电气化铁道供电系统与设计课程设计报告

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1、-19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计电气化铁道供电系统与设计课程设计报告班级：电气081班学号：姓名：指导教师：评语：2011年7月15日一、题目某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，-19--19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V,v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。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丙21.9β23831891720624.7α1842661052217二、题目分析及解决方案框架确定三相V,v结线牵引变电所中装设两台三相

2、V,v结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。三相V,v结线牵引变压器是近年来新研制的产品，它是将两台容量相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。原理电路如图1所示。原边绕组接成固定的V结线，V的顶点（与连接点）为C相，、分别为A相、B相。副边绕组四个端子全部引出在油箱外部，根据牵引供电的要求，即可接成正“V”,也可接成反“V”。接成正“V”时，与连接为C相,即正“V”的顶点；、分别为a相、b相。接成反“V”时，与连接为c相，即反“V”的顶点；、分别为a相、b相。在牵引变电所中安装时，三相V,v结线牵引变压器原边A、C、B三相分别接入电力系统中的三相；副边c相与轨道、

3、接地网连接，a相、b相分别接到牵引侧两相母线上，然后分别向对应的供电臂牵引网供电，也是60°接线。三相V,v结线牵引变电所不但保持了单相V,v结线牵引变电所的主要优点，而且完全克服了单相V,v结线牵引变电所的缺点。最可取的是解决了单相V,v结线牵引变电所不便于采用固定备用及自动投入的问题。同时，三相V,v结线牵引变电所有两台独立的铁芯和对应绕组通过电磁感应进行变换和传递；两台的容量可以相等，也可以不相等；两台的副边电压可以相同，也可以不相同，有利于实现分相有载或无载调压。为牵引变压器的选型提供了一种新的结线型式。-19--19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计

4、图1三相V,v结线牵引变电所三、设计过程牵引变电所的电气主接线分为三个部分来分别设计：110KV侧的主接线、牵引侧的主接线、三相V,v直接供电方式变压器接线。3.1牵引变电所110kV侧主接线设计依据该牵引变电所负荷等级，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所示的单母线分段接线。若考虑经济运行也可采用图3所示的外桥接线。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，因此采用单母线分段接线。3.2牵引变电所馈线侧主接线设计由于27.5kV(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

5、同，牵引变电所27.5kV侧馈线的接线方式一般有下列三种：（1）馈线断路器100%备用的接线馈线断路器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。-19--19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计（2）馈线断路器50%备用的接线馈线断路器50%备用的接线如图5所示。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。图2单母线分段接线图3外桥接线图4馈线断路器100%备用-19--19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计图5

6、馈线断路器50%备用（3）带旁路母线和旁路断路器的接线带旁路母线和旁路断路器的接线如图6所示。一般每2至4条馈线设一旁路断路器。通过旁路母线，旁路断路器可代替任一馈线断路器工作。这种接线方式适用于每相牵引母线馈线数目较多的场合，以减少备用断路器的数量。图6带有旁路母线和旁路断路器的接线考虑到牵引变压器类型为单相变压器，且此牵引变电所只为区间正线供电，为了提高供电的可靠性，同时避免较大的一次性投资，牵引变电所27.5kV侧馈线断路器采用50%备用的接线。-19--19-自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计3.3三相V,v直接供电方式变压器接线采用直接供电方式时，三相

7、V,v变压器原边绕组接成固定的V接线，低压侧两个绕组接成正“V”或反“V”。低压侧两次边绕组，各取一端联至27.5kV的a相和b相母线上，它们的公共端接至接地网和钢轨。三相V,v直接供电方式变压器接线如图7所示。图7三相V,v变压器直接供电方式接线3.4牵引变压器容量计算（1）三相V,v接线牵引变压器绕组的有效电流三相V,v接线牵引变压器是由两台单相牵引变压器联接而成，每台变压器供给所管辖供电臂的负荷。所以其绕组有效电流即为馈线有效电流，故(1)(2)式中——为绕组电流有效值。根据题意，,（2）计算三相V-V接线牵引变压器的计