【正文】 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設計 Design of Traction Power Supply System of DN Mode 2021 屆 電氣工程 系 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學 號 學生姓名 指導老師 完成日期 2021 年 5 月 27 日 畢業(yè)設計成績單 學生姓名 學號 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 畢業(yè)設計題目 DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設計 指導教師姓名 指導教師職稱 講師 評 定 成 績 指導教師 得分 評閱人 得分 答辯小組組長 得分 成績： 院長 (主任 ) 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計任務書 題 目 DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設計 學生姓名 學號 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 承擔指導 任務單位 導師 姓名 導師 職稱 講師 一、主要內容 針對采用直供加回流 (DN)供電方式的牽引供電系統(tǒng)進行設計。主要設計內容包括：牽引供電方案設計、牽引變電所主結線方案的選擇，牽引負荷計算和牽引變壓器型式、臺數、容量、備用的確定，短路計算，供電設備選型。最后繪制變電所主電路圖和變電所電氣布置圖。 二、基本要求 ，計算說明清晰完整，正確無誤； ； 、新設備； ： 1 萬字； ：折合 0 號圖紙一張； ： 3000 字以上。 三、主要技術指標和設計任務 。 ，完成負荷計算、阻抗計算及短路計算，選定牽引供電設備。 、電氣布置圖以及控制保護圖等相關圖紙。 ，計算說明清晰完整，正確無誤。 四、應收集的資料及參考文獻 、選型手冊 五、進度計劃 第 1 周 第 2 周 開題報告 第 3 周 第 7 周 相關計算，方案比較，系統(tǒng)設計，中期報告 第 8 周 中期答辯 第 9 周 第 14 周 撰寫并整理設計說明，工程制圖 第 15 周 第 16 周 答辯 教研室主任簽字 時 間 年 月 日 畢業(yè)設計開題報告 題 目 DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設計 學生姓名 學號 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 一、選題依據 在經濟快速發(fā)展的今天，對交通運輸的要求越來越高，而鐵路運輸占有了相當大的比重，所以鐵路的快速發(fā)展是滿足時代的需求，他即要滿足了國民生產、生活的正常運轉，同時有得保證自身的安全可靠。 由于電力機車功率大，拉得多跑的快，世界各國的高速鐵路幾乎都采用電力機車牽引。電力機車與蒸汽機車和內燃機車不同，它本身不能帶能源，必須由外部供應電能。為了給電力機車供應電能，需要在鐵路沿線架設一套牽引供電系統(tǒng)，他的供電能力和可靠性必須滿足列車的運行要求。 二、本課題國內外研究現狀及發(fā)展趨勢 自 1964 年 10 月 1日日本承建開通世 界上第一條高速鐵路以來，經過幾十年的實踐和發(fā)展，各國高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)都有了很大改進，達到了很高的水平，而且都各具特色，最具有代表性的是日本、法國和德國高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)。供電方式上日本、法國采用 AT 供電方式，德國、意大利和西班牙采用 RT 供電方式。電源電壓等級上日本采用 154kV、 220kV和 275kV三種電壓等級；法國采用 225kV；德國采用 110kV；意大利采用 110kV；接觸網電壓日本的標準電壓為 25kV，最高電壓為 30kV，最低電壓為 ；法國分別為 25kV、 和 18kV， 德國分別為 15kV、 17kV和 12kV。 我國 早期電氣化鐵路均采用直接供電方式，為避免和減少對外部環(huán)境的電磁干擾，研發(fā)了BT、 AT 和 DN供電方式，就防護效果來看， AT 方式優(yōu)于 BT 和 DN方式，就接觸網的結構性能來講， DN 方式最為簡單可靠。隨著通信技術的快速發(fā)展，光纜的普遍應用，通信設施及無線電裝置自身的防干擾性能大為增強，考慮到接觸網的運行可靠性對電氣化鐵路的安全運行至關重要，所以通常認為，一般情況下 DN供電方式為首選，在電力系統(tǒng)比較薄弱的地區(qū)，經過經濟技術比較，可采用 AT 供電方式， BT 供電方式則盡量少采用 或不采用。中國干線 電力牽引 采用單相工頻 25kV交流電 ,牽引 變電所 把輸入的 110kV三相交流電轉變?yōu)?25kV單相交流電送入 接觸網 ，從而完成電力牽引的供電任務。 三、本課題進行的主要工作 電氣化鐵路負 荷與工農業(yè)輸電線路有很大的不同。此負荷是大功率單相整流型負荷，具有不對稱、非線性和波動性的特點。并且，負荷變化是隨機的，其平均負荷可能不很大，但短時負荷 有可能達到很大。電氣化鐵路的這些特點對鐵路電氣設備提出了特殊的要求，尤其是對主變壓器提出了特殊的要求。 因此本次設計的主要工作是： 、接線及設備選型：電力牽引電源為 110kV 輸電線雙回路供電； 供電方式選擇直接供電；主要設備有三相變壓器、斷路器、隔離開關、負荷開關、電壓互感器、電力互感器、避雷器等。 ：根據已知數據確 定接線方案，繪制圖紙，然后進行負荷計算和短路計算，最后選擇設備，確定型號。 ：進行短路計算，確定保護整定值。 四、本課題的研究方法及預期達到的結果 ：根據牽引變電所系統(tǒng)的特點、設計原則，確定電氣化鐵道牽引變電所的設計方案：首先確定變電所一次側的接線方案、負荷和短路等計算、設備選擇，然后在做變電所二次側的接線方案及計算，最后進行變電所的性能分析。在研究時將國內先進的研究成果與具體實際相結合 ,重視案例研究。從國內外牽引變電所的設計的成功和失敗的案例中 , 找出其成功的地方并發(fā)現其 問題，以供本次設計所借鑒。 :經過這個設計過程以后，可以達到運用于實際情況。這種牽引變電所可以運用于鐵路干線，并能夠短期過負荷運行。 指導老師簽字 時 間 年 月 日 摘 要 DN 供電方式是采用直供加回流的供電方案， 是目前我國牽引供電系統(tǒng)普遍采用的一種供電方式。 首先，根據設計方案，對牽引變電所的主接線圖進行了合理嚴謹的繪制。然后，根據現實參數和設計要求進行負荷計算，選出合適的主變壓器。根據系統(tǒng)和主變壓器的各項參數進行短路計算。在短路計算中， 根據主變壓器不同的運行狀態(tài)，分別計算了高低壓側的最大和最小短路電流。之后，按照一定的高壓設備選擇原則進行該設計中高壓設備的選擇與校驗，其中包括高低壓側斷路器的選擇、高低壓側隔離開關的選擇、電流互感器的選擇與校驗，高壓熔斷器的選擇與校驗，電壓互感器的選擇，避雷設備和自用變壓器的選擇。最后，結合設備和設計方案對整個設計進行調整。 關鍵詞： DN 供電方式 主接線圖 高壓設備選擇 Abstract DN power supply is the direct power supply with return line, which is widely used in China as a traction power supply. First, the main circuit of traction substation has been carried out with the rational and rigorous drawing according to the design plan,. And then, ,it has been carried out with load secretly schemes against and electing the right transformer according to the real parameter and the need of design。 According to the parameters of system and the main transformer short circuit calculation。 With the short circuit secretly scheming against, according to different operation state of the main transformer, the high and low voltage point of the short circuit has been secretly scheme against. Next, according to the need of the design and the parameter of system , the main transformer has been carried out with the relay’s protection and the adjusting. Afterwards, according to that certain high voltage equipment chooses principle ， these high voltage equipments have been elected and checked. It includs that high and low voltage breaker’s choice , disconnector’s choice and checking, fusible’s choice and checking, electric current mutual inductance implement’s choice and checking, voltage mutual inductance implement’s choice, the pillar insulator and perate the wall tube’s choice,reactance implement and lightningprotection equipment’s choice. At last ， according to equipments and the entire design, it is adjusted and polished ,which will be more rational and consummate in the circuit and the design. Key words: DN power supply mode The main wiring diagram High voltage equipment selection I 目 錄 第 1 章 緒論 1 選題的背景與現實意義 1 國內外研究現狀 1 擬采用的設計方案 2 第 2 章 主接線圖設計方案 3 供電方案的說明 3 主接線圖方案的設計 4 第 3 章 牽引負荷的計算 1