牵引变电所设计原则及其要求
目录
第1章牵引变电所设计基础 (1)
1.1 概述 (1)
1.2 电气主接线设计的基本要求 (1)
1.3 电气主接线的设计依据 (2)
1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3)
第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3)
第3章短路计算 (4)
第4章高压电气设备选择及校验 (5)
4.1 高压电气设备选择的原则 (5)
4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7)
4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11)
4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13)
4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14)
4.2.4 电压互感器 (14)
4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15)
4.2.6 母线的选择和校验 (16)
4.2.7 限流电抗器选择 (16)
4.2.8 避雷器的选择 (17)
后记 (19)
参考资料 (20)
附图 (21)
第1章牵引变电所设计原则及要求
1.1概述
变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主结线的基本结线形式有但母线结线，双母线结线，桥形结线和简单分支结线。牵引负荷侧电气结线特点主要有：1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线；2.具有公共备用断路器的结线；3.但母线分段带旁路母线结线。
1.2 电气主接线基本要求
电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求：
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，具体情况如下：
①满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、
灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。
②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。
设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。
③满足接线过渡的灵活性。一般变电站都是分期建设的，从初期接线到最终
接线的形成，中间要经过多次扩建。主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范围最少，停电时间最短，一次、二次设备接线的改动最少，设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。
④满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故
障部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。
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的计算，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。一般情况下，在主接线设计时尚缺乏准确的可靠性计算所需的原始资料，而且计算方法各异，也不成熟，故通常不作定量计算，其结果也只能作参考。通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性。
3、经济性
经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下，尽可能地减少与接线方式有关的投资。主要内容如下：
1）采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投产初期回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装设。2）在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小、以高代低。
3）在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求减少占地，节省配电装置征地的费用。
1.3 电气主接线设计依据
1、变电所的分期和最终建设规模
变电所根据十几年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器；当技术经济比较合理时，330—500KV枢纽变电所也可装设3—4台主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器。
2、变电所在电力系统中的地位和作用
电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330—500KV；地区重要变电所，电压为220—330KV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110KV，但也有220KV。
3、负荷大小和重要性
对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证
对全部一级负荷不间断供电。
对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。
4、系统备用容量大小
装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应保证该所70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证一级和二级负荷。
系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。例如：检修母线或断路器时，是否允许线路、变压器停运；故障时允许切除的线路、变压器的数量等。设计主接线时应充分考虑这个因素。
1.4主变压器型式、台数及容量的选择
主变压器是供电系统和牵引变电所的重要电气设备，它的类型和结构是由整个供电系统和供电方式技术经济设计方案的全面比较确定的。按照对电气主接线的构成产生影响的情况，不同主变压器的类型和台数一般考虑不同。主变压器总容量的选择按设计规程的计算条件，通过供电系统的电计算进行。
第2章 F牵引变电所电气主接线图设计说明根据原始资料知，乙站对E所正常供电时，正常运行时，110kV线路在E 所内断开，不构成闭合环网。E所内的牵引变压器正常运行时，接入由D所送来的电源线L8上，L8故障时可转接至F所由L9供电。E所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线，有公路引入所内。27.5kV侧不设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。所用电采用在110kV进线隔离开关内侧接入（3
110）/0.23kV单相变压器，以提高向硅整流装置供电的可靠性。
由于E所110KV侧要求计费，所以设置电压互感器监测。
变电所选用的Ｔ型接线方式适用于中间或终端牵引变电所，且无穿越功率通过其高压母线。由于T型接线方式需要高压电器更少，配电装置结构更简单，分支线路进线不设继电保护。一般情况下，两回进线中，采用一回主供；另一回备用，进线端T型接线。在供电要求较高的场合，两回均能作为主供回路，
并能互为备用。
由于馈线数目较少，每相只有两条馈线，考虑到经济性，牵引负荷母线采用带旁路母线的单母线分段接线方式， 对于单母线检修时，可使停电范围缩小一半，发生故障时。可将故障段隔离开，非故障区域正常工作。旁路母线可以解决断路器的公共备用和检修备用，在调试、更换断路器及内装式电流互感器时都可以不必停电，增加运行的可靠性。
第3章 短路计算
1、短路计算 110kV 侧
（1） 首先应该取短路点，按照分析可以把所有设备的计算归算到110kV 和 27.5kV 侧，因此只取两个短路点进行计算即可。
（2） 先计算110kV 侧:取100j S MVA = , x x p U U -= 计算各线路和变压器的阻
抗标幺值. 从C S 到变电所F 可以经由两条路线.
