电气化铁道供电1

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1、自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计电气化铁道供电系统与设计课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：评语：2010年11月18日-11-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计一、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测电流如下表所示。表1牵引变电所甲电流参数表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甲24.6β282363102320220.4α240319874154二、题目分析及解决方案框架

2、确定2.1计算牵引变压器的容量主变压器采用非阻抗匹配YN，结线平衡变压器为牵引变电所的主牵引变压器，它是YN，结线平衡变压器取λ=1的特例，不需要专门进行阻抗匹配，绕组布置较容易，设计制造方便，其绕组结线示意图如图1所示。图1绕组结线示意图-11-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计为了经济合理的选择变压器容量，计算分为以下步骤：①确定计算容量─按正常运行的计算条件求出主变压器供应牵引负荷所必须的最小容量。S=23+1U∙IαX34+n2+1+n2+1+4n2+2∙233+1U∙IaX1+n=233+1UIαX4+n2+

3、1+n2+1+4n2+231+n（1）式中，n=IβXIαX；IαX、IβX为α、β供电臂的有效电流。②确定校核容量─按列车紧密运行的计算条件并充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量。Sbmax=233+1UIαmax4+n2+1+n2+1+4n2+231+n（2）式中，n=IβmaxIαmax为β、α供电臂最大电流之比；Iαmax、Iβmax分别为α、β供电臂最大电流。③确定安装容量─在计算容量和校核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按其系列产品的规格确定牵引变压器台数与容量。2.2牵引变电所其它设备的选择牵引变电所的主要

4、设备除牵引变压器外，主要有断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器以及母线等。在设计中要根据牵引变电所的电流参数值等来选择所需设备的型号。2.3画出牵引变电所的主接线图牵引变电所的主接线由电源侧、主变压器、牵引侧三部分主接线组成。而电气主接线是指由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次设备，按照工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所的电器主接线图。-11-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计三、设计过程3.1牵引变电所220kV侧主接线设计依据该牵引变电所负荷等级，要求

5、两路电源进线，因有系统功率穿越，属通过式变电所，220kV侧采用图2所示的单母线分段接线。若考虑经济运行也可采用图3所示的外桥接线。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，因此采用单母线分段接线。3.2牵引变电所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4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

6、性高，但一次投资较大。-11-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计图4馈线断路器100%备用接线2）馈线断路器50%备用的接线如图5所示。这种接线每两条馈线设一台备用断路器，通过隔离开关的转换，备用断路器可代替其中任一台断路器工作。本题中所采用的就是这种接线方式。图5馈线断路器50%备用接线3）带旁路母线和旁路断路器的接线如图6所示。一般每2至4条馈线设一旁路断路器。通过旁路母线，旁路断路器可代替任一馈线断路器工作。这种接线方式适用于每相牵引母线馈线数目较多的场合，以减少备用断路器的数量。-11-自动化与电气工程学院电气

7、化铁道供电系统与设计图6带旁路母线和旁路断路器的接线3.3牵引变压器容量计算1）牵引变压器的计算容量在（1）式中，将U=27.5kV，IαX=319A，IβX=363A，n=IβXIαX=1.14，代入得：S=20752kVA2）牵引变压器的校核容量在（2）式中，将Iαmax=874A，Iβmax=1023A，n=IβmaxIαmax=1.17，代入得：Sbmax=47779kVA，取变压器的过负荷倍数K=1.5，即可得校核容量S校=SbmaxK=31853kVA3）牵引变压器的安装容量根据（1）、（2）计算出的计算容量和校核容

8、量，选择两者中的较大者，并按照所采用的备用方式，参考变压器的系列产品（额定容量优先数为R10系列，即10000，2,100,1600,20000,52000,31500,40000,50000,36000,80000,100000（kVA）等），取牵引变压器安装