【正文】 牽引供電課程設計報告書 題 目 牽引變電所 G 電氣主接線的設計 院 /系 (部 ) 電氣工程系 班 級 學 號 姓 名 指導教師 完成時間 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2020 級 牽引供電課程設計 摘 要 牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的核心部分。本次設計的課題是牽引變電所 G 電氣主接線的設計，其設計的意義在于為電氣化鐵路設計合理實用的牽引供電技術，主要任務是牽引變電所主接線設計、選擇牽引變壓器、斷路器、隔離開關和電壓、電流互感器等，進而確定電氣主接線。在認真分析題目的基礎上，按照一定的順序進行設計。首先，分析比 較幾種牽引變壓器的接線形式，根據要求選出了一種最佳的接線形式，即 YN， d11 接線形式。然后，根據給定的數據并考慮一定的裕量來計算牽引變壓器的安裝容量。最后，計算高壓和低壓母線的短路電流，通過短路電流來選擇相應的一次設備并進行校驗，最終基本完成了牽引變電所電氣主接線，實現了牽引供電系統(tǒng)的基本要求。 關鍵字： 牽引變壓器 一次設備 目 錄 第 1章 設計目的和任務要求 ............................................. 1 設計目的 ....................................................... 1 任務要求 ....................................................... 1 設計的依據 ..................................................... 1 任務分析 ....................................................... 3 第 2章 主接線方案的設計 ............................................... 3 牽引變電所 110kV 側主接線 ....................................... 4 主接線的確定 ............................................. 5 牽引變電所的倒閘操作 ..................................... 6 牽引 側電氣主接線 ........................................ 6 電氣主接線特點 ........................................... 6 側饋線接線方式 ..................................... 7 側母線接線方式 ..................................... 8 第 3章 牽引變壓器選擇 ................................................. 8 牽引變壓器的備用方式 ........................................... 8 牽引變壓器的接線型式 ........................................... 9 牽引變壓器容量計算 ............................................. 9 第 4章 短路計算 ...................................................... 10 短路計算的目的 ................................................ 10 短路點選取 .................................................... 11 短路電流計算 .................................................. 11 第 5章 電氣設備選擇 .................................................. 15 斷路器的選擇 .................................................. 15 高壓側斷路器選擇 ........................................ 15 低壓側斷路器選擇 ........................................ 16 高壓側戶內斷路器選擇 .................................... 16 低壓側戶內斷路器選擇 .................................... 17 隔離開關的選擇 ................................................ 18 電流互感器的選擇與校驗 ........................................ 20 導線的選擇 .................................................... 21 側母線的選擇和校驗 ..................................... 22 第 6章 繼電保護 ...................................................... 23 導線繼電保護配置 .............................................. 23 主變壓器繼電保護裝置配置 ...................................... 23 第 7章 并聯(lián)無功補償 .................................................. 24 并聯(lián)電容補償的作用 ............................................ 24 并聯(lián)電容補償計算 .............................................. 24 第 8章 防雷 .......................................................... 26 雷電過電壓的基本形式 .......................................... 26 防雷措施 ...................................................... 27 防雷設施 ...................................................... 27 第 9章 結論 .......................................................... 27 牽引供電課程設計 1 第 1 章 設計目的和任務要求 設計目的 本次的課題是牽引變電所 G電氣主接線的設計，目的是為了將所學習的知識更好地應用于實踐之中。牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，決定著電力機車能否正常順利運行，因此本次設計意義重大。牽引變電所的設計主要包括變壓 器的設計和保護監(jiān)測裝置。變壓器的設計主要是變壓器的接線形式、容量和臺數的確定。變壓器的容量確定要合理，如果選擇容量偏大則會造成損耗增加。選擇容量較小會使變壓器處于過負荷狀態(tài)，影響變壓器的壽命。保護監(jiān)測裝置主要是在系統(tǒng)發(fā)生短路時對線路起到保護作用，同時對線路中的電壓和電流進行監(jiān)控等。 此課題的設計完全符合電氣化鐵路供電系統(tǒng)的設計要求，為牽引供電系統(tǒng)提供供電方案，解決實際問題。更重的是此課題的設計使自己更加了解鐵路供電系統(tǒng)，為以后的工作打下了基礎。 任務要求 牽引變電所 G電氣主接線的任務要求如下： (1)確定該牽引變電所高壓側的電氣主接線的形式，并分析其運行方式。 (2)確定牽引變壓器的容量、臺數及接線形式。 (3)確定牽引負荷側電氣主接線的形式。 (4)對變電所進行短路計算，并進行電氣設備選擇。 (5)設置合適的過電壓保護裝置、防雷裝置以及提高接觸網功率因數的裝置。 (6)用 CAD畫出整個牽引變電所的電氣主接線圖。 設計的依據 包含有 F、 G兩牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如圖 1所示。 圖 21 中，牽引變電所中的兩臺牽引變壓器為一臺工作，另一臺備用。 電力系統(tǒng) 2 均為火電廠，選取基準容量 Sj為 100MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 和 ；在最小運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 和 。 對每個牽引變電所而言， 110kV 線路為一主一備。 牽引供電課程設計 2 圖 1 中， L L L3 長度分別為 30km、 50km、 20km。線路平均正序電抗 X1 為 /km，平均零序電抗 X0為 /km。 圖 13 牽引供電系統(tǒng)示意圖 基本設計數據如表 14所示 : 表 14 牽引變電所基本設計數據 項目 牽引變電所 G 左臂負荷全日有 效值（ A） 500 右臂負荷全日有效值（ A） 730 左臂短時最大負荷（ A） [注 ] 700 右臂短時最大負荷（ A） 980 牽引負荷功率因數 (感性 ) 10kV地區(qū)負荷容量（ kVA） 2 1000 10kV地區(qū)負荷功率因數 (感性 ) 牽引變壓器接線型式 自選 牽引變壓器 110kV接線型式 自選 左供電臂 2 右供電臂 2 10kV地區(qū)負荷饋線數 2回路工作， 1回路備用 預計中期牽引負荷增長 30％ [注 ]：供電臂短時最大負荷即 為線路處于緊密運行狀態(tài)下的供電臂負荷。 牽引供電課程設計 3 任務分析 根據任務要求來選擇變壓器的接線方式，確定備用方式，一般選擇固定備用的方式，即一臺運行，一臺備用。通過給定的數據計算牽引變壓器的計算容量、校核容量以及安裝容量，進而確定變壓器的容量。分析牽引變電所的短路點，計算出短路電流，通過短路電流來選擇高低壓側設備以及繼電保護裝置。最后，根據牽引變電所負荷平均有功功率來計算并聯(lián)電容的容量，選定電容的型號。 本次設計的牽引變壓器的接線方式為 YN， d11。 第 2 章 主接線方案的設計 牽引變電所的電氣主接線，是指 由主變壓器、高壓電器和設備等各種電器元件和連接導線所組成的接受和分配電能的電路。，電氣主接線要滿足下列基本要求： (1) 首先應保證電力牽引負荷，運輸用動力、信號負荷安全、可靠供電的 需求和電能質量。主接線應在變壓器接線方式、諧波無功補償和調壓方面采取有效的改善電壓質量措施。 (2) 具有必要的運行靈活性，使檢修維護安全方便?，F代技術的自動裝備和監(jiān)