线路一的等效电路如下图3.1所示：
L1： '1022
1100.41500.1134230j p S X x l U *==??= 因为L1为双回路，所以'110.11340.056722X X **=
== L10：10022
1100.4600.18147115j p S X x l U *==??= 乙站的阻抗标幺值： %171000.2698410010063j d be S U X S *=
?=?=乙 所以线路一的总阻抗为：
1100.05670.269840.181470.508X X X X *=*+*+*=++=乙
即正常运行时的总阻抗为0.508
线路二的等效电路如下图3.2所示：
侧
图3.2
90221100.4600.18147115j
p S X x l U *==??= 线路二的阻抗1109X X X X X *=*+*+*+*乙
0.05670.269840.181470.181470.68948=+++=
即故障时的阻抗为0.68948
把Sc 当成无限大容量的电源.那么取E*=1， 11 1.9690.508
I X *===*
0.502j I kA === 0.502 1.9690.9882j I I I kA =?*=?=
冲击电流为
： 1.80.9882 2.52ch m i k I kA ===
短路电流最大有效值为：.max 1.61 1.610.9882 1.591ch i I kA ==?=
2、短路计算27.5kV 侧
变压器的阻抗 %10.51000.710010015
j d b be S U X S *=?=?= 计算方法同上。 取最大值计算0.689480.7 1.38948b X X X *=*+*=+=∑
110.7197I ∑*===
2.099j I kA === 2.0990.7197 1.511j I I I kA =?*=?=
27.5kV 电网冲击系数取 1.7m k =
冲击电流
1.7 1.511 3.633ch m i k I kA ===
短路电流最大有效值为：.max 1.61 1.61 1.511 2.433ch i I kA ==?=
第4章 高压电气设备选择及校验
4.1高压电气设备选择的原则
1、按正常工作条件选择电气设备
（1） 额定电压选择
在选择电气设备时，必须使电气装置地点电路的最大工作电压g U 不超过
电气设备的最高工作电压max U ，才能保证在正常运行情况下电器的绝缘不致破
坏。即max g U U ≤
（2） 按额定电流选择
在选择电器时，为使发热不超过允许温度，就必须保证电器的额定电流不小于电器所在电路中最大连续工作电流，即.max g xu I I ≤
式中：xu I —电气设备的长期允许电流值
.max g I —电路的最大长期工作电流
各电路的最大长期工作电流的计算见下表：.max 1.3g e I I == 2、按短路情况校验电气设备的稳定
（3） 短路计算点的选择（见前）
（4） 短路计算时间的确定
短路的计算时间就是短路电流通过所选择电气设备的时间，它等于被校验电气设备所在电路的主保护动作时间b t 与该电路内断路器断路时间g t 之和，即 g b t t t =+ 而g gu hu t t t =+ (s)
gu t —断路器的固有动作时间
hu t —电弧持续时间
空气断路器hu t =0.01—0.02s 多油或少油断路器hu t =0.02—0.04s
3、短路热稳定校验
热稳定条件为xu d Q Q ≥
xu Q —电器断路时允许的发热量，制造厂常以s t 内允许通过电流t I 所产生的热量2t I Rt 来表示，时间t 通常定为5s 或10s ，新断路器为4s
d Q —短路电流所产生的热量
由于2d Q I t ∞=?; 故有：22t I t I t ∞?≤?
4、动稳定校验
电器的动稳定度由制造厂规定的极限通过电流峰值gf i 表示，它也称为电器
的动稳定电流，在运行中，可能通过的最大电流是回路中可能发生的三相短路电
流最大冲击值3ch i ，因此校验电器的动稳定时需满足： 3ch gf i i ≤或 ch gf I I ≤
式中： gf i 、gf I —电器极限通过电流峰值和有效值
ch i 、ch I —短路冲击电流及其有效值
4.2高压断路器的选择和校验
一、110KV 侧断路器选用SW4-110/1000型户外式少油断路器，其技术数据见表3-1：
表3-1
因为该型号断路器e U 110kV = g U 110kV = 满足要求
e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求
g ch I 32kA I 1.591kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 2152205kA .s Q 0.2585kA .s =?=?=>= 满足要求
ek dt S 3500MVA S 1100.9882188.28MVA =>?= 满足要求
所以，该型号户外高压断路器满足要求
二、27.5kV 侧选用LN1-27.5型的六氟化硫断路器，其技术数据见表3-2：
表3-2
因为该型号断路器 e U 25kV = g U 25kV = 满足要求
e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求
g ch I 14.5kA I 2.433kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 8.54289kA .s Q 0.5533kA .s =?=?=>= 满足要求
ek dt S 400MVA S 25 1.51165.43MVA =>?= 满足要求 所以，该型号户内高压断路器满足要求
4.3隔离开关的选择和校验
一、(1) 110kV 侧带接地刀闸隔离开关选用GW4-110D/600型，技术参数见表3-3：
表3-3
因为 e U 110kV = g U 110kV = 满足要求
e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求
g ch i 50kA i 2.52kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.2585 KA S =?=?=?>? 满足要求
所以，该型号高压隔离开关满足要求
(2) 110kV 侧隔离开关选用GW4-110/600型技术参数见表3-4：
表3-4
因为 e U 110kV = g U 110kV = 满足要求
e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求
g ch i 50kA i 2.52kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.2585 KA S =?=?=?>? 满足要求
所以，该型号高压隔离开关满足要求
二、(1) 27.5KV 侧带接地刀闸隔离开关选用GW2-35GD/600型，其技术参数见表3-6：
表3-6
因为该型号隔离开关 e g U 35kV U 27.5kV =>= 满足要求
