牵引供电课程设计
目录
第1章课题设计任务要求 (1)
1.1 设计任务 (1)
1.2 设计的基本要求 (1)
1.3 设计的基本依据 (1)
第2章设计方案分析和确定 (1)
2.1方案主接线的拟定 (1)
2.2年运量和供电距离的分析 (2)
2.3变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修 (3)
2.4供电方式的优缺点 (3)
第3章变压器台数和容量的选择 (3)
3.1牵引变压器备用方式的选择 (3)
3.2牵引变压器台数和容量的选择 (4)
第4章主接线设计 (7)
4.1电源侧主接线 (7)
4.2牵引变压器接线 (7)
4.3牵引侧主接线 (8)
4.4倒闸操作 (9)
第5章牵引变电所的短路计算 (9)
5.1短路计算的目的 (9)
5.2短路点的选取 (9)
5.3短路计算 (9)
第6章电气设备的选择 (11)
6.1室外110kV进线侧母线的选择 (11)
6.2室外27.5kV进线侧母线的选择 (12)
6.3高压断路器的选择 (12)
6.4隔离开关的选择 (13)
6.5电压互感器的选取 (14)
6.6电流互感器的选取 (14)
第7章电压水平的改善 (15)
7.1 接触网功率因数低的主要原因 (15)
7.2 串联电容补偿 (15)
第8章继电保护 (16)
8.1继电保护的任务 (16)
8.2继电保护基本要求 (16)
8.3继电保护的拟用 (16)
第9章防雷保护装置 (17)
第10章总结 (17)
参考文献 (18)
第1章 课题设计任务要求
1.1 设计任务
SCOTT 接线牵引变电所电气主接线设计,对双线路供电经过本次设计，对所学的专业知识得到相当的运用和实践，这将使自己所学的理论知识提升到一定的运用层次，为以后完成实际设计奠定扎实的基本功和基本技能，最终达到学以致用的目的。
1.2 设计的基本要求
（1）确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行方式下的运行方式。
（2）确定牵引变压器的容量、台数及接线形式。
（3）确定牵引负荷侧电气主接线的形式。
（4）对变电所进行短路计算，并进行电气设备的选择。
（5）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。
（6）用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。
1.3 设计的基本依据
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27000 kVA ，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2700 kVA ，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 m 503011k Mt L Q ??=，m 304022k Mt L Q ??=，m 10120k Mt kW h q ?=?。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，送点距离30km ，电力系统容量为3000MVA ，选取基准容量为100MVA ，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，电力系统的标幺值为0.25.主变压器为SCOTT 接线。
第2章 设计方案分析和确定
2.1 方案主接线的拟定
按110 kV 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。
方案一：两台牵引变压器，一次侧同时接于110 kV 母线，采用复线直接牵引供电方式如图2-1。
图2-1 复线直接牵引供电方式
方案二：两台牵引变压器和两台地区变压器，一次侧同时接于110 kV 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。
2.2 年运量和供电距离的分析
由题意知：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为11L Q = 30?50Mt ·km ，22L Q = 40?30Mt·km ，q ? = 120kWh/10kt ·km 。10kV 共4回路(2路备)。
故两方向上的年电量消耗为： 1W =q ?11L Q T=1576800MW
2W =q ?22L Q T=1261440MW
所以，每公里上的年消耗电量为：1W ?=52560MW ，1W ?=31536MW
因为直接供电方式和AT 供电方式均适应于两供电壁不平衡的情况，所以两种方案均符合要求。
2.3 变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修
因为两种方案均采用的是容量相等的主变压器，方案二有多用了两台地方电力变压器，所以在一次投资方面方案一投资多一点。
2.4 供电方式的优缺点
直接供电方式结构最简单、维护管理最少、造价最低等优点，但是防干扰性较差，如果能和BT 供电方式相结合，则效果可大为改善。
