【正文】 為三相 YN,d11牽 引變壓器且此變電所著重要的牽引負(fù)荷供電任務(wù)，為提高供電的安全可靠性，同時(shí)避免較大的一次性投資，牽引變電所 式。通過旁路母線，旁路斷路器可代替任一饋線斷路器工作。但實(shí)際生活中，往往從兩方面同時(shí)考慮而選擇備用方式。此外該接法雖然在經(jīng)濟(jì)上比 100%備用的 接線優(yōu)越，但可靠性相對(duì)來說較低。牽引母線用兩臺(tái)隔離開關(guān)分段是為了便于兩段母線輪流檢修。 50%備用的接線，此種接線用于單線區(qū)段，牽引母線同相的場合和復(fù)線區(qū)段，每相母線只有兩條饋線的場合。饋線斷路器 100%備用的接線圖如圖 33所示。這種接線當(dāng)工作斷路器需檢修時(shí)，即由備用斷路器代替。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置 [4]。 (4)雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠；調(diào)度靈活；擴(kuò)建方便；便于試驗(yàn)。 (3)單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同斷引出兩個(gè)回路由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分開母聯(lián)斷路器，自動(dòng)將故障隔離，保證正石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個(gè)配電裝置停電。 (2)單母線接線 單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。但變壓器的切除和投入時(shí)，不影響其它回路運(yùn)行。 圖 31 內(nèi)橋接線 圖 32 外橋接線 ② 外橋接線 外橋接線的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線正好相反。連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。 因此線路的切除和投入比較方便，而且當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，僅故障線路的斷路器斷開，不影響其它回路運(yùn)行。 ① 內(nèi)橋接線 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 內(nèi)橋接線的連接橋斷路器設(shè)置在內(nèi)側(cè)。設(shè)計(jì)主接線要考慮倒遠(yuǎn)景規(guī)劃，在需要的時(shí)候可以很方便地改造和擴(kuò)建。 (4)經(jīng)濟(jì)性 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 由于接觸網(wǎng)事故較多，檢修頻繁，牽引變電所倒閘作業(yè)較多，主接線越簡單清晰，程序操作越少，操作越方便。為了滿足電能質(zhì)量的要求，主接線應(yīng)在變壓器接線方式、諧波補(bǔ)償和調(diào)壓方式方面注意改善電能質(zhì)量。 (1)可靠性 保證對(duì)牽引負(fù)荷和地區(qū)負(fù)荷的供電可靠性 和電能質(zhì)量。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 3 章 牽引變電所主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線的基本要求 電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 同時(shí)根據(jù)要求， 10KV 側(cè)選用 SF111000/ 型電力變壓器。 5 3 2 5 0 8 ????? SP 補(bǔ)償后： 0 1 3 5 3 2 30 ???? PS 校核容量： KSmax?校S (22) 其中 K= 0 0 8 0 1 3 3KSS ???? 補(bǔ)校 中期變壓器計(jì)算： 中期牽引負(fù)荷增長 30%: 5 4 2 2 6 3 ?????長S 緊密運(yùn)行方式下： 8 1 7 0 1 3 ?????長S 校核容量： ???? 長校S 根據(jù)計(jì)算的容量 ,選用 SF10QY63000/110 型牽引變壓器兩臺(tái)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的要求， 因此需要進(jìn)行 并聯(lián) 無功補(bǔ)償 (PRC)，考慮到變壓所 的 高壓側(cè)的 2 ?? 無功損耗大于有功損耗，故取 2 ?? 進(jìn)行補(bǔ)償 ， 然后計(jì)算。 計(jì)算容量公式： tcaN KIUS ???? ?23 (21) 其中 ( , 2 ?? Nt UK ) 全日平均電流 ????? 60KI ??左左g ????? 5 8 0KI ??右右g 9 55 6 9 5 327 8 0431III2431 222gg2 ?????????? 左左右右 ??? II ca 計(jì)算容量： 6 1 4 9 2 ?????????? tcaN KIUS ? 