e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求
g ch i 50kA i 2.633kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.5533 KA S =?=?=?>? 满足要求 所以该型号高压隔离开关满足要求
(2) 27.5KV 侧隔离开关选用GN2-35/600型，其技术数据见表3-5：
表3-5
因为该型号隔离开关e g U 35kV U 27.5kV =>= 满足要求
e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求
g ch i 64kA i 2.633kA =>= 满足要求
2222xu rt d Q I t 2553125KA S Q = 0.5533 KA S =?=?=?>? 满足要求 所以该型号高压隔离开关满足要求
4.4高压熔断器的选择和校验
熔断器是用以切断过载电流和短路电流，选择熔断器时首先应根据装置地点
和使用条件确定种类和型式；对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需要按额定电压和断流容量两项来进行选择。
27.5kV 侧高压熔断器选用RW1-35Z 型户外高压熔断器，其技术数据见表3-7：
因为e g U 35kV U 27.5kV =>= 满足电压要求 最大断流容量ek dt S 400MVA S 27.5 1.51171.97MVA =>?=满足开断能力 所以该型号高压熔断器满足要求 4.5支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验
1）110kV 侧支柱绝缘子选用ZS-110/3型，其参数见表3-8：
表3-8
支柱绝缘子机械稳定性校验：
绝缘子受力(取L=1.5m,a=2m)
27267max ch x 1.5l F 1.73i k 10 1.73 2.5210100.824N a 2--=???=????= xu 0.6F 0.630001800N <=?= 满足机械稳定性要求
2）27.5KV 侧支柱绝缘子选用ZA-35Y 型，其参数见表3-9：
表3-9
支柱绝缘子机械稳定校验：由前面计算知27.5kV 三相短路的相间电动力为xu 6.85N 0.6F 0.637002250N <=?= 满足机械稳定要求
3）27.5KV 侧穿墙套管选用CLB-35/400型，其参数见表3-10
：
表3-10 穿墙套管热稳定校验：
2222xu rt d Q I t 75245KA S Q = 0.5533 KA S =?=?=?>? 满足热稳定性要求 穿墙套管机械稳定性校验：由前面计算知27.5kV 三相短路的相间电动力为
xu 6.85N 0.6F 0.675004500N <=?= 满足机械稳定性要求
4.6电流互感器的选择和校验
1）按一次回路额定电压选择
电流互感器的一次额定电压IN U 必须大于电流互感器安装处的电网额定电压
W U ，即 I N W
U U > 2）按一次回路额定电流选择
电流互感器的一次额定电流应满足 IN Wmax I I ≥
式中：IN I 、W max I —分别为电流互感器的一次侧额定电流和安装处一次回路最大
工作电流；
3）电流互感器的准确级和额定容量的选择
其准确度和额定容量应根据负载要求来确定。为保证足够的准确度，其准确度不得低于二次负载的准确级或二次负载所要求的准确级。如装于重要回路中的电度表或计费用的电度表一般采用0.5-1级，相应电流互感器至少是0.5级；供运行监视、供电电能的电度表一般采用1-1.5级 的；相应互感器应为1级；供继电保护或供只需估计电参数的仪表用的电流互感器一般采用3级即可。
一、(1) 110kV 侧选用LCW —110型瓷绝缘户外式电流互感器，电流比为100/5，其具体技术数据见表3-11：
由《电力牵引供变电技术》附录二表13查得对应的额定容量为30V.A ，热稳定倍数75t K =,电动力稳定倍数150u K =
(2)每相互感器二次负荷列于下表中，据此进行二次负载的计算与校验。
电流互感器二次负载统计表见表3-12
由最大一相（B 相）负载为依据进行计算，取2230.e W W V A ==
则可得导线电阻为 23030.10.985
d R -=-=Ω 铜导线20.018./
mm m ρ=Ω，L l =,则其截面20.018500.918
0.98d L S mm
R ρ?=== 因此，选择截面为21.5mm 的铜导线，可满足要求。
(3校验热稳定性
22221e t d (I K )t (0.175)156.25KA S Q = 0.2585 KA S ??=??=?>? 满足热稳定性要求
(4)1e u ch K i ?≥的条件校验机械稳定性
10.115021.2 2.52e u ch K kA i kA ?=?=>=
校验作用于互感器绝缘瓷瓶帽上的机械应力：
设相间距离2a m =，互感器瓷套帽到最近支柱绝缘子间距离 1.5L m =
则作用于瓷套帽上的机械应力为 ：
27271.5111.7310 1.732520100.4121800ch L F i N N --=????=????=< 说明互感器对机械力的作用是稳定的，故选择的LCW —110型电流互感器能满足要求。
二、(1) 27.5kV 侧选用1LZBJ -27.5型油浸绝缘电流互感器，电流比为100/5，其具体技术数据见表3-13：
由《电力牵引供变电技术》附录二表13查得对应的额定容量为30V.A ，热稳定倍数t K 100=,电动力稳定倍数u K 141=
(2)
每相互感器二次负荷列于下表中，据此进行二次负载的计算与校验。 电流互感器二次负载统计表见表3-14
由最大一相（B 相）负载为依据进行计算，取2230.e W W V A ==
则可得导线电阻为： 23030.10.985
d R -=-=Ω 铜导线
20.018./mm m ρ=Ω，L l =,则其截面2
0.018500.9180.98
d L S mm R ρ?===因此，选择截面为21.5mm 的铜导线，可满足要求。
(3校验热稳定性
22221e t d (I K )t (0.4100)11600KA S Q = 0.5533 KA S ??=??=?>?
满足热稳定性要求
(4)1e u ch K i ?≥的条件校验机械稳定性
10.414179.76 3.633e u ch K kA i kA ?=?=>=
校验作用于互感器绝缘瓷瓶帽上的机械应力：
设相间距离40a cm =，互感器瓷套帽到最近支柱绝缘子间距离120L cm =，则作用于瓷套帽上的机械应力为 ：
27271.2111.7310 1.73363310 3.434500220.4
ch L F i N N a --=????=????=< 说明互感器对机械力的作用是稳定的，故选择的LZBJ1-27.5型油浸绝缘电
流互感器能满足要求。
4.7电压互感器的选择和校验
1)电压互感器的种类和型式选择
电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件选择。如根据安装地
