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电气化铁道供电系统与设计课程设计报告

一、题目

某牵引变电所丁采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为

110/27.5kV，单相V-V接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。

表1牵引变电所丁电流参数表

供电臂

牵引变电所端子平均电流A有效电流A短路电流A穿越电流A

长度km

20.4α152229819162

丁

22.2β157238968188

二、分析及解决方案

单相V-v接线的牵引变压器是将两台单相变压器以V的方式联于三相电力

系统，每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两台变压器

的次边绕组，各取一端联至牵引变电所的两相母线上。而它们的另一端则以联成

公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时，两臂电压的相位差为60°，电流不

对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。同时，由于左、右两供电臂

对轨道的电压相位不同，在这两个相邻的接触网区段间必须采用分相绝缘结构。

另外，由于牵引变压器次边绕组电流等于供电臂电流，因此供电臂长期允许电流

就等于牵引变压器次边的额定电流，牵引变压器的容量得到了充分利用。在正常

运行时，牵引侧保持三相，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载。主接线较

简单，设备较少，投资较省。对电力系统的负序影响比单相接线小。对接触网的

供电可实现双边供电。

在设计过程中，通过求解变压器的计算容量、校核容量以及安装容量来选取

变压器的型号。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外

27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。考虑到V-v接线中装有两台变压器

的特点，在确定220kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的

要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，

我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照

选取的变压器的容量以及22kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电

所的电气主接线。原理电路如图１所示。

三、实施设计

牵引变电所的电气主接线分为三个部分来分别设计：110kV侧的主接线、

牵引侧的主接线、单相V-v直接供电方式变压器接线。

I

AA

I

BB

I

CC

1T2T

左供电臂右供电臂

(CB)(AB)

图1单相V-v接线牵引变电所

3.1牵引变电所110kV侧主接线设计

单相V-v牵引变电所要求有两回电源进线和两台变压器。图2为外桥接线，

图3为内桥接线，外桥接线连接在靠近线路侧，其适合于输电距离较短，线路故

障较少，而变压器需要经常操作的场合，这种接线方便于变压器的投入以及切除。

内桥用于线路故障较多，同时变压器不需要频繁操作的场合。为了配合三相V-v

牵引变电所在出现变压器故障时备用变压器的自动投入，选择采用内桥接线便于

备用变压器的投入以及故障变压器的切除。

3.2牵引变电所馈线侧主接线设计

由于27.5kV馈线断路器的跳闸次数较多，为了提高供电的可靠性，按馈线

断路器备用方式不同，牵引变电所27.5kV侧馈线的接线方式一般有下列三种：

（1）馈线断路器100%备用的接线

牵引母线不同如图4所示。这种接线当工作断路器需检修时，此