電氣化鐵道供電設計

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1、自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計課程設計報告班級：電氣081班學號：200809045姓名：趙瑛指導教師：李彥哲評語：2011年11月14日-1-自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計一、題目某牽引變電所位于大型編組站內，向兩條復線電氣化鐵路干線的四個方向供電區(qū)段供電，已知列車正常情況的計算容量為10000kVA（三相變壓器），并以10KV電壓給車站電力照明機務段等地區(qū)負荷供電，容量計算為3750kVA，各電壓側饋出數目及負荷情況如下：25KV回路（1路備）：兩方向年貨運量與供電距離

2、分別為，。10kV共12回路（2路備）。供電電源由系統(tǒng)區(qū)域變電所以雙回路110kV輸送線供電。本變電所位于電氣化鐵路的中間，送電線距離15km，主變壓器為三相接線。二、題目分析及解決方案框架確定由上述資料可知，本牽引變電所擔負著重要的牽引負荷供電任務（一級負荷）、饋線數目多、影響范圍廣，應保證安全可靠的供電。10千伏地區(qū)負荷主要為編組站自動化駝峰、信號自動閉塞、照明及其它自動裝置等一部分為一級負荷、其他包括機務段在內均為二級負荷，應有足夠可靠性的要求。本變電所為終端變電所，一次側無通過功率。三相牽引變壓器的計算容量是由牽引供

3、電計算求出的。本變電所考慮為固定備用方式，按故障檢修時的需要，應設兩臺牽引用主變壓器，地區(qū)電力負荷因有一級負荷，為保證變壓器檢修時不致斷電，也應設兩臺。按照向復線區(qū)段供電的要求，其牽引側母線的饋線數目較多，為了保障操作的靈活性和供電的可靠性，我們選用饋線斷路器50%備用接線，這種接線也便于故障斷路器的檢修。由于牽引變壓器次邊繞組電流等于供電臂電流，因此供電臂長期允許電流就等于牽引變壓器次邊的額定電流，牽引變壓器的容量得到了充分利用。在正常運行時，牽引側保持三相，可供應牽引變電所自用電和地區(qū)三相負載。主接線較簡單，設備較少，投

4、資較省。對電力系統(tǒng)的負序影響比單相接線小。對接觸網的供電可實現(xiàn)雙邊供電。根據原始資料和各種負荷對供電可靠性要求，主變壓器容量與臺數的選擇，可能有以下兩種方案：方案A:2×10000千伏安牽引變壓器+2×6300kVA地區(qū)變壓器，一次側同時接于110kV母線，（110千伏變壓器最小容量為6300kVA）。方案B:2×15000千伏安的三繞組變壓器，因10千伏側地區(qū)負荷與總容量比值超過15%，采用電壓為110／27.5／10.5kVA，結線為兩臺三繞組變壓器同時為牽引負荷與地區(qū)電力負荷供電。各繞組容量比為100:100:50。-

5、1-自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計三、設計過程3.1牽引變電所110kV側主接線設計按110kV進線和終端變電所的地位，考慮變壓器數量，以及各種電壓級饋線數目、可靠供電的需要程度選擇結線方式。(a)單母線分段接線方式(b)內橋接線方式圖3.1電氣接線方式的選擇示意圖（1）對于上述方案A，因有四臺變壓器，考慮110kV母線檢修不致全部停電，采用單母線用斷路器分段的結線方式，如圖3.1（a）所示-1-自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計，每段母線連接一臺牽引變壓器和地區(qū)變壓器。由于牽引饋線斷路器數量多，且檢

6、修頻繁，牽引負荷母線采用帶旁路母線放入單母線分段（隔離開關分段）結線方式，10kV地區(qū)負荷母線同樣采用斷路器分段的單母線結線系統(tǒng)。自用電變壓器分別接于10kV兩段母線上（兩臺）。（2）對于方案B，共用兩臺三繞組主變壓器、兩回路110kV進線，線路太長，但是應有線路繼電保護設備，故以采用節(jié)省斷路器數量的內橋結線較為經濟合理，這種接線方式可以很方便的切換或投入電路，而切除某臺變壓器時，則需同時斷開與之相連的兩臺斷路器，只造成一條出線的短時停電。如圖3.1（b）所示。牽引負荷母線結線和10千伏母線結線與方案A的接線相同。3.2牽引

7、變壓器的計算（1）牽引變壓器不對稱系數的計算①由已知牽引負荷容量，25kV側額定電流及每饋電區(qū)電流、，見圖3.2（a），分別為：（3.1）其中為25kv側的額定電流，為列車正常時的計算容量，為額定電壓。由（1）式得的值231A。（因電流不對稱引入的系數k=0.655）(a)△形繞組中電流分配-1-自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設計（b）每相牽引負荷電流與電壓向量圖圖3.2三相YN,d11接線牽引變壓器繞組電流分布兩饋電區(qū)電流在△形繞組中分配后，每相繞組電流為（3.2）（3.3）（3.4）電流與電壓的相量關系如圖3.

8、2（b）其中以為基準相。10千伏電壓側為三相對稱負荷，設則其額定電流和△形繞組中每相電流分別為：（3.5）（3.6）（3.7）110kV高壓繞組中的電流，不計勵磁電流時，即為負荷電流歸算到高壓側的值。對于方案A僅考慮牽引負荷（3.8）（3.9）-1-自動化與電氣工程學院電氣化鐵道供電系統(tǒng)與