点确定采用户内式还是户外式；根据电网电压级别、使用条件确定电压互感器相数、绝缘方式等。一般电压级别低时，如在3-6kV 系统，多用干式电压互感器；当电压在6-35kV 级别时，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；110kV 以上的电压级别，采用串级式电压互感器等。
2)按一、二次回路电压选择
为确保电压互感器安全可靠长期工作和在规定的准确度级别下运行，要求电压互感器所接电网电压不超过也不低于互感器一次额定电压的10%，而电网电压变动一般不会超出电网额定电压的10%，因此可按下式确定电压互感器一次额定电压，即： 1N W U U =
式中：1N U 、W U —分别为电压互感器一次侧额定电压和互感器安装处电网的额定电压；
电压互感器二次侧额定电压应符合测量仪表或继电器的额定电压，一般为100V
或
3)根据负载确定互感器接线方式、容量和准确度级
电压互感器的准确度级的选择与电流互感器相同。
为保证电压互感器在所要求的准确级下工作，电压互感器的额定二次容量2e W 应不小于互感器的二次负载容量2W ，即： 22e W W ≥
式中：2e W 、2W —分别为每相互感器的额定二次容量和其所承担的二次负荷总容量（VA ）。
由于电压互感器是并接在主回路中，当主回路发生短路时，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要效验短路的稳定性。
当电压在110kV及以上时，一般不采用钢箱瓷套管结构式的，因为这种结构使互感器笨重，且造价昂贵。此时，采用单相串级结构，并以瓷箱代替钢箱，可以使体积减小、重量减轻，并降低造价。
(1)对于户外高压电压互感器选用
JCC-110型户外串级电压互感器
6
供继电保护用的电压互感器的选择：准确级为3级。
供110kV侧运行监视用的电压互感器选择：准确级1～1.5级。
其具体技术参数见表3-15:
由于电压互感器装于110kV侧只是用于电压监视，并不需要起保护作用，因为如果110kV侧发生故障或事故是，其地方的电力系统会启动继电保护装置跳闸，将其故障或事故切除，因此选用
JCC-110型准确级1级，额定容量500V.A
6
的电压互感器便可以满足要求。
(2) 27.5KV侧选用JDJJ-35型的单相带接地保护的油浸式电压互感器
供继电保护用的电压互感器的选择：准确级为3级。
供计费用的电压互感器的选择：型号同上，但准确级为0.5级。
其具体技术参数见表3-16：
由于电压互感器装于27.5kV侧不仅要用于电压监视，而且还要起到保护作用，用于保护牵引网馈线上所发生的故障或事故，故其准确级需要3级，因此选用JDJJ-35型准确级3级，额定容量600V.A的电压互感器可以满足要求。
4.8支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验
1）110kV 侧支柱绝缘子选用ZS-110/3型，其参数见表3-8：
表3-8
支柱绝缘子机械稳定性校验：
绝缘子受力(取L=1.5m,a=2m)
27267max ch x 1.5l F 1.73i k 10 1.73 2.5210100.824N a 2--=???=????= xu 0.6F 0.630001800N <=?= 满足机械稳定性要求
2）27.5KV 侧支柱绝缘子选用ZA-35Y 型，其参数见表3-9：
表3-9
支柱绝缘子机械稳定校验：由前面计算知27.5kV 三相短路的相间电动力为xu 6.85N 0.6F 0.637002250N <=?= 满足机械稳定要求
3）27.5KV 侧穿墙套管选用CLB-35/400型，其参数见表3-10：
表3-10
穿墙套管热稳定校验：
2222xu rt d Q I t 75245KA S Q = 0.5533 KA S =?=?=?>? 满足热稳定性要求 穿墙套管机械稳定性校验：由前面计算知27.5kV 三相短路的相间电动力为
xu 6.85N 0.6F 0.675004500N <=?=
满足机械稳定性要求
稳定性要求
4.9 母线的选择和校验
一、110KV 侧母线采用软母线
(1) 按最大长期工作电流选择母线截面
根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于xu I ，即.max xu g I I ≥；最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑，则
.max 1.3102.35g e I I A ==== 由《电力牵引供变电技术》附录二附表3查出铝母线（LMR 型）15×3的允许载流量为156A （环境温度为25?时），大于最大工作电流，故初选15×3=45mm 2截面的铝母线（单条平放）。
(2) 校验母线的短路热稳定性 母线在最大负荷时的温度.max 200()()g s xu xu
I I θθθθ=+- 2102.3525()(7025)44.37156
????
=+-= 短路电流计算时间0.10.10.2js b g t t t s =+=+=
2
2222222100.9882100.98820.98820.20.19531212
d d Z t t Z d I I I Q t kA S ??+?+ ?+?+??=?=?=? 2220.98820.0640.0632fi Z fi Q I T KA S =?=?=? 短路电流热效应：2d Z fi Q Q Q 0.19530.06320.2585KA S =+=+=?
由s =44.37?θ，在《电力牵引供变电技术》图6.6中查得铝曲线4s A 0.3210=?
44z s z fi 2211A A ()0.3210(0.19530.0632)0.332810S 45
=+θ+θ=?++=? 在《电力牵引供变电技术》中查表6.6可得4z A 0.332810=?，对应铝母线曲线的纵坐标为60?，即z xu 60200??θ=<θ=，表明所选截面的母线能满足热稳定性。 二、27.5KV 侧母线选用矩形铝母线（室内选硬母线、室外选软母线）
(1) 按最大长期工作电流选择母线截面
.max 1.3409.4g e I I A ==== 由《电力牵引供变电技术》附录二附表3查出铝母线40×4的允许载流量为456A （环境温度为25?时），大于最大工作电流，故初选40×4=160mm 2截面的
铝母线（单条平放）。
(2) 校验母线的短路热稳定性 母线在最大负荷时的温度.max 200()()g s xu xu
I I θθθθ=+- 2409.425()(7025)61.27456
????=+-= 2
222222210 1.51110 1.511 1.5110.20.45661212
d d Z t t Z d I I I Q t kA S ??+?+ ?+?+??=?=?=? Q fi = 2221.5110.0640.0967fi Z fi Q I T KA S =?=?=? 短路电流热效应：2d Z fi Q Q Q 0.45660.09670.5533KA S =+=+=?
由s =61.27?θ，在《电力牵引供变电技术》图6.6中查得铝曲线4s A 0.4210=?
