附1章牵引变电所主接线

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电力 调度
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与 救援
安全 监控
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四电 合一 SCADA 系统
路局机务处
路局运输处
供电局 地、省电调
路局电调
变电所、开闭所、分区所、 自藕变所、接触网工区
行车调度 机车调度 供电段生产调度 其他调度
附1章 牵引变电所主接线
• 附1.1 概述 • 附1.2 电气主接线的基本形式 • 附1.3 牵引负荷侧电气接线 • 附1.4 牵引变电所电气主接线举例 • 附1.5 配电装置类型及要求
§附1.2电气主接线的基本形式
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区符合； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
2.单母线分段接 线
用断路器或隔离开关将 单母线分段，以提高供 电的灵活可靠性。
在铁路电力系统中，开闭所（sub-section post ）牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安 全可靠供电而设的带保护跳闸断路器等设施的控制 场所。
多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段 等处。
开闭所
在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有 时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引 网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电 所之间增设开闭所，也称辅助分区所（SSP即 subsectioning post）
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区符合； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
附1.2.1 单母线接线
1.不分段的单母线
负荷均衡分配
பைடு நூலகம்
特点：
2.简单接线或双T接线
与桥形接线相比，所用高 压电器更少，配电装置结构 更简单，线路继电保护也简 单。
任一电源线路故障，则由输电线路(1SL或
2SL)两侧继电保护动作，使两端断路器(3QF与5QF 、4QF与6QF)跳闸而断开。
牵引变电所引入线的方式
又称牵引变电所一次侧主接线方式。主要有以下3种 ，如图1-5所示。
(3)若无备用断路器，检修任一断路器，可通过一定的转 换操作用母联断路器代替被检修的断路器，而停电时间 很短。按单母线带旁路母线方式运行，被检修断路器两 侧用导线跨接，如图所示；
(4)还可按单母线分段的接线方式运行，通过QFC使两套 母线并列运行。
2.双母线分段接线
母线倒闸 操作
3.双母线带旁路母线接线
110kV以上的母线，如线路较多且检修断路 器不允许停电，即可采用具有旁路母线的双母线接 线。
运行分析： 可靠性高，运行灵活。
(1)工作母线发生故障时，可将全部回路迅速转换到备用 母线供电，缩短停电范围；
(2)检修母线时可倒换到由另一母线工作而不断电，修理 任一回路的母线隔离开关时，只需使本回路停电；
§附1.2电气主接线的基本形式
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区符合； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
附1.2.3 无母线接线 1.桥形接线
在主接线图上，各种设备用规定的文字符号、 图形符号以及设备之间的连线来表示，并标明 各主要设备的规格、数量和型号。
小结
➢ 牵引网向电力机车供电的供电方式 ➢ 电力机车类型 ➢ 列车运行的状况 ➢ 电力机车的牵引特性的要求 ➢ 牵引计算的结果(列车运行曲线、区间上行和下行
能耗、区间运行时分及带电运行时分以及牵引平 均电流）
§附1.2电气主接线的基本形式
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区符合； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
2.简单结线或双T接线
某些中间式(或终端式)牵引变 电所，如采用从输电线路分支连接 (又称T型连接)的电源线路，且进 线线路较短，变电所高压母线无穿 越功率通过，在这种情况下桥形接 线的桥路断路器没有任何作用， 考虑运行的灵活性，可在两电源线路间保留带有隔离开关的跨 条，形成简单接线或称双T型接线。
§附1.1 概 述
电气主接线
主接线是变电所的重要组成部分，是进行变电 所的设计、施工和运营管理的重要依据。大家在 今后学习工作中都要养成按图设计、按图施工、 按图检修和按图操作的习惯。
变电所（含配电所、开闭所和分区所）的 主接线，是由变压器（如果有的话）、高压开 关、导线等高压电器组成的变换、分配电能的 电路。
设有两套母线为工 作母线(W1)和备用 母线(W2)，通过母 联断路器(QFC)连接， 每条电源线路和馈 电线路经断路器后 用两只隔离开关分 别与两套母线连接。
特点：(1)运行灵活，可靠性高；
(2)隔离开关数量多，配电装置结构复杂，转 换操作步骤较繁琐；
(3)一次投资费用增加。
适用于牵引变电所电源回路较多(四回路以上)， 且具有通过母线给其它变电所输送大功率供电回路 的场合。
2.开闭所（SSP) 设置在电气化铁道的枢纽站场，能送出多路馈电线的装置。 开闭所相当于一个不变压的配电所。高压电网中称为开关站。
其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同，一般两进多 出（常用4~6出）。 中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。
开闭所
根据不同的要求，进出可以设置断路器、负荷 开关。
（1）.内桥
当任一线路故障或检修时，不影响变压器的并列工作。 在电气化铁道中，线路故障远比变压器故障多，故内桥接线 在牵引变电所应用较广泛。 若两回电源线路接入系统的 环形电网，并有穿越功率通过桥 接母线，桥路断路器(QF)的检修 或故障将造成环网断开，为此可 在线路断路器外侧安装一组跨条，
