电气化铁道供电系统与设计课程设计报告电气化铁道供电系统与设计课程设计报告.doc

电气化铁道供电系统与设计课程设计报告 一、题目 某牵引变电所丁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，单相V-V接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。 表1 牵引变电所丁电流参数表 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 丁 20.4 α 152 229 819 162 22.2 β 157 238 968 188 二、分析及解决方案 单相V接线的牵引变压器是将两台单相变压器以V的方式联于三相电力系统，每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两台变压器的次边绕组，各取一端联至牵引变电所的两相母线上。而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时，两臂电压的相位差为60°，电流不对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。同时，由于左、右两供电臂对轨道的电压相位不同，在这两个相邻的接触网区段间必须采用分相绝缘结构。另外，由于牵引变压器次边绕组电流等于供电臂电流，因此供电臂长期允许电流就等于牵引变压器次边的额定电流，牵引变压器的容量得到了充分利用。在正常运行时，牵引侧保持三相，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载。主接线较简单，设备较少，投资较省。对电力系统的负序影响比单相接线小。对接触网的供电可实现双边供电。 在设计过程中，通过求解变压器的计算容量、校核容量以及安装容量来选取变压器的型号。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。考虑到V接线中装有两台变压器的特点，在确定220kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照选取的变压器的容量以及22kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。原理电路如图１所示。 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、单相V直接供电方式变压器接线。 图1 单相V-v接线牵引变电所 3.1牵引变电所110kV侧主接线设计 单相V牵引变电所要求有两回电源进线和两台变压器。图2为外桥接线，图3为内桥接线，桥连接在靠近线路侧，其适合于输电距离较短，线路故障较少，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以及切除。为了配合三相V牵引变电所在出现变压器故障时备用变压器的自动投入，选择采用桥接线便于备用变压器的投入以及故障变压器的切除。 由于27.5kV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： 牵引母线不同如图4所示。这种接线当工作断路器需检修时，此种接线用于单线区段。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。 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。当每相母线的馈出线数目较多时，一般很少采用此种法方法。 图2 外桥接线 图3 内桥接线 （3）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。 考虑到牵引变压器类型为三相V，且此牵引变电所为两个相邻区间的复线供电，为了提高供电的可靠性，保障断路器转换的操作方便，牵引变电所27.5kV 侧馈线断路器采用100%备用的接线。 图5 馈线断路器50%备用 图6 带有旁路母线和旁路断路器的接线 3.3单相V-v直供方式变压器接线 单相V接线变压器是由两台单相变压器构成，高压侧两个绕组接在电力系统的两个线电压上。 因为是采用直接供电方式，低压侧两个绕组接成V形，两台变压器的次边绕组，各取一端联至27.5kV的a相和b相母线上。而它们的另一端则联成公共端的方式接至地网和钢轨或钢轨引回的回流线。为保证供电的可靠性及经济性，采用变压器移动备用的方式。其主接线如图7所示。为了便于移动变压器的接入，低压变压器的接入，低压侧单独设有断路器和隔离开关，移动变压器高压侧临时连接。 图7 直接供电方式下单相V-v变压器主接线 3.4 牵引变压器容量计算 （1）单相V-v接线牵引变压器绕组的有效电流 单相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