牵引供电系统课程设计

牵引供电系统课程设计

电力牵引供电系统课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：电气

姓名：

学号：

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013 年7月12日

电力牵引供电系统课程设计报告

目录

1 设计原始题目 (1)

1.1 具体题目 (1)

1.2 要完成的内容 (1)

2 设计课题的计算与分析 (1)

2.1 计算的意义 (1)

2.2 详细计算 (2)

（1）年运量和供电距离的分析 (3)

（2）供电方式的优缺点 (3)

（3）电源侧主接线 (3)

（4）牵引变压器主接线 (4)

（5）牵引侧主接线 (4)

3 小结 (5)

参考文献 (5)

附录一复线AT牵引供电方式 (7)

1 设计原始题目

1.1 具体题目

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两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为27000 kVA(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2700 kVA ，各电压侧馈出数目及负荷情况如下：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为

503011⨯=L Q Mt·

km ，304022⨯=L Q Mt·km ，=∆q 120kWh/10kt·km 。10kV 共4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。本变电所位于电气化铁路的首端，送电线距离30km ，主变压器为SCOTT 接线。

1.2 要完成的内容

在保证电气化铁道供电安全可靠和供电设备得到最经济的利用的情况下，通过对已有的计算公式进行了分析，选择合适的110kV 侧和馈线侧主接线形式，并选择变压器的备用方式，绘制牵引变电所的电气主接线。

2 设计课题的计算与分析

2.1 计算的意义

在保证电气化铁道供电安全可靠的同时，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。本文在这方面对已有的计算公式进行了分析，并提出了一个较为准确的变电所有效电流公式，说明在某些情况下机组的选择必须进一步考虑实际的运行情况。牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的核心部分，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、技术参数以及连接方式。通过电气主接线可以了解牵引变电所设施的规模大小、设备情况。

由上述资料可知，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，应保证安全可靠的供电。10KV 地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等，应有足够的可靠性。

牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，其容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务的问题。从安全运行和经济方面来看，容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧毁；反之，容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成其容量浪费，损耗增加，使运营成本增大。因此，在进行

牵引变压器容量计算时，正确地确定计算条件，以合理地选定牵引变压器的额定容量是十分重要的。

2.2 详细计算

三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。

由已知牵引负荷量，可知25kV 侧的额定电流e I 为：

=e I U S 3/=623)253(27000=⨯(A) 即各侧的最大电流。

SCOTT 变压器计算容量公式为：

当Mx Tx I I >时，Tx UI S 2=(kVA) （2.1）

当Tx Mx I I >时223Tx

Mx I I U S += (kVA) （2.2） 校核容量公式为：

当max max M T I I >时，max max 2T b UI S =(kVA) （2.3）

当Tx Mx I I >时，2max 2max max 3T M b I I U S +=(kVA) （2.4）

k S S b max =校核(kVA)(k=1.5) （2.5） 方案A ：当Mx Tx I I >时，假设M I =0、T I =Tx I

max max 2T b UI S =(kVA )31150623252=⨯⨯=(kVA) （2.6） 当Tx Mx I I >时，假设T I =0，M I =Mx I

2max 2max max 3T M b I I U S +==9.2697525623306233252=⨯⨯=+⨯⨯

(k VA) （2.7）

校核容量为取两者较大的，所以：31150max =b S (kVA)

k S S b max =校核(kVA) =31550/1.5=20767 (kVA) （2.8） 安装容量为：S =31500(kVA)

10KV 侧的额定电流'e I 为：

同理：'e I =U S 3/=5.148)5.103(2700=⨯ (kVA) （2.9）

校核容量为：S =3118.5(kVA)

安装容量为：S =6300 (kVA) (最小容量)

方案B ：由已知牵引负荷量，可知55kVA 侧的额定电流e I 为：

=e I 4.283)553(27000=⨯(A) 既是各侧的最大电流。

当Mx Tx I I >时，假设M I =0、T I =Tx I

max max 2T b UI S =(kVA)311744.283552=⨯⨯=(kVA) （2.10）