牵引变电所I电气主接线设计
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：R10kV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。
牵引变电所电气主接线设计毕业设计
题目：望布牵引变电所电气主接线设计专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导教师：学习中心：毕业设计任务书题目望布牵引变电所电气主接线设计题目类型：工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求（1）本设计主要任务：牵引变电所总体分析、负荷分析计算与主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择计算与校验、母线的校验计算等。
（2）基本要求：电气主接线设计应满足的基本要求：牵引供电方式采用带回流线的直接供电方式；电力牵引为一级负荷，牵引变电所应由两路独立电源供电，两路电源互为热备用，电源电压等级采用110kV；牵引变压器检修备用方式为固定备用；牵引变电所分布按照远期需要布置，在保证供电质量的前提下，牵引变电所尽量设在车站所在地或交通方便处；牵引变电所主变压器容量按交付运营后第5年的需要选取，除端头牵引变电所主变压器采用单相牵引变压器外，其余各所主变压器采用三相V/V结线变压器；牵引变电所设置并联电容补偿装置，以保证110kV侧月平均功率因数达到0.9以上。
二、应完成的硬件或软件实验1、110KV主接线设计，近期2回，远期2回。
根据分析及6~220KV高压配电装置的基本接线及适用范围可知，110KV电压级应选用单母线分段接线形式的电气主接线。
2、35KV电压级，近期4回，远期2回，出现回路数较多，可采用单母分段或双母线接线，两者比较见110KV比较；本设计采用单母分段。
3、10KV电压级，近期9回，远期2回，10KV采用全室内配电装置，加装小车式开关，可不设旁母；单母分段与双母比较见110KV；本次设计最终采用单母分段。
三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文及设计图纸四、指导教师提供的设计资料1．谭秀炳《交流电气化铁道牵引供电系统》2. 谭秀炳刘向阳《交流电气化铁道牵引供电系统》3．冯金柱《电气化铁路基本知识》4. 吉鹏霄《接触网》五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1、主变压器安装容量 2×(25+25) MVA。
牵引变电所课程设计--中间牵引变电所电气主接线的设计-精品
集中实践报告书课题名称 中间牵引变电所电气主接线的设计姓 名 学 号 系、 部 电气工程系专业班级 指导教师2015年1月5日※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※※※※※※ 2011级 牵引供电课程设计一、设计任务及要求：设计任务：中间牵引变电所电气主接线的设计。
设计要求：确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析主变压器货110KV线路故障时运行方式的转换；确定牵引变压器的容量、台数及接线方式；确定牵引负荷侧电气主接线的形式；对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择；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；用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。
二、指导教师评语：三、成绩指导教师签名：年月日中间牵引变电所电气主接线的设计目录1.设计目的及依据 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计基本要求 (1)1.3设计依据 (1)2.设计思路 (2)3.牵引变压器的选择和容量计算 (2)3.1变压器计算容量计算 (2)3.2变压器校核容量计算 (2)3.3变压器安装容量计算和选择 (3)4.主接线设计 (3)4.1牵引变电所高压侧主接线 (3)4.2牵引变电所低压侧主接线 (3)5.短路计算………………..………………..…….……..…....…………………..…………错误！未定义书签。
5.1短路计算的目的 (4)5.2短路计算 (4)6.电气设备选择 (6)6.1 110KV侧进线的选择 (6)6.2高压断路器的选择 (7)6.2.1 110kV侧断路器选择 (7)6.2.2 27.5kV侧断路器选择 (8)6.3隔离开关的选取 (8)6.3.1 110kV侧隔离开关选择 (8)6.3.2 27.5kV侧隔离开关选择 (9)6.4互感器的选取 (9)6.4.1 110kV侧电流互感器选择 (9)6.4.2 27.5kV侧电流互感器选择 (10)7.并联无功补偿….…….………………………..….….….…….….…….....….…………错误！未定义书签。
牵引变电所的电气主接线
AT 开闭所（设在枢纽站时）主接线
AT 开闭所（设在供电分区中间） 主接线
三、分区所主接线
分区所的主接 线比较简单。
正常运行时， 分区所内断路 器和隔离开关 闭合，以实现 双边供电或越
区供电。 单线双边供电分区所主接线
复线上、下行接触并联供电式
AT分区所主接线（复线区段用）
四、AT所（自耦变压器站）主接线
→T2; • 2WL→2QS→4QS
→3QS→1QF→T1.
