题目：《牵引供变电》课程设计院系：电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导教师：吕晓琴老师西南交通大学峨眉校区 2013年月日课程设计任务书专业电气工程及其自动化姓名学号开题日期：2013 年 10 月 3 日完成日期：2013年 11月 15日题目牵引变电所电气主接线设计一、设计的目的通过该设计，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；熟悉有关设计规范和设计手册的使用；基本掌握变电所主接线图的绘制方法；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。
二、设计的内容及要求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。
三、指导教师评语四、成绩指导教师 (签章)年月日牵引变电所课程设计原始资料原始资料（任选其中一所进行设计）1、电力系统及牵引变电所分布图图例：：电力系统，火电为主：地方220/110kV区域变电所：地方110/35/10kV变电站：铁道牵引变电所——：三相高压架空输电线图中：L1：220kV 双回路 150kM LGJ-300L2：110kV 双回路 10kM LGJ-120L3：110kV 20kML4：110kV 40kML5：110kV 60kML6：110kV 双回路 20kML7：110kV 30kML8：110kV 50kML9：110kV 60kML10：110kV 60kM未标注导线型号者均为LGJ-185，所有导线单位电抗均为X=0.4Ω/kM牵引变压器容量如下（所有Ud%=10.5）：A：2×3.15万kVA B：2×3.15万kVAC：2×3.15万kVA D：2×1.5万kVAE：2×1.5万kVA F：2×1.5万kVA2、电力系统对各牵引变电所的供电方式及运行条件[1] 甲站对A所正常供电时，两回110kV线路中，一回为主供电源，另一回备用。
A所内采用两台牵引变压器固定全备用。
所内不设铁路岔线。
27.5kV侧需设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
[2] 甲站对B所供电时，110kV线路还需经B所送至丙站。
正常运行时B所内有系统功率穿越。
当甲站至B的输电线路故障时，B所由丙站供电，丙站内110kV母线分段运行，输电线L4、L5分别接入不同的分段母线上。
正常运行时，丙站内110kV母线分段断路器断开。
B所提供甲站至丙站的载波通道。
B所内采用两台牵引变压器固定全备用。
所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。
27.5kV侧需设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
[3] C所由丙站送出的两回110kV线路供电。
但正常运行时，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回110kV线路（L6）平时不向牵引负荷供电。
只经过C所的110kV母线转接至某企业110kV变电站。
C所内采用两台变压器，固定全备用。
所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。
牵引侧除向两个方向的牵引网供电外，还要向电力机务段供电（两回）和地区10kV 负荷供电（一回）。
C所内设有27.5/10kV 1000kVA动力变压器一台。
10kV高压间内设有4路馈线，每路馈线设有：电流表、电压表、有功电度表、无功电度表。
设有电流速断和接地保护，继电保护动作时间0.1秒。
10kV高压间设在27.5kV高压室一端，单独开门。
27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
[4] 牵引变电所D、E、F由乙站供电。
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。
D、F所均可能有系统功率穿越。
但正常运行时，F所无系统功率穿越。
D所内采用两台牵引变压器固定全备用。
所内不设铁路岔线。
27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
所用电有地方10kV可靠电源。
[5] 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（3110）/0.23kV 单相变压器，以提高向硅整流装置供电的可靠性。
[6] F所内采用两台牵引变压器固定全备用。
所内不设铁路岔线。
27.5kV 侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
该地区无地方10kV电源。
[7] 牵引变电所A、C、E 110kV侧要求计费，牵引变电所B、D、F 27.5kV 侧要求计费，采用低压侧(27.5kV侧)计费时，110kV侧仍需设电压监视。
[8] 各变电所设计时，一律按海拔h≤1000m，I级污秽地区，盐密δ≤0.1毫克/厘米2，最高环境温度+40℃考虑。
[9] 各牵引变电所均设置避雷针三座。
[10] 牵引变电所B、D 110kV线路采用纵向平行引入方式；C、E 110kV线路采用横向相对引入方式；A、F 110kV线路采用T字型引入方式。
