)4.2 短路计算 (11)4.2.1 最大运行方式下短路计算 (12)4.2.2 最小运行方式下短路计算 (13)第5章电气设备的选择 (15)5.1 电气设备选择的一般原那么 (15)5.2 母线选择 (15)5.2.1 110KV进线侧母线选择 (16)5.2.2 进线侧母线选择 (17)断路器选择 (17)5.3.1 110KV侧断路器选择 (17)5.3.2 侧断路器选择 (18)5.4 隔离开关的选择与校验 (18)5.4.1 110KV侧隔离开关选择 (18)5.4.2 侧隔离开关选择 (19)5.5 电流互感器的选择与校验 (19)5.5.1 短路热稳定性校验 (20)5.5.2 短路动稳定性校验 (20)第6章继电保护 (21)6.1 继电保护的根本原理与根本要求 (21)6.2 电力变压器的保护 (22)第7章并联无功补偿 (23)7.1 并联电容补偿的作用 (23)7.2 并联电容补偿计算 (24)第8章防雷保护 (25)雷电过电压的危害 (25)防雷措施 (25)第9章设计结论 (26)参考文献 (27)第1章课程设计的目的和任务要求1.1 设计目的本次课程设计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；熟悉有关设计标准和设计手册的使用；根本掌握变电所主接线图的绘制方法；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根底。
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年牵引供电课程设计报告书题 目牵引变电所D 电气主接线图设计 院/系(部)电气工程系 班 级学 号姓 名 指导教师 完成时间 2013年12月20日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2010级 牵引供电课程设计摘要牵引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。
用规定的设备，文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的单线或三线接线图，称为电气主接线图。
牵引变电所是对电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
变电所的好与坏直接关系到电气化铁道的发展，决定着我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造。
本次设计是通过对牵引变电所110kV主接线和馈线侧主接线的分析，进一步确定牵引变电所的主接线方案，根据提供的数据对牵引变电所的核心元件牵引变压器容量的选择，对牵引变电所进行短路计算，根据短路计算的结果选择变电所中的其他电器元件。
关键词：牵引变电所牵引变压器容量计算目录第1章课程设计的目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 任务要求 (1)1.3设计依据 (1)1.4问题分析及解决方案 (2)第2章牵引变压器的选择 (3)2.1 牵引变压器联结分析 (3)2.1.1 单相联结牵引变电所 (3)2.1.2 单相V,v牵引变电所 (3)2.1.3 三相V,v联结牵引变电所 (3)2.1.4 三相联结牵引变压器 (4)2.2变压器计算容量 (4)2.3变压器校核容量 (4)2.4变压器安装容量及型号选择 (5)2.5变压器电压、电能损失计算 (5)2.5.1 变压器电压损失计算 (5)2.5.2 变压器电能损失计算 (6)第3章主接线图设计 (7)3.1线路分析 (7)3.1.1单母线接线 (7)3.1.2单母线分段接线 (7)3.1.3 采用桥形接线 (8)3.2高压侧主接线设计 (9)3.3低压侧主接线设计 (10)3.3.1馈线断路器100%备用接线 (10)3.3.2馈线断路器50%备用接线 (10)3.3.3带旁路母线和旁路断路器接线 (11)第4章短路计算 (11)4.1 短路点的选取 (11)4.2 短路计算 (11)4.2.1 最大运行方式下短路计算 (12)4.2.2 最小运行方式下短路计算 (13)第5章电气设备的选择 (15)5.1 电气设备选择的一般原则 (15)5.2 母线选择 (15)5.2.1 110KV进线侧母线选择 (16)5.2.2 27.5KV进线侧母线选择 (17)5.3断路器选择 (17)5.3.1 110KV侧断路器选择 (17)5.3.2 27.5KV侧断路器选择 (18)5.4 隔离开关的选择与校验 (18)5.4.1 110KV侧隔离开关选择 (18)5.4.2 27.5KV侧隔离开关选择 (19)5.5 电流互感器的选择与校验 (19)5.5.1 短路热稳定性校验 (20)5.5.2 短路动稳定性校验 (20)第6章继电保护 (21)6.1 继电保护的基本原理与基本要求 (21)6.2 电力变压器的保护 (22)第7章并联无功补偿 (23)7.1 并联电容补偿的作用 (23)7.2 并联电容补偿计算 (24)第8章防雷保护 (25)8.1雷电过电压的危害 (25)8.2防雷措施 (25)第9章设计结论 (26)参考文献 (27)第1章课程设计的目的和任务要求1.1 设计目的本次课程设计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；熟悉有关设计规范和设计手册的使用；基本掌握变电所主接线图的绘制方法；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。
1.2 任务要求(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四种运行方式。
(2)确定牵引变压器的容量、台数及接线形式。
(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 设计依据区域电网以双回路110kV输送电能，选取基准容量jS为100MVA，在最大运行方式下，电力系统的电抗标幺值分别为0.33；在最小运行方式下，电力系统的标幺值为0.35。
高压侧有一定的穿越功率。
某牵引变电所丁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，单相V,v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。