牽引變電所的并聯(lián)補(bǔ)償分為并聯(lián)電容補(bǔ)償和并聯(lián)無功補(bǔ)償兩種，可以與牽引網(wǎng)的并聯(lián)電容補(bǔ)償聯(lián)合運(yùn)用，也可以單獨(dú)使用。 牽引變壓器的選擇 三相牽引變壓器的計(jì)算容量是由牽引供電計(jì)算求出的。當(dāng)重負(fù)荷相線圈電流達(dá)到額定值時(shí)，牽引變壓器的輸出容量只能達(dá)到其額定容量的 %，引入溫度系數(shù)也只能達(dá)到 84%。對(duì)接 觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。 圖 22 Vv聯(lián)接原理圖 (3)三相聯(lián)結(jié)牽引變電所，這種牽引變電所中裝設(shè)兩臺(tái) 三相 YNd11 聯(lián)結(jié)牽引變壓器，可以兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行；也可以一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)固定備用。同時(shí)，三相 V， v聯(lián)結(jié)牽引變壓器有兩臺(tái)獨(dú)立的鐵芯和對(duì)應(yīng)繞組通過電磁感應(yīng)進(jìn)行變換和傳遞；兩臺(tái)的容量可以相等，也可以不相等；兩臺(tái)的二次側(cè)電壓可以相同，也可以不相同，石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 有利于實(shí)現(xiàn)分相有載或 無載調(diào)壓。 圖 21 單相聯(lián)接原理圖 (2)Vv 聯(lián)結(jié)牽引變電所 不但保持了單相 V， v 聯(lián)結(jié)牽引變電所的主要優(yōu)點(diǎn)，而且完全克服了單相 V， v 聯(lián)結(jié)牽引變電所的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：不能供應(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負(fù)荷用電；對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響最大；對(duì)接觸網(wǎng)的供電不能實(shí)現(xiàn)兩邊供電。 牽引變壓器的類型 按牽引變壓器的聯(lián)接方式分為單相聯(lián)結(jié)； Vv 聯(lián)結(jié)；和三相 YNd11 聯(lián)結(jié)； Scott聯(lián)結(jié)等。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 變壓器的選擇 牽引變壓器作用及類型 牽引變壓器作用 牽引變壓器的作用是將 110kV或 220kV三相交流電能變換成 (或 55kV)的單相交流電能供電力機(jī)車使用，在牽引變電所中起到降壓分相的作用。根據(jù)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)， 通過對(duì)牽引與電氣計(jì)算，確定變壓器容量、臺(tái)數(shù)、接線方式和備用方式，根據(jù)原始資料及技術(shù)要求確定變壓器主接線形式，短路計(jì)算，再根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果進(jìn)行一次設(shè)備的選型與校驗(yàn)最后是牽引變電所防雷保護(hù)與接地 裝置的設(shè)計(jì)。在我國，礦山電力牽引、城市電車和地下鐵道或輕軌交通都采用直流制，電壓從 45V 到3000V 不等；電氣化鐵路都采用工頻 (50Hz)，額定電壓為 或 2 的單相交流制。 近年來，我國變電所自動(dòng)化的技術(shù)特點(diǎn)是新老交替、新老結(jié)合、新老并存，既有以常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置為核心派生的老站改造模式，又有局部或完全分散的新站設(shè)計(jì)模式，更有保護(hù)監(jiān)控儀表錄波防誤操作等功能，并且很多變電所都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。 電氣化鐵路的國內(nèi)外現(xiàn)狀 電氣化鐵路對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國鐵路重載、高速起到了至關(guān)重要的作用。與地方變電所相比，牽引變電所絕大多數(shù)情況下是用于提供牽引用電作為區(qū)別，而稱為牽引變電所。電氣化鐵路的牽引負(fù)荷是一級(jí)負(fù)荷，故要求電源有足夠的容量和較高的可靠度。牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成。 52 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 課題研究的背景 牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成簡化圖如圖 11 所示。 