44z s z fi 2211A A ()0.4210(0.45660.0967)0.421210S 160
=+θ+θ=?++=? 在《电力牵引供变电技术》中查表6.6可得4z A 0.421210=?，对应于铝母线曲线的纵坐标为65?，即z x
u 6520??θ=<θ=，表明所选截面的母线能满足热稳定性。
(3)校验母线的机械稳定性
冲击电流
ch i 1.7 1.511 3.633kA ==
三相短路时相间电动力为：
(3)(3)27267ch x 120l F 1.73i k 10 1.73 3.6331010 6.85N a 40--=???=????= 母线平放及水平排列时，其抗弯模量为：
227311W bh 0.0040.0410.6710m 66
-==??=? 母线的计算应力：6
6M F l 6.85 1.2100.7710pa W 10W 1010.67
???σ====?? 由《电力牵引供变电技术》表6.4铝母线的允许应力为66910Pa ?，xu σ<σ，满足机械稳定性。
4.10 限流电抗器选择和校验
普通电抗器：
将短路电流限制到要求值Ke I （通常为与电抗器串联回路内轻型断路器的额
定工作电流）所必须的电抗百分值： 3%100100K Ke Ke k K
Ke Ke x I I X x U U == 式中： x xj U - 、 j I —基准电压（kV ）、基准电流（kA ） Ke U 、Ke I —电抗器的额定电压（kV ）
、额定电流（kA ）； ()k j X *—换算至统一基准容量下的限流电抗器标么电抗值
()%100j Ke K K k j j Ke x xj
I U x x X x I U -*== 对于母线分段电抗器、厂用出线电抗器、装有无时延保护的出线电抗器，不 验算母线剩余电压。
若剩余电压不满足要求，可增大电抗器百分值，或选用快速保护，加速切除 短路。
110kV 侧选用NKSL-10-200-8型号的混泥土柱式限流电抗器；27.5 kV 侧选用NKSL-10-1500-10型号的混泥土柱式限流电抗器，其技术数据见表3-17： 普通电抗器：
表3-17
3.9 避雷器的选择和校验
牵引变电所的设计
第1章概论 1.1 课题研究的目的意义 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
货运铁路牵引变电所的电气系统毕业设计说明
货运铁路牵引变电所的电气系统设计毕业设计任务书 题目货运铁路牵引变电所的电气系统设计 学生学号班级专业电气工程及其自动化 承担指导任务单位电气工程系导师导师 职称 讲师 一、主要容 1. 按规定供、馈电容量与要求确定电气主结线。 2. 短路电流计算。 3. 牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4. 母线（导体）和主要一次电气设备选择。 5. 配置所需的二次系统，并进行继电保护整定计算。 6. 进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1. 设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2. 绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标（或研究方法） 1. 包含有A、B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 2. 电力系统1、2均为区域变电站，电力系统容量分别为4000MVA和4800MVA选取基准容量Sj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0.10和0.12，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0.11和0.14。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。 图1中，L1、L2、L3长度分别30km、50km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km, 平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 基本设计数据如表1所示。 表1 牵引变电所基本设计数据 项目A牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）560 右臂负荷全日有效值（A）780 左臂短时最大负荷（A）[注] 860 右臂短时最大负荷（A）1080
毕业设计开题报告
摘要 货运铁路牵引变电所是铁路系统的重要组成部分，起着变换和分配电能的作用,它直接影响整个铁路系统的安全与经济运行。 本设计主要针对牵引供电系统进行设计和研究。主要包括牵引负荷的计算、主变压器接线方式的分析比较、主变压器型号和台数的选择、牵引变电所进线和馈线方式的选择、短路计算、高压设备的选取和校验、继电保护的拟定与计算、牵引变电所防雷与接地装置的设置。其中电气主接线是变电所设计的主要环节，直接关系着整个变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。短路电流计算是本次设计的关键部分，通过计算对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、熔断器等进行选择校验和进行继电保护的拟定计算。 本次毕业设计实现了任务书要求的全部容，选择出牵引变压器，高压侧、低压侧的电气设备，确定了主接线方式。并且用AutoCAD绘出了系统的主接线图。 关键词:主接线主变压器电气设备
牵引变电所继电保护设计继电保护课程设计
课程名称：继电保护原理与运行 设计题目：牵引变电所继电保护设计 院系：电气工程系 专业：电气工程及其自动化 年级： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2012年4月1日
课程设计任务书 专业铁道电气化姓名学号 开题日期：2009年2月23日完成日期：2009年 4 月10 日题目牵引变电所继电保护设计 一、设计的目的 通过该设计，初步掌握变电所继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关规程和设计手册的使用方法以及继电保护标准图的绘制等。 二、设计的内容及要求 （1）牵引变电所继电保护方案的讨论 （2）短路计算 （3）整定计算 （4）绘制标准图 （5）讨论说明 （6）整理成册 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师陈丽华(签章) 2009 年 4 月10 日
继电保护设计任务书 （第2组） 一、设计目的 通过该设计，初步掌握变电站继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关规程和设计手册的使用方法以及继电保护标准图的绘制等。 二、设计的主要内容 1、牵引变电所继电保护方案的讨论。 2、短路计算。 3、整定计算。 4、绘制标准图。 5、讨论说明。 6、整理成册。 三、原始资料 1、供电方式：复线单边 2、电气主接线：110KV侧—双T接线 27.5KV侧—单母线分段 3、变电所参数 项目电源类别主电源备用电源 系统阻抗 最大运行方式0.494 0.361 最小运行方式0.527 0.517 牵引变 容量（KV A）2×15000 LH变比（Y/Δ）30/120 牵引馈线 名称左右最大负荷电流（A）447 530 馈线长度（KM）16.13 23.67 单位阻抗（Ω/KM）0.7475 LH变比120 母线最低工作电压（KV）25
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： R 10kV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。 (3)经济性：经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下，尽可能地减少与接线方式有关的投资。 (2)变电所在电力系统中的地位和作用：电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330—500kV；地区重要变电所，电压为220—330kV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kV，但也有220kV。 (3)负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 (4)系统备用容量大小：装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断
某中心牵引变电所电气系统设计_毕业设计