AT 供电方式无需进步牵引网的绝缘程度即可将供电电压进步一倍。在相同的牵引负荷条件下，接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半。AT 供电方法牵引网单位阻抗约为BT 供电方法牵引网单位阻抗的1/4左右。从而提高了牵引网的供电能力，大大减小了牵引网的电压损失和电能损失。牵引变电所的间距可增大到90-100km ，不但变电所数量可以减少，而且相应得外部高压输电线数量也可以减少，还有利于选择既便利运营管理又缩短外部高压输电线长度的变电所地位。由于AT 供电方法无需在AT 处将接触悬挂履行电分段，故当牵引重载列车运行的高速度、大电流电力机车通过AT 处时，受电弓上不存在发生强烈电弧，能满足高速、重载列车运输的须要。同时，AT 供电方法对附近通讯线的综合防护后果要优于直接供电供电方法。
但AT 供电方式构造比较复杂。在开闭所、分区所、A T 所以及主变压器副边中点不接地的牵引变电所都设置自藕变压器等。牵引网中除了接触悬挂和正馈线之外，还有维护线PW 、横向联接线、帮助联接、横向联接、放电器等，所以，AT 供电方法的工程投资要大于直接供电方式，相应的施工、维修和运行也比直供方式的工程投资大。
方案确定：综上所述，方案一较经济实惠，占地面积较少，故推荐方案方案一。
第3章 变压器台数和容量的选择
3.1 牵引变压器备用方式的选择
牵引变压器在检修或发生故障时，都需要有备用变压器投入，以确保电气化铁路的正常运输。在大运量的双线区段，牵引变压器一旦出现故障，应尽快投入备用变压器，显得比单线区段要求更高。备用变压器投入的快供，将影响到恢复正常供电的时
间，并且与采用的备用方式有关。备用方式的选择，必须从实际的电气化铁路线路、运量、牵引变电所的规模、选址、供电方式及外部条件(如有无公路)等因素，综合考虑比较后确定。我国的电气化铁路牵引变压器备用方式有以下两种。
(1)移动备用
采用移动变压器作为备用的方式称为移动备用。采用移动备用方式的电气化区段每个牵引变电所装设两台牵引变压器正常时两台并联运行。所内设有铁路专用岔线。备用变压器安放在移动变压器车上停放于适中位置的牵引变电所内或供电段段部 以便于需要作为备用变压器投人时缩短运输时间。在供电段所辖的牵引变电所不超过5～7个的情况下,设一台移动变压器其额定容量应与所辖变电所中的最大牵引变压器额定容量相同。当牵引变压器需要检修时可将移动变压器按计划调入牵引变电所。但在牵引变压器发生故障时移动变压器的调运和投入约需数小时。此间，采用移动备用方式的优点是牵引变压器容量较省。因此 移动备用方式可用于沿线无公路区段和单线区段。
(2)固定备用
采用加大牵引变压器容量或增加台数作为备用的方式，称为固定备用。采用固定备用方式的电气化区段，每个牵引变电所装设两台牵引变压器，一台运行，一台备用。每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷，满足铁路正常运输的要求。
采用固定备用方式的优点是：其投入快速方便，可确保铁路正常运输，又可不修建铁路专用岔线，牵引变电所选址方便、灵活，场地面积较小，土方量较少，电气主接线较简单。其缺点是：增加了牵引变压器的安装容量，变电所内设备检修业务要靠公路运输。因此，固定备用方式适用于沿线有公路条件的大运量区段。
结合本次设计的任务书的要求，即该牵引变电所外部有公路连通，变电所外部没有设置铁路岔线,当变电所需要检修时可能通过外部的公路到指定的变电所完成检修和设备维护，所以在当前进行电气化铁路牵引供电系统的设计中，牵引变压器的备用方式不再考虑移动备用方式。所以综合考虑情况该变电所采比较适合采用固定备用。
3.2 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。
由已知得SCOTT 变压器计算容量为27000kVA
下面计算校核容量：
紧密运行时的列车对数为：
14410
1440==非N (对/日) （1）一路设备的校核容量计算
用电时间为：
）（m i n 2560120
252v 2t 11u =??==∑L 总功率为：
）（VA t L A u k 856251440365101012050301440
365q Q 3
1111=??????=??=∑∑ 其中 42.01440
35.12144n t N p 1u 1=??=∑=T 上上, 42.01440
35.12144n t N p 1u 1=??=∑=T 下下 66.042.042.042.042.0p p -p p 11111=?-+=+=下上下上p
而 5.210
25.1210t n 1
u =?==∑，取n=3 紧密运行时的电流为：
）（）（A A KI I 24725
8564.23t 4.2311e max 1=??=∑∑??== 最大容量为：
kVA I 135852475.272U 2S max 1max 1=??==
计算容量为：
）（校VA K S S k 67932
135851max 1=== （2）二路设备的校核容量
用电时间为：
）（下下min 960120
18v t 22u =?==∑L
）（上上min 66012012v t 22u =?==
∑L (min)1569t 2u =+=∑
总功率为：
）（VA t L A u k 411151440
365101012040301440365q Q 3
2222=??????=??=∑∑ 其中 3.01440
26144n t N p 2u 2=??=∑=T 上非上, 45.0144029144n t N p 2u 2=??=∑=
T 下非上 62.045.03.0-45.03.0p p -p p 22222=?+=+=下上下上p
而 5.110
1510t n 2
u ===∑，取n=2 紧密运行时的最大电流为：
）（）（A A KI I 145154114.22.2t 4.22.222e max 2=??=∑∑?