线路分支接线的特点：
1、运行方式灵活 2、装有配用电源自投装置，容易实现远
程操作 3、二次设备相对简单，可节省投资 4、在电力系统管理水平日益提高下，线
路分支接线可靠性也日趋提高。
单母线接线
如果电源回路和用电 回路都通过隔离开关、 断路器接在同一套母 线上，则构成单母线 接线。
牵引变电所电气主接线
110KV侧电气主接线
27.5KV或55KV侧电气主接线
1、 110kV侧主接线：
牵引变电所（按其在电网中的位置、重要程
度和电力系统向牵引变电所供电方式的不同）
可分为：
✓ 中心变电所 ✓ 通过式变电所 ✓ 分接式变电所
通过式牵引变电所110kv侧一般采用桥 式接线
➢ 两回电源引入线分别经断路器接入两台主变压 器，若两电源引入线间用带断路器的横向母线 将它们连接起来，构成桥式接线。
➢ 带断路器的横向母线通常称连接线。
➢ 当桥式接线的两回电源线路接入电力系统的环 形电网中时，桥断路器（安装有110kv线路的 继电保护装置）常处于闭合状态以使系统功率 穿越。
内桥接线概念：
链接桥设置在靠变压器侧，则构成 内桥接线。
为了提高内桥供电可靠性和运行灵活性， 一般在路断器外侧在设一条带隔离开关 的横向母线（外跨线）
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。
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。
牵引变电所电气主接线设计毕业设计(论文)
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分接式牵引变电所电气主接线的设计
分接式牵引变电所电气主接线的设计分接式牵引变电所电气主接线的设计在现代城市化发展中，地铁交通成为人们出行不可或缺的一部分，而分接式牵引变电所则是地铁的重要组成部分。
分接式牵引变电所的主要作用是将高压电能转化为适宜地铁行车的低电压电能。
在分接式牵引变电所中，电气主接线的设计尤其重要，下面将就分接式牵引变电所电气主接线的设计进行详细讲解。
1. 电气主接线的功能分接式牵引变电所的电气主接线是将变电所内部所有电气设备的电能连接在一起的重要通道，它的功能是保证整个变电所的通电不受影响。
电气主接线还能将电能带到它所连接的设备中，在不同设备之间的相互转化中发挥着关键作用。
在分接式牵引变电所内，每个电气设备的电气主接线都会连接到高压隔离开关上，从而在整个变电所中形成一张密不可分的网络。
2. 电气主接线的设计原则在分接式牵引变电所电气主接线的设计中，需要充分考虑以下几个原则：（1）安全性原则：安全是设计者首要考虑的问题，若电气主接线的设计不合理，容易发生触电或漏电等现象，给人员带来严重的伤害威胁。
因此在设计中需要保证其安全性。
（2）连接性原则：电气主接线的连接要求非常高，因为电气设备之间的连接不仅需要高可靠性，还要保证维护交通的连通性。
在设计中应保证连接清晰明了，以便进行维护。
（3）稳定性原则：每个电气设备的电气主接线需要保证其稳定性，这样才能保证设备的正常运行。
在设计中需要考虑工作环境的变化因素，如温度、湿度等。
3. 电气主接线的设计要点在分接式牵引变电所中，电气主接线的设计要点主要包括以下几个方面：（1）线型合理：为了能保证电能传输的有效性，电气主接线的线型一定要合理选择。
一般来讲，选择优质的铜质导线可以提高导电能力并减少线路阻抗。
（2）连接方式：电气主接线的连接方式有两种，一是采用导线直接连接，电气主接线的连接线路必须尽量短。
另外一种连接方式是采用母线连接，要保证连接的可靠性。
（3）布线方式：在电气主接线的设计中，要根据分接式牵引变电所内的布局情况设计出合理的布线方式。
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）
牵引变电所电气主接线设计
摘要按照要求本设计将采用AT供电方式，复线区段供电，单相V，v接线。
通过负荷计算，完成供电臂的平均电流计算，有效电流计算，肯定牵引主变压器容量并进行校核等，同时对主变压器的接线方式进行详细的说明。
肯定主接线方式，运用AutoCAD绘制出电气主接线图及平面图。
进行短路计算，包括高压侧输电线短路、低压侧母线短路和牵引网短路的计算。
按照短路计算结果选择变电所中的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等电气设备和低压侧母线型号的校验，和避雷和接地装置的选择和校验，还要对高压电气设备的选择和校验。
最后,进行牵引变电所的谐波的分析和无功功率补偿分析。
本设计符合设计规范，知足运行要求，具有较强的实用性。
关键词:牵引变电所负荷计算短路计算AbstractAccording to the requirements this design uses the AT power supply mode, double track power and the connection form of single-phase Vv mode.Load calculation to determine the traction of the main transformer capacity, the number of units to conduct a detailed description of the wiring of the main transformer. To determine the main wiring, use AutoCAD to draw the main electrical wiring diagrams and floor plans.Short circuit calculation, including the high pressure side of the transmission line short-circuit, the low pressure side of the bus short circuit and traction network short-circuit calculation. Selected according to short-circuit calculations substation circuit breakers, isolation switches, current transformers, voltage transformers and other electrical equipment and low-voltage side of the bus model calibration, as well as lightning protection and grounding device selection and validation, but also on the high-pressure selection and verification of electrical equipment. Then the choice ofthe high-voltage electrical equipment and calibration are done.Finally，the harmonic analysis and reactive power compensation analysis of the traction substation are done.The design is in line with the national standards, can meet the operational requirements