某中心牵引变电所电气系统设计 某中心牵引变电所电气系统设计毕业设计任务书题目某中心牵引变电所电气系统设计 学生姓名学号 5 班级专业电气工程及其自动化 承担指导任务单位电气工程系导师 姓名 导师 职称 讲师 一、主要内容 1.按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线。 2.短路电流计算。 3.牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4.母线(导体)和主要一次电气设备选择。 5.配置所需的二次系统。 6.进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1.设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2.绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标(或研究方法) 1.包含有A、B、C三个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中对每个牵引变电所而言，220kV线路为一主一备。待建牵引变电所为牵引变电所A，220kV线路向220kV地区变电所供电，供电容量为2000MVA。图1中L1、L2、L3、L4长度分别30km、15km、15km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km，平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 2.气象资料：本地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。 3.地质水文资料：本地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。 4.电源短路容量：电力系统容量分别为3000MVA 、2800MVA。选取基准容量为100MVA，在最大运行方式下，电力系统的综合电抗标幺值为0.21、0.23；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值为0.30、0.35。 5.负荷资料：
牵引变电所电气主接线设计教学教材
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 (14) 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)
电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计
电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计 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。 标签：牵引变电所；铁路；牵引变压器 1 牵引变电所主结线的选择 牵引变电气主接线是变电所设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性，灵活性和经济性是密切相关的，而且对电气设备的选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此必须合理的确定主接线。 电气主结线应满足的基本要求 ①首先保证电力牵引负荷，运输用动力，信号负荷安全，可靠供电的需要和电能质量。 ②具有必要的运行灵活性，使检修维护安全方便。 ③应有较好的经济性，力求减小投资和运行费用。 ④应力求接线简捷明了，并有发展和扩建的余地。 1.1 高压侧电气主结线的基本形式 1.1.1 单母线接线 如图1-1所示，单母线接线的的特点是整个的配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守以下操作顺序：对馈线送电时必须先和1QS和2QS在投入1QF；如欲停止对其供电必须先断开1QF然后断开1QS和2QS。 单母线结线的特点是：（1）结线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性。（2）每回路断路器切断负荷电流和故障电流。检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其他回路不受影响。（3）检修母线和与母线相连的隔离开关时，将造成全部停电。母线发生故障时，将是全部电源断开，待修复后才能恢复供电。
【精品】牵引变电所接地防雷系统的设计
齐鲁工业大学 毕业设计 题目：牵引变电所接地防雷系统的设计 系别: 专业： 班级： 学生姓名： 指导教师: 完成日期：
摘要 牵引变电所是铁路供电系统的枢纽，它担负着电网供电的重要任务。雷电具有很强的危害性，因此应该重视牵引变电所的雷电的防护。 综合运用高电压技术、电力系统过电压、接地系统及供防雷接地的设计方法，对110kV牵引变电所进行防雷接地设计.引变电所雷击的配电技术等相关的专业知识，采用理论和实践相结合的方法，研究牵,基于常用的形式及防雷接地的几种措施，研究接地装置的类型和降阻方式 关键词雷电放电防雷保护装置防雷接地装置牵引变电所
目录 1绪论.............................................. 错误!未指定书签。2雷................................................ 错误!未指定书签。 2。1雷电........................................ 错误!未指定书签。 2。1。1雷电的发生机理....................... 错误!未指定书签。 2.1。2雷电放电.............................. 错误!未指定书签。 2。1.3雷电放电的过程........................ 错误!未指定书签。 2.1。4雷电放电的基本形式.................... 错误!未指定书签。 2.1.5雷电放电的选择性....................... 错误!未指定书签。 2.1.6我国雷电活动分布的规律................. 错误!未指定书签。 2.1.7雷电的危害............................. 错误!未指定书签。 2.1.8雷电的防护措施......................... 错误!未指定书签。 2.2雷电参数..................................... 错误!未指定书签。
高速铁路牵引供电系统相关问题的分析与研究毕业设计
毕业设计
摘要 高速列车与牵引供电系统直接相关,是进行牵引供电系统研究的最重要的基础。为此，文首先对牵引供电系统组成进行了详细介绍，然后结合牵引供电系统供电方式及牵引供电回路的特点，对牵引供电系统供电分析论证,针对无功功率、谐波电流、负序电流，分析了牵引供电系统存在问题提出了解决办法。然后提出了理想牵引供电系统，根据运行方式与同相供电系统，研究并分析牵引变电所的(最小)补偿容量，并提出研究后的自耦变压器(AT)供电模式，从而进行新型AT供电模式的研究。 关键词：牵引供电系统、牵引变电所、供电系统、供电回路
目录 第1章绪论 (1) 1.1 本文研究的目的和意义 (1) 1.2 国外研究现状 (2) 1.2.1 概况 (2) 1.2.2 日本 (3) 1.2.3 法国 (5) 1.2.4 德国 (6) 1.3 本文主要工作 (6) 第2章高速铁路牵引供电系统系统介绍 (7) 2.1 牵引供电部分 (7) 2.2 牵引网供电方式 (9) 2.2.1 直接供电方式 (9) 2.2.2 吸流变压器—回流线装置BT (9) 2.2.3 自耦变压器供电方式(AT) (10) 2.2.4 带回流线的直接供电方式(DN) (11) 2.3 牵引供电回路 (12) 第3章高速铁路牵引供电系统相关问题 (14) 3.1 铁道牵引供电系统的组成 (14) 3.2 铁道牵引供电系统存在的问题 (14) 3.2.1 无功功率 (14) 3.2.2 谐波电流 (15) 3.2.3 负序电流 (15)
3.2.4 解决方法 (15) 第4章高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 (17) 4.1 理想牵引供电系统 (17) 4.1.1 系统构成 (17) 4.1.2 运行过程 (18) 4.2 现行方式与同相供电系统 (19) 4.2.1 同相供电系统 (19) 4.2.2 牵引变电所的(最小)补偿容量 (20) 致 (21) 参考文献 (22)
110kv牵引变电所设计
课程设计报告 课程电气化铁道供电系统与设计 题目牵引变电所B主接线及变压器容量计算学院电气工程学院 年级专业电气工程及其自动化 班级学号 学生姓名 指导教师
目录 1 概述 (1) 2 设计方案简述 (2) 3 牵引变压器容量计算 (2) 3.1牵引变压器容量的计算 (2) 3.1.1牵引变压器计算容量 (2) 3.1.2牵引变压器过负荷能力校验 (3) 3.2牵引变压器功率损耗计算 (3) 3.3牵引变电所电压不平衡度计算 (4) 3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗 X（-） (4) s 3.3.2计算牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流 (4) 3.3.3构造归算到110kV的等值负序网络 (4) 3.3.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验 (4) 4 导线选择 (5) 4.1软母线选择 (5) 4.1.1室外110kV进线侧的母线选择 (6) 4.1.2室外27.5kV侧的母线选型及校验 (7) 4.1.3室外10kV馈线侧的母线选型及校验。 (7) 5 主接线选择 (8) 总结 (9) 附录一牵引变压器主要技术数据表 (10) 附录二牵引变电所B主接线图 (11) 参考文献 (12)
1 概述 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1-1所示： L3 L2 L1 B A S Y S T E M 1 S Y S T E M 2 图1-1牵引供电系统示意图 表1-1 设计基本数据 图1-1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。其中，电力系统容量分别为250MV A和200MVA。选取基准容量 j S为200MV A，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0.13和0.15；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值分别为0.15和0.17。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1-1中， 1 L、2L、3L长度为25km、 40km、20km.线路平均正序电抗 1 X为0.4Ω/km,平均零序电抗0X为1.2Ω/km。
