电力牵引供电系统课程设计 (2)

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1、 1 目 录 1 设计原始题目 1 1.1 具体题目 .1 2 设计课题的计算与分析 1 2.1 计算的意义 1 2.2 接线方式的分析与选择 2 3 .牵引变压器容量计算5 3.1 牵引变压器的计算容量 .5 3.2 牵引变压器的校核容量 .5 3.3 牵引变压器安装容量 .5 3.4 牵引变压器类型的选择 .5 4.开关设备的选择 .6 4.1 高压断路器的选择 6 4.2 高压熔断器的选择 7 4.3 仪用互感器的选择 .8 4.3.1 电流互感器的选择 .8 4.3.2 电压互感器的选择 .9 4.4 隔离开关的选择 .9 5.绘制电气主结线图 10 6.小结 . 10 附录 10 1

2、 1 设计原始题目 1.1 具体题目 某牵引变电所乙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，三 相 YN,d11 接线，两供电臂电流归算到 27.5kV 侧电流如下表 1 所示。 表 1 计算原始资料 牵引变电所 供电臂 长度 km 端 子 平均电流 A 有效电流 A 短路电流 A 穿越电流 A 乙 18.3 217 295 818 148 13.3 144 218 637 144 2 设计课题的计算与分析 2.1 计算的意义 牵引变压器是牵引供电系统的主要设备，其容量大小关系到运输任务及运营成本，所以 进行牵引变压器的容量计算， 以便合理选用牵引变压器的额定容

3、量。 对三相 YN d11 接线方式 的牵引变压器的计算容量、校核容量分别进行分析及计算，最后确定安装容量和接线设备。 分析题目提供的资料可知，该牵引变电所要负担向区段安全可靠的供电任务，因此采用 直接供电方式向复线区段供电的方式，可减轻对邻近通信线路的干扰影响，大大降低牵引网 中的电压损失，扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所的数目。 该牵引变电所的设计过程如下: 设该变电所为通过式牵引变电所，则 110kV 牵引侧的接线设计为内桥接线形式。 在牵引变电所的主变压器采用 YN,d11 接线形式，在两台牵引变压器并联运行的情况下， 当一台停电时，供电不会中断，运行可靠方便。能很好地适应山区单线电

4、气化铁路牵引负荷 不均衡的特点。 牵引变电所馈线侧采用复线区段馈线断路器 50%备用，且无馈线备用的接线方式，这种 接线方便于工作，当工作断路器需要检修时，可有各自的备用断路器来代替其工作，断路器 的转换操作比较方便，供电可靠性高。 2.2 接线方式的分析与选择 2.2.1 牵引变电所 110kV 侧主接线设计 此设计中着重考虑满足供电的可靠性和运行操作中的安全、灵活及便利，而利用分段开 关将电源及出线平均分配于两段母线，在正常运行时，分段断路器闭合。两段母线并列运行， 当一段母线发生故障时，分段断路器 QFd 自动断开，使故障段解列，从而可以保证另一段母 线 能 够 正 常 工 作 ， 缩

5、小 了 故 障 停 电 范 围 ， 因 此 采 用 如 图 1 所 示 内 桥 接 线 。 依据该牵引变电所负荷等级，要求两路电源进线，因有系统功率穿越，属通过式变电所， 110kV 侧采用图 1 所示的内桥接线。由于外桥接线适合于输电距离较短，线路故障会较少， 而变压器需要经常操作的场合，这种接线方便于变压器的投入及切除，而切除一条线路时， 需要同时断开两台变压器，造成一台变压器的短时停电，所以若考虑经济运行也可采用图 2 所示的外桥接线。 图1 内桥接线 图2 外桥接线 2.2.2 三相 YN,d11 变压器主接线 三相 YN,d11 接线变压器用于直接供电方式或吸流变压器供电方式中。 变

6、压器高压侧绕组 以星形方式与电力系统的三相相联接。变压器低压侧绕组接成三角形，其中 c 端子的一角经 电源侧 L1 L2 QF2 QF1 QS2 QS2 QS1 QF1 T2 T1 电源侧 L2 QS4 L1 QS1 QS3 QS5 QS2 QF2 QF1 QF T1 T2 3 电流互感器接至接地网和钢轨（吸流变压器供电方式时接回流线） ；另两角（变压器 a、b 端 子）分别经电流互感器、断路器和隔离开关引接至牵引母线。两台变压器可并联工作；也可 一台工作，另一台固定备用。如图 6（见附录）所示。 2.2.3 牵引变电所 27.5kV 馈线侧主接线设计 由于 27.5kV(或 55kV)馈线断路器的跳闸次数较多，为了提高供电的可靠性，按馈线断路 器备用方式不同，牵引变电所 27.5kV 侧馈线的接线方式一般有下列三种： （1）馈线断路器 100%备用的接线 如图 3 所示。这种接线当工作断路器需检修时，即由备用断路器代替。断路器的转换操 作方便，供电可靠性高，但一次投资较大。 图 3 馈线断路器 100%备用的接线 （2）馈线断路器 50%备用的