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1、电气自动化专业毕业论文-电气化铁路供电系统设计 摘 要本毕业设计介绍了电气化铁道供变电技术，以交流电气化铁道为重点，加强了对牵引供电系统的认识。牵引供电系统又以牵引变电所为重点，介绍了供电系统一次设备和二次电气设备，对变电所一次电气设备的构成、类型、工作原理做了一定的介绍；对变电所的二次装置的构成、工作原理进行了比较详细的介绍。本设计主要以电力牵引供变电系统为主，对其结构特点进行系统分析，包括主电路、控制电路、计量回路。事故预告，报警回路；高低压电器等。同时对电力牵引供变电系统供电方式的特点进行分析，对典型故障案例进行深入分析，提出解决方案，包括组织流程、安全、技术、处理措施。本设计书还对接触
2、网和牵引变电所倒闸部分进行了分析，更便于掌握牵引变电所的运行状态。关键词：交流电气化 设备 供电系统 供电方式 结构特点ABSTRACTThe graduation design specification introduces electrified railway for substation technology, with ac electrified railway as the key point, to strengthen the understanding of the traction power supply system. Traction power supply s
3、ystem and focusing on traction substation, this paper introduces a power supply system and the secondary electrical equipment, equipment for substation once electrical equipment structure, type, principle of work done some introduction; The second device for substation structure, working principle a
4、re detailed introduced. This design is mainly for electric traction substation system is given priority to, on the structure characteristic of system analysis, including the main circuit and control circuit, measurement circuit. The accident forecast, alarm circuit, high and low voltage electric app
5、aratus, etc. At the same time on the electric traction substation system for the power-supply modes, analyzes the characteristic of typical fault cases analysis, and proposes the solutions, including organizational processes, safety, technology, handling measures. This proponent of catenary and trac
6、tion substation pour brake parts are analyzed, more facilitate master traction substation operation. Key words: Ac electrified equipment power supply system Power-supply modes Structure characteristics目 录1 电力牵引供电系统概述11.1电力牵引特点11.2电力系统简介11.3牵引供变电系统的组成21.4牵引供电方式41.5接触网82 牵引变电所电气主接线112.1电气主接线概述112.2牵引变
7、电所110kv侧的电气主接线113 牵引供电系统主要电气设备153.1电气设备的概述153.2牵引变压器15的分类15电力变压器结构，构成部件的作用。163.3互感器173.4高压断路器183.5高压隔离开关和负荷开关183.6避雷器、放电保护器、抗雷线圈及电抗器184 设计过程204.1设计简介204.2分析及解决方案框架确定204.3接线方式及计算20电所110kV侧主接线设计21电所27.5kV馈线侧主接线设计22N,d11变压器主接线24压器容量计算24备的选择25感器的选择27择28气主接线图30致谢31参考文献32附录133附录234附录3351电力牵引供电系统概述1.1电力牵引特
8、点电力牵引是一种新型有轨运输牵引动力形式。在干线铁路、城市轨道交通运输和工矿运输中有着广泛的作用。电力牵引是利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通车辆等有轨运输工具运行的一种运输形式。电力牵引按其牵引网供电电流制式不同，分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。一、电力牵引特点电力牵引运输具有一系列有点：（1） 电力牵引机车本身不带燃料，可使用二次能源，为非自给式牵引动力，并由大容量电力系统供电，连接全国电网，能源有保证。（2） 机车或动车组总功率大，具有