牵引变电所电气主接线设计
精品文档 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 (14) 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)
牵引变电所毕业设计
黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文） 题目：牵引变电所常见故障判断及处理方案指导教师：郭婺 专业电气自动化 班级0936班 姓名张彦庆 2011年 05 月 10 日
目录 引言................................................................ - 2 -一牵引变电所基本概念................................................. - 2 - (一)牵引变电所概述 (2) (二)牵引变电所主要电气元件 (3) (三)牵引变电所供变电系统 (5) (四)牵引变电所 (5) 二互感器的常见故障与分析............................................ - 11 - (一)互感器的作用 (11) (二)互感器分类 (11) (三)电流互感器常见故障分析处理 (12) (四)电压互感器常见故障分析处理 (12) (五)电压互感器故障案例分析- 12 - 三断路器常见故障分析................................................ - 19 - (一)断路器工作原理 (19) (二)短路器的分类 (20) (三)真空断路器的故障分析及设备管理 (20) (四)断路器跳闸拒动的原因及防止措施 (24) 四牵引变电所运行与检修重要规程与规则................................ - 24 -总结.. (33) 致谢 (33) 参考文献 (33)
摘要 电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。 牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。 牵引变电所(包括分区亭、开闭所，AT所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分：一次接线(主接线)和二次接线。 主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。 二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制，监察、测量以及实现继电保护与运动化等。二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用。 主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出线的要求确定的，其基本主接线型式有：单母线分段接线、劳旁路母线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双T式(即分支式)接线等。 关键词：电气设备故障电力系统分析诊断
牵引变电所设计的课程设计
电力牵引供电系统课程设计评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
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 (2) 2 设计课题的计算与分析 (2) 2.1计算的意义 (2) 2.2详细计算 (2) 2.2.1 牵引变压器容量计算 (2) 2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3) 2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3) 2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3) 2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3) 2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4) 3 小结 (5) 参考文献 (6) 附录 (7)
1 设计原始题目 1.1 具体题目 《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。设计基本数据如表1所示。 SYSTEM2SYSTEM1 L1L2L3 B A 图1 牵引供电系统示意图 表1设计基本数据 项目B牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）320 右臂负荷全日有效值（A）290 左臂短时最大负荷（A）410 右臂短时最大负荷（A）360 牵引负荷功率因数0.85（感性） 10kV地区负荷容量（kVA）2*1200 10kV地区负荷功率因数0.83（感性） 牵引变压器接线型式YN,d11 牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线 左供电臂27.5kV馈线数目 2 右供电臂27.5kV馈线数目 2 10kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用 预计中期牵引负荷增长40%
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。直流制存在
地铁牵引降压混合变电所毕业设计论文
河南理工大学 毕业设计（论文）任务书 专业班级学生姓 名 一、题 目 二、起止日期年月日至年月日 三、主要任务与要求 指导教师职称 学院领导签字（盖章） 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）评阅人评语 题 目 评阅人职称
工作单位 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）评定书 题 目 指导教师职称 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）答辩许可证 答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料： 1、设计（论文）说明共页 2、图纸共张 3、指导教师意见共页 4、评阅人意见共页 经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设
计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导教师签字（盖章） 年月日 根据审查，准予参加答辩。 答辩委员会主席（组长）签字（盖章） 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 学院专业班 同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。 一、毕业设计（论文）的总评语 二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名： 答辩组成员签名：
答辩委员会主席：签字（盖章） 年月日 摘要 牵引供电系统作为我国铁路电气化的重要组成部分，在地铁系统中起到动力 供应、照明、通信等关键性的作用。牵引供电系统由牵引降压变电所、接触网、环网等部分组成。本次设计主要对牵引降压混合变电所的一次部分进行研究和设计。本设计以在苏州建造地铁牵引降压混合变电所的实习资料作为参考，通过对拟建变电所的负荷参数和线路系统等方向考虑，并通过对负荷资料的分析和安全、经济、可靠性的考虑，确定了变电所的电气主接线和所用电的主接线，然后通过负荷计算和供电区间确定了主变压器的台数、容量及型号。根据最大持续电流及短路计算的计算结果，对断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、绝缘子、电压互感器、电流互感器等分别进行了选型和数量汇总。然后是对牵引降压混合变电所的接地系统、防雷系统和继电保护整定设计。最后是对拟建变电所的平面布置设计，从而完成了本次设计。 关键词：牵引供电变电所电气主接线变压器 Abstract Power transformation and distribution system in subway provides all loads electric energy except electric train, has the very important functions to subway’s normal operation. Under the background of accelerating construction of subway’s engineering for resolving the mass transit problems in our country, the research on project design of power transformation and distribution system in subway is very important.