表1-1 设计参数数据表牵引变电所供电臂长度km最大电流A平均电流A有效电流A短路电流A穿越电流AD19.4 320 142 219 809 15223.2 290 167 248 978 198本牵引变电所地区平均海拔为580m，底层以砂质粘土为主，地下水位为5.3m。
该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置，所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。
本变电所地区最高温度为C 38，年平均温度为C ︒21，年最热月平均最高气温为C ︒33，年雷暴雨日数为C ︒29天，土壤冻结深度为1.2m 。
1.4 问题分析及解决方案单相V,v 接线的牵引变压器是将两台单相变压器以V 的方式联于三相电力系统，每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。
两台变压器的次边绕组，各取一端联至牵引变电所的两相母线上。
而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。
这时，两臂电压的相位差为60°，电流不对称度有所减少。
这种接线即通常所说的60°接线。
同时，由于左、右两供电臂对轨道的电压相位不同，在这两个相邻的接触网区段间必须采用分相绝缘结构。
另外，由于牵引变压器次边绕组电流等于供电臂电流，因此供电臂长期允许电流就等于牵引变压器次边的额定电流，牵引变压器的容量得到了充分利用。
在正常运行时，牵引侧保持三相，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载。
主接线较简单，设备较少，投资较省。
对电力系统的负序影响比单相接线小。
对接触网的供电可实现双边供电。
它的主要缺点是：当一台牵引变压器故障时另一台必须跨相供电，即兼供左、右两边供电臂的牵引网。
这就需要一个倒闸过程，即把故障变压器原来承担的供电任务转移到正常运行的变压器。
在这一倒闸过程完成前，故障变压器原来供电的供电臂牵引网中断供电，这种情况甚至会影响行车。
即使这一倒闸过程完成后，地区三相电力供应也要中断。
牵引变电所三相自用电必须改由劈相机或单相—三相自用变压器供电。
在设计过程中，通过求解变压器的计算容量、校核容量以及安装容量来选取变压器的型号。
然后在变压器型号的基础之上，选取室外110kV 侧母线，室外27.5kV 侧母线以及室外10kV 侧母线的型号。
考虑到V,v 接线中装有两台变压器的特点，在确定220kV 侧主接线时我们采用桥形接线。
按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。
按照选取的变压器的容量以及22kV 侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。
第2章牵引变压器的选择2.1 牵引变压器联结分析按牵引变压器的联结方式分为单相联结，单相V,v联结，；三相V,v联结，三相YN,d11联结和三相不等容量相YN,d11联结，斯科特联结等。
2.1.1 单相联结牵引变电所单相牵引变电所的优点：牵引变压器的容量利用率可达100%；主结线简单，设备少，占地面积小，投资省等。
缺点：不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电；对电力系统的负序影响最大；对接触网的供电不能实现两边供电。
这种联结只适用于电力系统容量较大，电力网比较发达，三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。
2.1.2 单相V,v牵引变电所单相V,v牵引变压器的优点：牵引变压器容量利用率可达到100%；正常运行时，牵引侧保持三相，所以可供应牵引变电所自用电和地区三相负载；主接线较简单，设备较少，投资较省；对电力系统的负序影响比单相联结小；对接触网的供电可实现两边供电。
缺点：当一台变压器故障时，另一台必须跨相供电，即兼供左右两边供电臂的牵引网。
2.1.3 三相V,v联结牵引变电所不但保持了单相V,v联结牵引变电所的主要优点，而且完全克服了单相V,v 联结牵引变电所的缺点。
最可取的是解决了单相V,v联结牵引变电所不便于采用固定备用即其自动投入的问题。
同时，三相V,v联结牵引变压器有两台独立的铁芯和对应绕组通过电磁感应进行变换和传递；两台的容量可以相等，也可以不相等；两台的二次侧电压可以相同，也可以不相同，有利于实现分相有载或无载调压。
为牵引变压器的选型提供了一种新的连接形式。
2.1.4 三相联结牵引变压器三相联结牵引变电所又简称三相牵引变电所。
这种牵引变电所中装设两台三相YN,d11联结牵引变压器，可以两台并联运行；也可以一台运行，另一台固定备用。
三相YN,d11联结牵引变电所的优点是：①牵引变压器低压侧保持三相，有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力；②能很好的适应当一个供电臂出现很大牵引负荷时，另一供电臂却没有或只有很小牵引负荷的不均衡运行情况；③三相YN,d11联结变压器在我国采用的时间长，有比较多的经验，制造相对简单，价格也较便宜；④一次侧YN 联结中性点可以引出接地，一次绕组可按分级绝缘设计制造，与电力系统匹配方便。
对接触网的供电可实现两边供电。
缺点主要是牵引变压器容量利用率不高。
当重负荷相线圈电流达到额定值时，牵引变压器的输出容量只能达到其额定容量的75.6%，引入温度系数也只能达到84%。
2.2 变压器计算容量单相V,v 接线牵引变压器是由两台单相牵引变压器联接而成，每台变压器供给所管辖供电臂的负荷。
所以其绕组有效电流ve I 即为馈线有效电流，故e 1ve 1I I = e 2ve 2I I =式中，ve I 为联结绕组有效电流。
A I 219ve 1= A I 248ve 2=单相V,v 接线牵引变压器是由两台单相牵引变压器联接而成，，其两台变压器计算容量分别为kVA UI UI S 5.60222195.27e 11ve 1=⨯===kVA UI UI S 68202485.27e 22ve 2=⨯===2.3 变压器校核容量单相V,v 结线牵引变压器的最大容量为kVA UI S a a 71502605.27max max =⨯==kVA UI S b b 82503005.27max max =⨯==在最大容量的基础之上，再考虑牵引变压器的过负荷能力后所确定的容量，就可以得到校核容量，即KS S max =校，式中，K 为牵引变压器过负荷倍数，取K=1.75。