9、启动和加速快、过载能力强、运输能力大等特点，能满足各种现代交通运输对快速、大运输能力的需要。 （3） 不造成空气和环境（噪声）污染，改善劳动条件。（4） 电力牵引的总效率高，节约能源。我国的铁路机车牵引经历了蒸汽机车、内燃机车和电力机车的发展阶段。统计资料表明，电力牵引在全部或部分为水电供电的情况下，包括发电厂、输变电和供电系统以及机车、车辆效率在内，比使用内燃机车为动力的内燃机车和汽车运输等运输工具的总效率要高出几个甚至几十个百分点。因而采用电力牵引可有效节约能源，并降低运输成本。（5） 安全性高。随着信息技术、微电子技术的广泛应用，电力机车可实现实时检测故障、自动驾驶、遥测及遥控，电力牵引
10、系统易于实现全面自动化和信息化，从而大力提高劳动生产效率和经济效益。（6）有利铁路沿线实现电气化，促进工农业发展。当然，电力牵引也存在某些缺点，主要是其一次投资费用较同类运输工具要高。从上可知，电力牵引的综合优势是明显的。自20世纪50年代以来，铁路牵引动力电气化已成为世界范围内铁路技术革命的方向、铁路现代化的标志。在当前，发展城市轨道交通电力牵引，已日益引起人们的广泛重视。1.2电力系统简介随着现代工业的发展，电力工业在现代化建设中扮演着越来越重要的角色。电能是绝大多数工矿企业现代化设备的动力能源，电能可以十分经济又方便地进行输送和分配，也可以易于被操作和控制，使得其自动化生产、输送和在各个
11、领域中的普及应用易于得到实现。电力系统组成电能的生产、输送、分配和使用组成了一个系统，称为电力系统，主要由发电厂、变电所、电力网、电能用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的传输、分配及使用。 1 发电厂发电厂是生产电能的工厂，它的生产原料是煤、水力、核能等能源，它的产品就是电能。按照发电厂所使用的一次能源不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂和核发电厂。 2 变配电所变配电所是变换电能电压和接受分配电能的场所，是联系发电厂和电能用户的中间枢纽。如果仅用于接受电能和分配电能，则称为配电所，而仅用以把交流电能变换直流电能，则称为变电所。变配电所有升压和降压之分。升压变电所一般和大型发
12、电厂结合在一起，把电能电压升高，再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域，将高压适当降低后，对某地区或用户供电。 3 电力网输电线路和配电线路统称为电力网。电力网是输送电能和分配电能的通道，是联系发电厂、变配电所和电能用户的纽带。根据各种不同电压等级和不同结构类型可分为220kv（输电线路）、110kv（高压配电线路）、635kv（中压配电线路）380220v（低压配电线路）。 4 电能用户 电能用户主要包括工矿企业和居民区等。按照用户的重要程度和对供电可靠性的要求，用电负荷可分为三类：一级负荷、二级负荷和三级负荷。二、电能质量标准电力设备都是在一定频率的电压下工作的。电压的频率或电压偏差，
13、都会影响用电设备的寿命和效率，甚至会直接损坏用电设备，供电部门应保证供电质量。电能的质量指标主要包括供电频率、电压偏差、电压的不对称性和波形的非正弦性和供电的可靠性。1.3牵引供变电系统的组成电力牵引供变电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或换流（将工频交流变换为低频交流或直流电压）后，向电力机车负荷提供所需电流制式（交流或直流）的电能，并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。工频交流单相电力牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网组成。牵引网实行单相供电，由馈电线（简称馈线）、接触网、轨道电路及回流线等组成。为了使电能有效、可靠地供给电力机车，牵引网上还安装有分相绝缘
14、器，分段绝缘器等设备，供电系统中设有分区所、开闭所等。我国规定牵引网额定电压为25kv，额定频率为50Hz。交流电气化牵引供电系统组成结构如图1.1所示，牵引供电构成的回路是：牵引变电所馈电线接触网电力机车钢轨和大地回流线牵引变电所。图1.1电气化铁道供电系统示意图城市轨道交通的直流电力牵引供电系统则有主变电所、直流牵引变电所、牵引网等组成。交流电力牵引供电系统因牵引网对抑制通信干扰采取的技术措施不同而区分为直接供电方式、带回流导线的供电方式、带吸流变压器（BT）供电方式，以及225kv自耦变压器（AT）供电方式，不同供电方式的系统和装置结构有所不同。一、牵引变电所 牵引变电所是交流工频单相电
15、力牵引供变电系统的重要环节，它完成变压、变相和牵引网供电等功能，并实现三相交流一次供电系统与单相电力牵引系统的借口与系统。牵引变电所停电后，可由相邻变电所实现越区供电，但牵引网电压水平将下降。根据交流牵引网的不同供电方式和牵引变电所为抑制单相牵引负荷造成电力系统的不对称影响，可采用不同接线方式与结构的主变压器，区分为三相牵引变电所（一般为Y，d11接线主变压器）、单相牵引变电所（含VV形接线方式主变压器），三相二相牵引变电所（采用特种接线方式，用以变相的平衡变压器）。相对于牵引网不同供电方式而言，则区分为一般（直供、BT方式）供电方式牵引变电所和自耦变压器（AT）供电方式牵引变电所。二、接触网按电力机车集电方式的不同，接触网可分为：架空单线式、架空复线式和接触轨（第三轨）三种方式。交流电气化铁道一般均采用架空单线式：城市无轨电车则采用架空复线式，第三轨方式则普遍应用于地下铁道。架空接触网是一种悬挂在电气化铁道钢轨上方并和轨面保持一定距离的链型或单导线系统，专为电力机车或电动车组提供电力的特殊供电回路，机车通过受电弓与接触网滑动接触取得电能。三、馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，也称馈出
