西南交通大学牵引供变电课程设计.doc
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课程设计任务书
专业电气工程及其自动化姓名#####学号20057901
开题日期：
2009年2月23日完成日期：
2009年4月5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
22
西南交通大学课程设计
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150kMLGJ-300
L2：
110kV双回路10kMLGJ-120
L3：
110kV20kM
L4：
110kV40kM
L5：
110kV60kM
L6：
110kV双回路20kM
L7：
110kV30kM
L8：
110kV50kM
L9：
110kV60kM
L10：
110kV60kM
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kVAB：
2×3.15万kVA
C：
2×3.15万kVAD：
2×1.5万kVA
E：
2×1.5万kVAF：
2×1.5万kVA
2、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27.5/10kV1000kVA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（）/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、E110kV侧要求计费，牵引变电所B、D、F27.5kV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、D110kV线路采用纵向平行引入方式；C、E110kV线路采用横向相对引入方式；A、F110kV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。
摘要
电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤，在此基础上根据原始资料与要求选择牵引变电所的电气主接线图；根据要求选择短路点，对牵引变电所进行短路计算，计算出110KV侧及27.5KV侧短路电流与冲击电流、周期分量电流，由短路计算的结果与设计牵引变电所的要求选择牵引变电所的电气设备并对其校验，最后完成对牵引变电所主接线的设计。
关键词电气主接线；短路计算；电气设备选择与校验
目录
第1章牵引变电所主结线设计原则及要求 6
1.1概述 6
1.2电气主接线基本要求 6
1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 7
第2章牵引变电所电气主接线图设计说明 7
第3章短路计算 8
3.1短路点的选取 8
3.2短路计算 8
第4章设备及选型 10
4.1硬母线的选取 10
4.2支柱绝缘子和穿墙导管的选取 13
4.3高压断路器的选取 14
4.4高压熔断器的选取 15
4.5隔离开关的选取 16
4.6电压互感器的选取 17
4.7电流互感器的选取 17
4.8避雷器的选取 18
附图 20
参考书目 21
后记 22
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
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