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1、石家庄铁道大学四方学院毕业设计通过式牵引变电所电气设计The Electrical Design of the Through Type Traction Substation2012 届 电气工程 系专 业 电气工程及其自动化 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2012年 5月 15日毕业设计成绩单学生姓名 学号 班级 方0810-5 专业 电气工程及其自动化毕业设计题目 通过式牵引变电所电气设计指导教师姓名 樊 伟指导教师职称 讲 师评 定 成 绩指导教师 得分评阅人 得分答辩小组组长 得分成绩院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题 目 通过式牵引变电所的电气设计学生姓名 秦配
2、元 学号 20086582 班级 方0810-5 专业 电气工程及其自动化承担指导任务单位 电气工程系 导师姓名 樊 伟导师职称讲师一、设计的内容A.确定该牵引变电所的高压侧电 气主接线的形式，并分析其正常运行时的运行方式。B.确定牵引变压器的容量、台数及接线形式。C.确定牵引负荷侧电气主接线 形式。D.对牵引变电所进行短路计算，并进行电气设备选择。E.设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置。F.用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。二、设计依据：1.牵引变电所概述：(1)区域电网以双回路110KV输送电能， 电力系统容量为3000MVA,选取基准容量 为100M
3、jSVA,在最大运行方式下，电力系 统的电抗标幺值为0.23，在最小运行方式下，电力系统的电抗标幺值为0.25。某牵引变电所B直接供电方式向双 线区段供电， 牵引变压器类型为110/27.5KV ，三相接 线，两供电臂电流归算到27.5KV侧电流如下表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A18.3 217 195 818 148B13.3 144 218 637 1442.环境资料本牵引变电所地区平均海拔为400米，地 层以砂质黏土为主，地下水位为5.5米。该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置，所内不 设铁路岔线，外部有公路直通所内。本变电所地区最高温度为38，
4、年平均温度 为21，年最热月平均最高气温为33，年雷暴雨日数为26天，土壤冻结深度 为1.2m 。教研室主任签字 时 间 年 月 日毕业设计开题报告题 目 通过式牵引变电所的电气设计学生姓名 秦配元 学号 20086582 班级 方0810-5 专业 电气工程及其自动化一、研究背景：交通运输是是国民经济的基础产业，铁路运输在我国五大交通运 输体系（铁路、公里、航空、水运和管道）占据主要地位。电力 牵引是现代铁路最先进的牵 引动力，具有其他方式无法比 拟的优势:它牵引力大，对环境影响小，没有蒸汽机车和内燃机车所产 生的废气和油的污染，能源利用率高，整备时间短，机车效率高，控制性能好，平稳，舒适。
5、既适用于高速旅客运输，也适合重载运输。牵引变电所是电气化铁路的心脏，其主要作用是将 110kV三相交流电转换成27.5（55）kV单项交流电，并供电给电力牵引网和 电力机车。所以，牵引变电所是接受与分配电能并改变电能电压的枢纽。所以保证牵引变电所的安全高效运行 对电气化铁路来 说是至关重要的，要确保 牵引变电所的安全高效运行就需要合理的对牵引变电所进行电气化设计。 牵引变电所根据在电网中的位置、重要程度和电力系统向牵引变电所供电方式的不同可分为中心变电所、通过式牵引变电所和分接式牵引变电所。本课程设计研究的就是分接式 牵引变电所，它有两路进线并有系统功率穿越。二、国内外研究现状：1879年5月
6、，德国西门子和哈尔 斯公司建造了世界上第一条 电气化铁路。 100多年以来，随着电机电器制造工业、电子工业和 电力工业的发展， 电气化铁路运 输以巨大的经济消息收到了世界各国的重视，得到飞速发展。在电气化铁路的早期发展阶段，曾广泛采用直流电力牵引，即电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经牵引变电所降压变成直流 电，再通 过牵引网给电力机车使用。目前绝大多数国家都停止使用直流牵引变电技术。我国 电 气化铁路起步较晚，但是起点 较高。我国电气化铁路采用50kHz单相交流制，这是国际公认的优越的电流制。牵引变电所随着电气化铁路的发展而发展，目前国 际上电 气化铁路普遍采用BT 供电方式。在一些
7、客运专线上采用AT供电方式，这些先进的供电方式对牵引变电所的性能提出了更高的要求。对变电所的安全运行和变电所的容量提出了更高的要求。现在客运 专线电气化铁路牵引变电所采用单相变压器、室外补偿电容装置及室内柜式 27.5kV电气设备。三、研究方案：1、按照铁道部电气化铁路牵引 变电所设计规范，参照 设计 任务书进行参数计算。2、提出牵引变电所的几种接线 方案，确定最 优的接线方案。3、参照任务书选择变电所的备 用方式。4、根据计算确定各种开关隔离器件的型号。5、确定防雷接地设施的。6、用画图软件CAD绘制牵引变电所的一次设备的接线图。四、预期结果：完成任务书要求包括用CAD绘制出电气主接线图，对
8、主接线上的高压侧和低压侧器件根据计算要求按照国家标准进行选型。指导教师签字 时 间 年 月 日摘 要自20世纪80年代以来，我国的电气化铁道有了很大的发展。牵引变电所是电气化铁路的重要组成部分，它直接影响整个电气化铁路的安全与经济运行，是联系供电系统和电气化铁路的桥梁，起着 变换和分配电能的作用。主接线是变电所的重要组成部分，是进 行变电所的设计、施工和运营管理的重要依据。在本次课程设计中，我们用所学知识设计出符合任务要求的牵引变电所结构和接线方式。通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同 时对选择了负荷侧的接线方式。并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。再通过短路 电流计算选择了变压器
9、两侧断路器、隔离开关、 电压互感器、电流互感器、母线和避雷器等电气设备的型号。同时介绍了在变压器霍西安路发生故障时运行方式的切换方法。从而，完成了本次课 程设计。关键词： 牵引变电所 变压器 主接线AbstractTraction substation is an important component of the Electrified railway, it has a direct impact on the Electrified railway, used as intermediate links to connect power plants and users. it pla
10、ys an important role in the transformation and distribution of Electrified railway. Electrical wiring is the main link of the main substation, also, the main electrical wiring directly is related to the development of the entire electrical substation, equipment selection, distribution equipment layo
11、ut, protection devices and automatic identification, so it is the decisive factors of electrical investment. This thesis introduces the structure and connection modes of single-phase traction substation. Firstly, it selects the type and capacity of main transformer through the calculation of load, m
12、eanwhile, it presents the connection mode of the main transformer in detail, and maps out main connection with AutoCAD. Calculating short-current is the key of this thesis, and breakers, isolating switch, voltage transformer, current transformer, bus, arrester are selected according to the results o
13、f calculation. At the same time, some electrical devices are introduced. At last, the reformation of Course design is completed.By checking various results of the calculation, the design of this thesis is reasonable and feasible.Keywords: TractionSubstationTransformerMain connectionI目 录第1章 概述 11.1 课题研究的目的意义 11.2 电气化铁路的国内外现 状 11.3论文研究的内容 2第2章 主接线的设计 32.1牵引变电所主结线的概述 32.1.1电气主接线基本要求 32.1.2高压侧电气主接
