课程设计（论文）-电气化铁道供电系统与设计

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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一、题目某牵引变电所乙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YN,d11接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。表1计算原始资料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乙18.3α21729581814813.3β144218637144二、题目分析及解决方案框架确定分析题目提供的资料可知，该牵引变电所要负担向区段安全可靠的供电任务，因此采用直接供电方式向复线区段供电的方式，可减轻对邻近通信线路的干扰影响，大

2、大降低牵引网中的电压损失，扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所的数目。该牵引变电所的设计过程如下:(1)设该变电所为通过式牵引变电所，则110kV牵引侧的接线设计为内桥接线形式。(2)在牵引变电所的主变压器采用YN,d11接线形式，在两台牵引变压器并联运行的情况下，当一台停电时，供电不会中断，运行可靠方便。能很好地适应山区单线电气化铁路牵引负荷不均衡的特点。(3)牵引变电所馈线侧采用复线区段馈线断路器50%备用，且无馈线备用的接线方式，这种接线方便于工作，当工作断路器需要检修时，可有各自的备用断路器来代替其工作，断路器的转换操作比较

3、方便，供电可靠性高。三、设计过程三相YN,d11结线牵引变压器的高压侧通过引入线按规定次序接到110kV三相电力系统的高压输电线上；变压器低压侧的一角c与轨道、接地网连接，变压器另两个角a和b分别接到27.5kV的a相和b相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电，两臂电压的相位差为60°，也是60°13自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计结线。由于左、右两供电臂对轨道的电压相位不同，因此，在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。采用三相YN,d11接线牵引变压器的缺点：牵引变压器容量不能得到充分利用，只能达到

4、额定容量的75.6%，引入温度系数也只能达到84%，与采用单相接线牵引变压器的牵引变电所相比，主接线要复杂一些，用的设备工程投资也较多，维护检修工作量及相应的费用也有所增加。这种牵引变电所中装设两台三相YN,d11结线牵引变压器，可以两台并联运行；也可以一台运行，另一台固定备用。由图1可知，变压器副边绕组ac为左供电臂提供电压，变压器副边绕组bc为右侧供电臂提供电压。又根据变压器连接组标号，变压器副边绕组ac、bc分别与原边绕组A、C同相。此时，牵引变压器的高压侧的A端子连接到电力系统的A相；变压器的B端子连接到电力系统的B相；变

5、压器的C端子连接到电力系统的C相。原边绕组A、B、C三相分别与电力系统的A、B、C三相一致。图1三相YN,d11结线牵引变压器原理电路图3.1牵引变电所110kV侧主接线设计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，而利用分段开关将电源及出线平均分配于两段母线，在正常运行时，分段断路器闭合。两段母线并列运行，当一段母线发生故障时，分段断路器QFd自动断开，使故障段解列，从而可以保证另一段母线能够正常工作，缩小了故障停电范围，因此采用如图2所示内桥接线。13自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计依据该牵引

6、变电所负荷等级，要求两路电源进线，因有系统功率穿越，属通过式变电所，110kV侧采用图2所示的内桥接线。由于外桥接线适合于输电距离较短，线路故障会较少，而变压器需要经常操作的场合，这种接线方便于变压器的投入及切除，而切除一条线路时，需要同时断开两台变压器，造成一台变压器的短时停电，所以若考虑经济运行也可采用图3所示的外桥接线。电源侧L2QS4L1QS1QS3QS5QS2QF2QF1QFT1T2电源侧L1L2QF2QF1QS2QS2QS1QF1T2T1图2内桥接线图3外桥接线3.2牵引变电所27.5kV馈线侧主接线设计由于27.5k

7、V(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：3.2.1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，供电可靠性高，但一次投资较大。13自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计a相母线b相母线送左臂下行送右臂上行送左臂上行送右臂上行图4馈线断路器100%备用的接线3.2.2馈线断路器50%备用的接线如图5所示。此种接线用于单线区段，牵引母线同相的场合和复线区段，每相

8、母线只有两条馈线的场合。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。牵引母线用两台隔离开关分段是为了便于两段母线轮流检修。a相母线b相母线左臂上行左臂下行右臂上行右臂下行图5馈线断路器50%备用的接