[11] 假定各牵引变电所馈线主保护动作时间tb=0.1秒，27.5kV母线采用矩型截面硬铝母线，母线间距a=40cm，母线跨距l=120cm；10KV母线采用矩型截面硬铝母线，母线间距a=25cm；母线跨距l=100cm。
[12] 各牵引变电所主控制室均采用一对一集中控制方式，直流电源电压均为220V。
目录第1章牵引变电所主结线设计原则及要求 (1)1.1概述 (1)1.2电气主接线基本要求 (1)1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 (2)第2章牵引变电所电气主接线图设计说明 (3)第3章短路计算 (4)3.1短路计算的相关概念、内容和目的 (4)3.2短路点的选取 (4)3.3短路计算 (4)第4章设备及选型 (6)4.1硬母线的选取 (6)4.2支柱绝缘子和穿墙导管的选取 (8)4.3高压断路器的选取 (9)4.4高压熔断器的选取 (10)4.5隔离开关的选取 (11)4.6电压互感器的选取 (11)4.7电流互感器的选取 (12)4.8避雷器的选取 (13)附图 (15)后记．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16第一章牵引变电所主结线设计原则及要求1.1概述牵引变电所（含开闭所、降压变电所）的电气主结线，是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。
用规定的设备文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的单线或三线结线图，称为电气主结线图。
它不仅标明了各主要设备的规格、数量，而且反映各设备的连接方式和各电气回路的相互关系，从而构成变电所电气部分主系统。
电气主结线反映了牵引变电所的基本结构和功能。
在运行中，它能表明与高压电网连接方式、电能输送和分配的关系以及变电所一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据；在设计中，主结线的确定对变电所电气设备选择、配电装置布置、继电保护装置和计算、自动装置和控制方式选择等都有重大影响。
此外，电气主结线对牵引供电系统运行的可靠性、电能质量、运行灵活性和经济性起着决定性作用。
此外，电气主结线及其组成的电气设备，是牵引变电所的主体部分。
1.2电气主接线基本要求电气主接线应满足可靠性、安全性、经济性和方便性四项基本要求：1.可靠性首先应保证电力牵引负荷、运输用动力、信号负荷安全、可靠供电的需要和电能质量。
牵引负荷和部分动力负荷为一级负荷，中断供电将直接造成运输阻塞，甚至造成人员伤亡、设备损坏，进而导致严重的经济损失和政治影响。
2.安全性具有必要的运行灵活性，使检修维护安全方便。
运行灵活性是指在系统故障或变电所故障和检修时，能适应调度的要求，达到灵活、简便、迅速地倒换运行方式，且故障的影响范围最小。
3.经济性力求减少投资和运行费用。
经济性主要取决于汇流母线的结构类型与组数、主变压器容量、结构形式和数理、高压断路器容量等。
在设计中，必须力求技术、经济两者的统一。
4.方便性应力求接线简洁明了，并有发展和扩建余地。
主接线整体结构和各回路应力求简洁，便于操作运行。
1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤在电气主结线的设计中，应遵循的主要原则与步骤：1.应以批准的设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策和有关的技术政策、技术规范和规程为准则，结合工程具体特点和实际调查掌握的各种基础资料，进行综合分析和方案研究。
2.主结线设计与整个牵引供电系统供电方案、电力系统对电力牵引供电方案密切相关，包括牵引网供电方式、变电所布点、主变压器接线方式和容量、牵引网电压水平及补偿措施、无功、谐波的综合补偿措施以及直流牵引系统电压等级选择等重大综合技术问题，应通过供电系统计算进行全面的综合技术经济比较，确定牵引变电所的主要技术参数和各种技术要求。
3.根据供电系统计算结果提供的上述各种技术参数和有关资料，结合牵引变所高压进线及其与系统联系、进线继电保护方式、自动装置与监控二次系统类型、自用电系统，以及电气化铁路当前运量和发展规划远景等因素，并全面考虑对主结线的基本要求，做出综合分析和方案比较，以期设计合理的电气主结线。
4.新技术的应用对牵引变电所主结线结构和可靠性等方面，将产生直接影响。
第二章牵引变电所电气主结线选择及图的说明由原始资料可知，牵引变电所A由甲站供电。
正常运行时，L2为双回路，即有两条电源进线，并且来自同一个变电站，因此为中间式变电所，无系统功率穿越。
A所采用两台牵引变压器固定备用，所内不设铁路岔线27.5KV侧需设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。
该牵引变电所的运行方式如下：1.一次侧(1)主接线形式选择：双T结线由于A变电所无系统功率穿越，因此采用双T结线的主接线形式。
两路110KV电源进线中，一路为主用，一路为备用(2)牵引变压器选择：两台三相三绕组变压器两台三相主变压器，其绕组连接形式为YND-11变压器，二次侧绕组有一相接地并与钢轨连接。
平时用隔离开关将两路隔开，当主电源故障中断供电时，则转换到由备用电源对备用变压器供电，该转换由备用电源自投装置自动完成。
设备检修时同理。
2.二次侧(1)辅助母线：四条辅助母线考虑牵引母线引入高压室的方便，在高压室外设置四条辅助母线。