电气化铁道供电系统与设计课程设计报告.doc

自动化与电气工程学院电气化铁道供电系统与设计

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电气化铁道供电系统与设计课程设计报告

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题目

某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为27000kVA(三相变压器)，并以10kV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为2700kVA，各电压侧馈出数目及负荷情况如下：25kV回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为，，。10kV共4回路(2路备)。

供电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。本变电所位于电气化铁路的首端，送电线距离30km，主变压器为SCOTT接线。

题目分析及解决方案框架确定

2.1、选题背景、负荷分析和原始数据

在保证电气化铁道供电安全可靠的同时，也要求供电设备最经济的利用，因此选择合适容量的变压器是很有现实意义的。本文在这方面对已有的计算公式进行了分析，并提出了一个较为准确的变电所有效电流公式，说明在某些情况下机组的选择必须进一步考虑实际的运行情况。牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的核心部分，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及连接方式。通过电气主接线可以了解牵引变电所设施的规模大小、设备情况。

由上述资料可知，本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷），馈线数目多、影响范围广，应保证安全可靠的供电。10KV地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等，应有足够的可靠性。

2.2、牵引变压器台数和容量的选择

牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，其容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务的问题。从安全运行和经济方面来看，容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧毁；反之，容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成其容量浪费，损耗增加，使运营成本增大。因此，在进行牵引变压器容量计算时，正确地确定计算条件，以合理地选定牵引变压器的额定容量是十分重要的。

三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。

由已知牵引负荷量，可知25kV侧的额定电流为：

即各侧的最大电流。

SCOTT变压器计算容量公式为：

当时，

当时，

校核容量公式为：

当时，

当时，

(k=1.5)

方案A：当时，假设=0、=

当时，假设=0，=

=

校核容量为取两者较大的，所以

所以：=

安装容量为：S=31500()

10KV侧的额定电流为：

同理：==

校核容量为：S=3118.5()

安装容量为：S=6300()(最小容量)

方案B：由已知牵引负荷量，可知侧的额定电流为：

既是各侧的最大电流。

当时，假设=0、=

当时，假设=0，=

=

校核容量取两者较大的，所以

所以：=

安装容量为：应该为；但考虑到变压器长期过负荷减小使用寿命，所以这里安装容量取

根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求，主变压器容量与台数的选择，可能有以下两种方案：

方案A：2×31500kVA牵引变压器，一次侧同时接于110kV母线，采用直接供电方式。

方案B：2×31500kVA牵引变压器+2×6300kVA地区变压器，一次侧同时接于110kV母线，采用AT供电方式。(110千伏变压器最小容量为6300kVA)

2.3、方案主接线的拟定

按110kV进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压等级馈线数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。

方案A：两台牵引变压器，一次侧同时接于110kV母线，采用复线直接牵引供电方式。(主接线图附图一)

方案B：两台牵引变压器和两台地区变压器，一次侧同时接于110kV母线，(110千伏变压器最小容量为6300kVA)，采用复线AT牵引供电方式。(主接线图附图二)

设计过程

3.1、电源侧主接线

方案A：当牵引变电所只有两电源进线和两台主变压