如图中的虚线所示，正常工作时用 隔离开关将跨条断开。安装两组隔 离开关的目的是便于它们轮流停电检修。
图1-2中SS1为中心牵引变电所，SS2为分接式牵引变电 所，SS3为通过式牵引变电所。
牵引变电所平面接线图
牵引变电所27.5kV侧设备
牵引变电所27.5KV侧设备
1.分区亭/分区所 设在两相邻牵引变电所之间，起到开关作用的装置。 作用： 改变供电方式 （单边供电、双边供电） 实现“越区供电” 缩小事故范围
图1-2 牵引变电所高压输电线的引入方式
中心变电所，具有4路及以上电源进线并有系统功率穿 过，除了完成一般牵引变电所的功能，还向其他牵引变电 所供电。
中间（或终端）牵引变电所，变电所有2路电源进线的 为中间（或终端）牵引变电所，其中有系统功率穿越的称 为通过式变电所；没有系统功率穿越的称为分接式变电所 。
设备故障，尽量减少停运设备， 保证Ⅰ、Ⅱ类负荷供电
满足牵引负荷和地区负荷供电需要,尽 量避免停电的可能性
运行灵活性
经济性 简单明了
运行方式变换灵活 当技术与经
操作方便 投资省
济要求相矛 盾时，则在 满足技术要
年运行费小
求的前提下， 做到经济合
占地面积小
理
接线简单、明显，操作简便可靠。
§附1.2电气主接线的基本形式
当牵引变电所只有两条电源回路和两台主变压器时，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 。四个连接元件仅需三个断路器，配电装置结构也较简单。
按中间横向桥接母线位置不同可分为：
① 内桥形 ② 外桥形
能满足牵引变电所的可靠性，具有一定的运行灵活性， 使用电器少，建造费用低，结构上便于发展为单母线或带旁 路母线的单母线接线。
小结
➢牵引变电所、分区所、开闭所、自耦变压 器所、中心所、终端所、中间所、通过所、 分接所的概念
➢电气设备的电气符号 ➢电气主接线的基本要求 ➢电气主接线的基本形式：单母线、双母线、
a.实测 — 需运行后才能获得。 b.牵引计算 — 图解法得到列车电流及列车能耗
➢ 主接线的作用和主接线图的组成
附1.1.1 牵引变电所
牵引变电所是一个统称，实际上它还包括供电系统中的 开闭所（SSP)、分区所(SP)和自耦变压器所。这些供电设 施构成了电气化铁路的牵引供电系统，如图所示。
图1-2
QS13
(1)接线简单、设备少、 配电装置费用低、经济 性好并能满足一定的可 靠性；
QS11
(2)每回路由断路器切断 负荷电流和故障电流。 检修断路器时，可用两 侧隔离开关
QS12
QF1
发电机 变压器
使断路器与电压隔离，保证检修人员的安全。任一 用电回路可从任何电源回路取得电能，不致因运行 方式的不同而造成相互影响； (3)检修母线和与母线连接的隔离开关时，将造成 全部停电。母线发生故障，将使全部电源回路断开， 待修复后才能恢复供电； (4)检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电， 其它回路不受影响。
（2）.外桥
外桥接线的特点与内桥接线相反，当变压器发生故障或 运行中需要断开时，只需断开它们前面的断路器1QF或2QF ，而不影响电源线路的正常工作。但线路故障或检修时，将 使与该线路连接的变压器短时中断运行，须经转换操作后才 能恢复工作。
因而外桥接线适用于电源 线路较短、负荷不恒定、变压 器要经常切换(例如两台主变中 一台要经常断开或投入)的场合， 也可用在有穿越功率通过的与 环形电网连接的变电所中。
牵引 供电 系统
车 务 部 门
机 务 部 门
工 务 部 门
电 务 部 门
车 辆 部 门
施 工 部 门
路内 消防 其他 安全 部门 规定
其 它
铁道部 铁路局
供电段
电力机务段 折返段
领工区 生产调度 检修车间
牵引变 自耦变 分区所 开闭所 吸流变 接触网
电所 压器所
压器台 工区
综 合 调 度 中 心
牵引供电系统(A)
石家庄铁道大学四方学院 电气工程系
小结
➢电力机车类型 ➢列车运行的状况 ➢电力机车的牵引特性的要求 ➢牵引计算的结果(列车运行曲线、区间上行
和下行能耗、区间运行时分及带电运行时分 以及牵引平均电流）
a.实测 — 需运行后才能获得。 b.牵引计算 — 图解法得到列车电流及列车能耗
牵引 变电 所进 线铁 塔(双 回单 塔)
铁路开闭所的主要设备是断路器。电源进线一 般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回， 出线则按需要设置。单线就近无法获得第二电源时 ，也可只引一回电源。
开闭所
AT牵引网辅助分区所（SSP）的典型结构见下图。图 中，T为接触网；F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护 线（protection wire）；B为断路器；SD为保安接地器； LA为避雷器；OT为控制回路电源；PT为电压互感器； AT为自耦变压器。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
3.单母线带旁路母线接线
增设—组旁路母线W3 和一台公共备用的旁路断 路器QFP，组成具有旁路 母线的单母线接线,使检 修出线断路器时不致停电 。 这种接线，广泛应用 在牵引负荷和35kV以上 线路。特别是负荷较重 要，线路断路器多、检 修断路器不允许停电的 场合。
保护线的作用是当 接触网或正馈线绝 缘子发生闪络接地 时，可与保护线形 成金属性短路，便 于断电保护动作。
§附1.1.2电气主接线图的基本元素
§附1.1.2电气主接线图的基本元素
§附1.1.2电气主接线图的基本元素
§附1.1.3电气主接线设计的基本要求
供电可靠性
断路器、母线等检修，不影响供电
这种接线，广泛应 用在10～35kV地区负 荷和110kV电源进线回 路较少的接线系统。
§附1.2电气主接线的基本形式
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区符合； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
§附1.2电气主接线的基本形式
单母线接线 1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用
于可靠性要求不高的10～15kV地区负荷； 2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的
灵活性； 3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。
双母线接线 无母线接线
1.桥形接线 2.简单接线
附1.2.2双母线接线
1.双母线