继电保护课程设计——牵引变电所牵引馈线保护设计
继电保护课程设计报告 题目：牵引变电所牵引馈线保护设计班级 姓名 学号 指导教师 设计时间2011年3月19日
牵引变电所牵引馈线保护设计线 一、设计题目及要求 1.1设计的题目 某牵引变电所甲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，三相平衡接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。线路阻抗0.6Ω/km 1.2、设计要求 （1）能根据提网络以及已知条件，按照部颁继电保护和自动装置整定计算的规范进行设计； （2）通过学习应熟悉电力系统继电保护设计与配置的一般规定； （3）正确理解继电保护整定计算的基本任务； （4）掌握整定计算的步骤，熟悉主保护、后备保护和辅助保护在电力系统中的应用； （5）对继电保护基本要求之间，能分别地进行综合考虑； （6）掌握整定计算对系统运行方式的选择以及短路类型、短路点的确定；（7）掌握整定系数的分析与应用，掌握整定计算配合的原则。 二、馈线保护原理、配置及整定计算 2.1 馈线保护原理 2.1.1自适应阻抗保护 阻抗保护是反应故障点至保护安装地点之间的阻抗（或距离）。在牵引供电系统中，阻抗保护通常采用多边形特性，如图1所示。根据牵引负荷的特点，为了提高阻抗保护的躲负荷能力，在阻抗保护中增加自适应判据，即根据电流中的谐波含量自动调节阻抗保护的动作范围。
图1 阻抗保护动作特性 自适应阻抗保护的动作判据如下： 02≤≤-h h X tg R ?或 ZD h R R ≤≤0 或 ZD h X X ≤≤0和 ZD L h h h R ctg X R ctg X +≤≤??1 （1） 在式（1）中，RZD 为电阻整定值；XZD 为电抗整定值；1?为躲涌流偏移角； 2?为容性阻抗偏移角；L ?为线路阻抗角。h R 、h X 分别为考虑谐波抑制后的测 量电阻和测量电抗，其计算公式如下： R K K R h h h )1(∑+= X K K X h h h )1(∑+= （2） 在式（2）中，∑h K 为综合谐波含量，等于1 532/)(I I I I ++；I1、I2、I3、 I5分别为基波、二次、三次、五次谐波分量； h K 为谐波抑制加权系数； 2.1.2 电流速断保护 电流速断保护的原理框图如图2所示。 图2 电流速断保护原理框图 I 1≥I N1 信号
牵引变电所的设计原则及其要求
目录 第1章牵引变电所设计基础 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 电气主接线设计的基本要求 (1) 1.3 电气主接线的设计依据 (2) 1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3) 第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3) 第3章短路计算 (4) 第4章高压电气设备选择及校验 (5) 4.1 高压电气设备选择的原则 (5) 4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7) 4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11) 4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13) 4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14) 4.2.4 电压互感器 (14) 4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15) 4.2.6 母线的选择和校验 (16) 4.2.7 限流电抗器选择 (16) 4.2.8 避雷器的选择 (17) 后记 (19) 参考资料 (20) 附图 (21)
第1章牵引变电所设计原则及要求 1.1概述 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主结线的基本结线形式有但母线结线，双母线结线，桥形结线和简单分支结线。牵引负荷侧电气结线特点主要有：1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线；2.具有公共备用断路器的结线；3.但母线分段带旁路母线结线。 1.2 电气主接线基本要求 电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求： 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，具体情况如下： ①满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、 灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。 ②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。 设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。 ③满足接线过渡的灵活性。一般变电站都是分期建设的，从初期接线到最终 接线的形成，中间要经过多次扩建。主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范围最少，停电时间最短，一次、二次设备接线的改动最少，设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。 ④满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故 障部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。
牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计
牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计 目录 1 绪论 (2) 2 雷 (1) 2.1 雷电 (1) 2.1.1 雷电的发生机理 (1) 2.1.2雷电放电 (1) 2.1.3雷电放电的过程 (3) 2.1.4雷电放电的基本形式 (5) 2.1.5雷电放电的选择性 (6) 2.1.6我国雷电活动分布的规律 (7) 2.1.7雷电的危害 (7) 2.1.8雷电的防护措施 (9) 2.2雷电参数 (14) 2.2.1雷电放电的计数模型及等值电路 (14) 2.2.2雷电流 (16) 3 防雷保护装置 (20) 3.1避雷针 (20) 3.1.1避雷针保护原理及组成 (20) 3.1.2避雷针的保护围 (21) 3.2避雷线 (23)
3.2.1避雷线保护围 (23) 3.3变配电所装设避雷针和避雷线的有关规定 (25) 3.3.1避雷针的有关规定 (25) 3.3.2避雷线的有关规定 (26) 3.4避雷器 (26) 3.4.１避雷器的保护原理及要求 (26) 3.4.2避雷器的伏秒特性 (27) 3.4.3避雷器的分类 (27) 4 防雷接地装置 (32) 4.1接地装置的概述 (32) 4.1.1 接地装置组成 (32) 4.1.2接地电阻和流散电阻 (33) 4.1.3对地电压、接触电压和跨步电压 (34) 4.2接地装置的分类 (34) 4.2.1工作接地 (35) 4.2.2保护接地 (35) 4.2.3 防雷接地（如图4-5所示） (35) 4.3工程实用的接地装置 (36) 4.3.1输电线路的防雷接地 (36) 4.3.2发电厂和变电站的接地 (36) 4.4接地电阻的计算和降阻方法 (37) 4.4.1接地电阻的计算 (37)
斯科特牵引变电所课程设计
牵引供电课程设计 目录 第1章课题设计任务要求 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 设计的基本要求 (1) 1.3 设计的基本依据 (1) 第2章设计方案分析和确定 (1) 2.1方案主接线的拟定 (1) 2.2年运量和供电距离的分析 (2) 2.3变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修 (3) 2.4供电方式的优缺点 (3) 第3章变压器台数和容量的选择 (3) 3.1牵引变压器备用方式的选择 (3) 3.2牵引变压器台数和容量的选择 (4) 第4章主接线设计 (7) 4.1电源侧主接线 (7) 4.2牵引变压器接线 (7) 4.3牵引侧主接线 (8) 4.4倒闸操作 (9) 第5章牵引变电所的短路计算 (9) 5.1短路计算的目的 (9) 5.2短路点的选取 (9) 5.3短路计算 (9) 第6章电气设备的选择 (11) 6.1室外110kV进线侧母线的选择 (11) 6.2室外27.5kV进线侧母线的选择 (12) 6.3高压断路器的选择 (12) 6.4隔离开关的选择 (13) 6.5电压互感器的选取 (14) 6.6电流互感器的选取 (14) 第7章电压水平的改善 (15) 7.1 接触网功率因数低的主要原因 (15) 7.2 串联电容补偿 (15) 第8章继电保护 (16) 8.1继电保护的任务 (16) 8.2继电保护基本要求 (16) 8.3继电保护的拟用 (16) 第9章防雷保护装置 (17) 第10章总结 (17) 参考文献 (18)
第1章 课题设计任务要求 1.1 设计任务 SCOTT 接线牵引变电所电气主接线设计,对双线路供电经过本次设计，对所学的专业知识得到相当的运用和实践，这将使自己所学的理论知识提升到一定的运用层次，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。 1.2 设计的基本要求 （1）确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行方式下的运行方式。 （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，并进行电气设备的选择。 （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 设计的基本依据 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 ，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 m 503011k Mt L Q ??=，m 304022k Mt L Q ??=，m 10120k Mt kW h q ?=?。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，送点距离30km ，电力系统容量为3000MVA ，选取基准容量为100MVA ，在最大运行方式下，电力系统的电抗标幺值为0.23；在最小运行方式下，电力系统的标幺值为0.25.主变压器为SCOTT 接线。 第2章 设计方案分析和确定 2.1 方案主接线的拟定 按110 kV 进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压等级馈线