?==
最大容量为 )(79751455.272U 2S max 2max 2kVA I =??==
综合以上计算得校核容量为：
）（校VA K S S k 39882
79752max 2=== 考虑10kV 电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电的计算容量为2700kVA, 考虑40%的裕量，即）
（）（备用VA S k 118804.027*******=?+= 所以选择的安装容量为：
S=31500(kVA )
所以变压器选择为：2×31500kVA 牵引变压器，一次侧同时接于110 kV 母线，采用直接供电方式。其参数如表3-1所示。
表3-1 31500kVA 变压器参数
安装容量
kVA
空载损耗 kW 短路损耗 kW 阻抗电压 （%） 31500 38.5
148 10.5
第4章主接线设计
4.1 电源侧主接线
当牵引变电所只有两电源进线和两台主变压器时，常在电源线路间用横向母线将它们连接起来，即构成桥形接线。根据中间横向母线的位置不同而分为内桥接线和外桥接线两种，前者的桥接母线连接在靠变压器侧，而后者则连接在靠线路侧。内桥接线适用于线路故障较多的场所，外桥接线适用于变压器故障较多的场所，而变压器又不需要频繁的操作，故在此选内桥接线。
4.2 牵引变压器接线
在该变电所中采用SCOTT牵引变压器，斯科特变压器原理电路图如图4-1，在电气主线图中它们的公共端接至接地网和钢轨；SCOTT变压器主接线如图4-2。
图4-1 SCOTT变压器原理电路图
图4-2 直接供电方式下SCOTT变压器主结线
4.3 牵引侧主接线
27.5 kV侧馈线的接线方式按馈线断路器备用方式不同可分为三种接线方式，馈线断路器100%备用的接线，馈线断路器50%备用方式，带旁路母线和旁路断路器的接线。这里两种方案均采用第二种接线方式，其连接方式：直接供电方式如图4-3和图4-4。
直供方式：上下行无需AT变压器，而是直接供给，所以他的母线就多出一根地线，分别与正、负馈线连接，为上下行线供电27.5kV A。变压器的备用方式是50%，即当上行或下行的变压器故障、检修的时候将备用变压器投入使用，提高了供电的可靠性和铁路运输的效率。在投入使用时先闭合母线上的隔离开关，然后闭合断路器，继而闭合母线侧隔离开关，最后将变压器侧隔离开关闭合，这样就成功将变压器投入使用。
图4-3 27.5KV侧的接线
图4-4 55KV侧的接线
4.4 倒闸操作
在牵引变电所给列车供电的时候要正确的进行倒闸操作，首先供电的时候要闭合110kV 侧的断路器，因为断路器不可带电操作；然后相继闭合变压器侧和进线侧的隔离开关，使其给SCOTT 变压器供电；变压器经过变电压和分相供电接触网，即图中所示的馈线。而在27.5kV 侧的电压器的固定备用转换时，首先要将需要检修或者故障的变压器通过先断隔离开关后断断路器的顺序将其从线路中卸载下来，然后再通过先断路器后隔离开关的顺序将备用变压器接入线路中，保证牵引变电所的正常工作。
第5章 牵引变电所的短路计算
5.1 短路计算的目的
（1）在选择电气设备时，为保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这需要全面的短路计算。
（2）在设计屋外高压配电装置时，需按短路计算条件检验软导线的相间和对地的安全距离。
（3）在选择几点保护方式和进行整定计算时，需要短路计算提供依据。
5.2 短路点的选取
因短路计算的主要计算式短路电流，所以对一次侧设备的选取一般选取110kV 高压侧母线短路点作为短路计算点；对二次侧设备和牵引馈线侧断路器的选择一般选取27.5kV 低压母线侧短路点作为短路计算点。
5.3 短路计算
电路示意图如图5-1
图5-1 短路示意图
电路简化图如图5-2，其中1d 点为110kV 高压母线短路点，2d 点为27.5kV 牵引母
线短路点。
图5-2 短路简化图
取MVA S B 100=,V U k 115j =，变压器和线路的阻抗标幺值为
33.0315001000
1001005
.10100%
*=??=?=S S U X B
K T
091.0115100304.0x 2j 21*=??==U S L X B
L
式中：1x 为线路单位阻抗；L 为线路长度；%K U 为变压器阻抗；
S 为
短路回路的等值电抗为；为变压器容量。
（1）1d 点短路计算
回路的等值电抗为：
321.023.0091.0*1=+=∑X
回路的等值电流为
12
.3321.01
1*1k *===∑X I
短路电流有效值：
)
k (57.1311510012.33k *1A U S
I I B B
=??=?=
短路电流的最大值有效值：
）（kA 37.257.151.1sh =?=I
短路容量：
)(31210012.3k *1MVA S I S B =?=?=
（2）2d 点短路计算
回路的等值电抗为：
651.023.0091.033.0*2=++=∑X
回路的等值电流为
54.11*k *==
∑X I
短路电流有效值： )
k (23.335.27100
54.13k *2A U S I I B B =??=?