35 接地裝置的設(shè)計(jì) 35 接地與接地裝置的定義 34 直擊雷防護(hù) 34 變電所的防雷保護(hù) 32 第 7 章 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 32 饋線的保護(hù) 32 接地保護(hù) 29 繼電保護(hù)的任務(wù) 29 繼電保護(hù)的任務(wù)和要求 27 II 穿墻套管選型及校驗(yàn) 26 支持絕緣子選型及校驗(yàn) 26 支持絕緣子 23 導(dǎo)線選型及校驗(yàn) 23 導(dǎo)線選擇及校驗(yàn) 22 避雷器的選擇 21 電壓互感器的選擇 19 斷路器的選型及校驗(yàn) 15 10KV 側(cè)短路電流計(jì)算 13 短路電流計(jì)算 13 短路點(diǎn)的確定 8 牽引變電所饋線側(cè)主接線基本形式 8 牽引變電所一次側(cè)主接線的基本形式 8 電氣主接線的基本要求 5 牽引變壓器選擇原則 3 牽引變壓器作用 3 牽引變壓器作用及類型 1 電氣化鐵路的國內(nèi)外現(xiàn)狀 并且用 AutoCAD 繪出 了系統(tǒng)的 主 接線圖。短路電流計(jì)算是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，通過計(jì)算對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、熔斷器 等進(jìn)行選擇校驗(yàn)和進(jìn)行繼電保護(hù)的擬定計(jì)算 。 主要包括牽引 負(fù)荷 的 計(jì)算 、 主變壓器接線方式 的分析比較、主變壓器 型號(hào) 和臺(tái)數(shù)的選擇、 牽引變電所進(jìn)線和饋線 方式的 選擇、短路計(jì)算、高壓設(shè)備的選取和校驗(yàn)、繼電保護(hù)的擬定與計(jì)算、牽引變電所防雷與接地裝置的設(shè)置。 指導(dǎo)教師簽字 時(shí) 間 年 月 日 摘 要 貨運(yùn)鐵路牽引變電所是鐵路系統(tǒng)的重要組成部分，起著變換和分配電能的作用 ,它直接影響整個(gè)鐵路系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 并且使用 AutoCAD 繪制出一次側(cè)的主接線圖。 再接著對(duì)牽引變電所進(jìn)行二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定變壓器和饋線的繼電保護(hù)。 然后 提出牽引變電所高壓側(cè)和饋線側(cè)的幾種接線方案、通過比較確定高壓側(cè)和饋線側(cè)的最優(yōu)接線方案。并且國外的牽引變電所在運(yùn)營模式上已經(jīng)做到無人值守。 國外牽引變電所一般采用提高供電方式，以增大系統(tǒng)短路容量，來減小對(duì)系統(tǒng)和用戶的影響。在對(duì)既有經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)總結(jié)的同時(shí) ， 進(jìn)一步探索變電所數(shù)字化設(shè)計(jì)的可行性是 十分必要的。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國電氣化鐵道牽引變電所二次設(shè)備技術(shù)水平的發(fā)展 ， 牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。牽引變電所能否安全運(yùn)行，直接關(guān)系到電氣化鐵路的運(yùn)行情況。其功能是將電力系統(tǒng)的三相交流電經(jīng)降壓、整流或變頻后，供電力機(jī)車和動(dòng)車組使用。 四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn) 1. 李彥哲 ,胡彥奎 ,王果等 .電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設(shè)計(jì) [M].蘭州 :蘭 州大學(xué)出版社 ,2020. 2. 賀威俊 ,簡克良 .電氣化鐵道 供 變電工程 [M].北京 :鐵道出版社 ,1983. 3. 劉國亭 .電力工程 CAD[M].北京 :中國水利水電出版社 ,2020. 4. 曾成碧 ,趙莉華 .電機(jī)學(xué) [M],北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. 5. 張保會(huì) ,尹項(xiàng)根 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù) [M].北京 :中國電力出版社 ,2020. 6. 譚秀炳 ,交流電 .氣化鐵道牽引供電系統(tǒng) [M].西南交通大學(xué)出版社 .2020. 7. 李群湛 ,賀建閩 .牽引供電系統(tǒng)分析 [M].西南交大出版社 2020. 五、進(jìn)度計(jì)劃 1. 第 13 周 ： 調(diào)研、收集材料 ，完成外文翻譯、開題報(bào)告； 2. 第 4 周 ： 分析、確定方案 ； 3. 第 57 周 ： 設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖 ； 4. 第 8 周 ： 中期檢查； 5. 第 911 周 ： 撰寫論文； 6. 第 1214 周 ： 論文審核定稿；