and gain great practicality.Key words:traction substation load calculation short circuit calculation目录第1章概论 (1)课题研究的目的意义 (1)电气化铁道进展现状 (1)牵引变电所介绍 (2)本设计的主要内容 (2)第2章牵引变电所电气主接线设计和所址的选择 (3)电气主接线介绍 (3)牵引变电所主接线设计 (3)2.2.1电气主接线设计的大体要求 (3)2.2.2牵引变电所主接线的设计 (4)牵引变电所所址的选择 (6)第3章牵引变压器的选择和容量计算 (7)牵引变压器的选择步骤 (7)3.2.1供电臂1、2平均电流的计算 (8)3.2.2供电臂1、2有效电流的计算 (10)3.2.3变压器容量的计算 (11)3.2.4变压器校核容量的计算 (11)3.2.5变压器安装容量的计算 (12)第4章短路计算 (13)短路的原因及危害 (13)短路计算 (13)4.2.1一次侧短路计算 (15)4.2.2二次侧短路计算 (15)第5章牵引变电所电气设备的选择及校验 (17)电气设备选择的一般原则 (17)断路器的选择与校验 (17)5.2.1六氟化硫断路器 (18)5.2.2真空断路器 (18)隔离开关的选择与校验 (20)互感器的选择与校验 (21)5.4.1电流互感器的选择与校验 (21)5.4.2电压互感器的选择与校验 (22)避雷器的选择 (23)防雷及接地 (24)第6章牵引变电所保护配置 (25)牵引变压器的保护 (25)馈线的保护 (26)第7章牵引变电所的谐波分析与无功功率补偿 (28)谐波产生的原因 (28)谐波的危害 (28)减少谐波影响的办法 (29)无功功率补偿 (30)第8章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)附录B 设计图纸 (45)第1章概论课题研究的目的意义随着津京城际、石太、京沪等客运专线的投入运营，我国电气化铁路已经有了专门大的进展和长足的进步。
牵引变电所电气主接线设计
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。
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计课程设计
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计摘要：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。
1.2 电气化铁路的国内外现状变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。
因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。
现阶段我过主要是使用常规变电所。
常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。
继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。
这种模式有许多不足之处。
我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。
国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。
1.3 牵引变电所1.3.1 电力牵引的电流制电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。
(1) 直流制即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。
电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。
直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。
我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。
牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。
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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 (16)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 (18)6.3 继电保护配置 (19)第7章并联无功补偿装置 (19)第8章变电所防雷设计 (21)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。
(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100MVA ，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：av av e e N I I I I U K S 212221t 24++⋅= 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：)65.02(2max 1max e e N t I I U K S +⋅=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+=kVA kVA S S 6.306302187940.140.1=⨯==预计kVA S S 6.417182979940.140.1max max =⨯==预计 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（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 高压 低 压 高压 低压 空 载 短路110/315001-SF 31500 110 27.5 165 660 38.5 148 10.5 2YNd11 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：()Ω=*⨯=⋅∆=∆338.010150035.2710001483100033-222c N N T S U P R ， Ω=*⨯⨯=⋅=∆563.710315005.271005.103100%33-22d N N T S U U X 三相牵引变压器电压损失计算：由于0.8cos =ϕ所以超前与滞后项最大电压损失计算式如下:T av X I I U )13.04.0(2max 1T1max -=∆T av X I I )33.04.0(U 1max 2T2max +=∆；取41.1,k kI I av e =计算得：A k I I e av 596.27641.139011===， A k I I e av 48.11341.116022=== 超前相绕组的最大电压损失为： V 09.1542563.7*)48.113*13.0550*4.0(U max 1=-=∆滞后相绕组的最大电压损失为：V 79.1595563.7*)596.276*33.0280*4.0(U max 2=+=∆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。