=
短路电流的最大值有效值：
）（kA 07.523.357.1sh =?=I
短路容量：
)(15410054.1k *1MVA S I S B =?=?=
表4-1 短路计算值
)kA (I ）（kA sh I 110kV 侧
27.5kV 侧 1.57 3.23
2.37 5.07 第6章 电气设备的选择
电气设备的选择的基本原则是要能够满足牵引变电所的负荷容量；能够准确、快速的断开故障电路，保证设备安全和人生安全；能够保证有能力承受长期最大馈线电流和最大短路电流；同时实现各种保护。
6.1 室外110kV 进线侧母线的选择
室外110kV 进线侧的母线为软母线，且每段负荷不同，母线截面可采取相同截面，并以最大长期工作电流方式来选择为宜。母线长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑。
经计算：
）
（A I 94.214)3110(315003.1omax =?÷?= 经查表得LGJ-70/40型钢芯铝绞线的允许载流量为340A （基准环境温度为25
度），符合式子）
，（1k k yx cmax =≤I I
式中：cmax I 表示通过导线的最大持续电流，yx I 表示对于额定环境温度下的允许电流，K 表示温度修正系数。
考虑裕度，110kV 进线侧的母线选用截面积为2mm 70的钢芯铝绞线（LGJ-95/55）。参数如表6-1所示。
表6-1 LGJ-95/55参数
额定电压（kV ） 允许载流量（A ） 最大允许电流（kA ） LGJ-95/55 110 335 20
6.2 室外2
7.5kV 进线侧母线的选择
母线的最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑，我们选择容量为31500kVA,电压为27.5/10.5kV 的三相双绕组电力变压器。经计算：
）
（）（A I 75.85935.27315003.1cmax =?÷?= 由资料得钢芯铝绞线（LGJ-630/45）的允许载流量为1120A （基准坏境温度为25度且允许温度为70度），符合式子）
，（1k k yx cmax =≤I I ，故初步确定27.5kV 侧的母线选用截面积为2mm 630的钢芯铝绞线（LGJ-10）。参数如表6-2所示。
表6-2 LGJ-630/45参数
额定电压（kV ） 允许载流量（A ） 最大允许电流（kA ） LGJ-630/45 27.5 1120 25
6.3 高压断路器的选择
由于牵引变电所工作电流变动比较大，所以断路器的工作环境比其他变电所的要恶劣，断路器的故障跳闸、操作次数要比一般的供电系统多。从减少维修工作量考虑，110kV 用6SF 断路器，27.5kV 侧的断路器选用电气换铁路专用的真空断路器。 （1）110kV 侧断路器的选择
最大工作电流按变压器的1.3倍计算
)(93.214311031500
3.133.13.1e A U S I I N N
=??=?==
初选额定电流为1250A 的1250/1106-F S 的六氟化硫断路器。
短路热稳定性校验
）
（）（）（S A K I ??=??=??k 1024.1175165t 82t e S A Q ??=k 1094.46d
d 2t
e t Q K I >??）（
满足热稳定性。
（b ）短路动稳定性校验 A K I 3499715016522u e 1=??=?
A 6200i ch =
故动稳定性也满足。参数如表6-3。
表6-3 1250/1106-SF 的参数
额定电流（A ） 短路开断电流（kA ） 额定电压（kV ） 最高电压（kV ） 1250/1106-SF
1250 40 110 126
（2）27.5kV 侧断路器的选择
)(73.85935.2731500
3.133.13.1e A U S I I N N
=??=?==
初选额定电流为1250A 的ZN12-35型的真空断路器。
短路热稳定性校验
）
（）（）（S A K I ??=??=??k 1096.4175661t 82t e S A Q ??=k 1094.46d
d 2t
e t Q K I >??）（
满足热稳定性。
（b ）短路动稳定性校验 A K I 14019815066122u e 1=??=?
A 6200i ch =
故动稳定性也满足。参数如表6-4。
表6-4 ZN12-35断路器参数
额定电流（A ） 开断电流（kA ） 额定电压（kV ） 热稳定电流（kA ） 动稳定电流峰值（kA ）
ZN12-35 1250 31.5 35 31.5 63 6.4 隔离开关的选择
选择隔离开关，首先应考虑装置的种类和形式、屋内或者屋外使用，对于污秽地 区的屋外式要保证绝缘泄露比距的需要。
隔离开关的其他选择条件与断路器的类似。
经过计算和校验110kV 侧选择型号为GW4-110/1250-25的隔离开关；27.5kV 侧选择 型号为GW4-35/1000的断路器。参数如表6-5。
表6-5 隔离开关参数
额定电压（kV ） 额定电流（A ） 最大断开电流（kA ） GW4-110/1250
110 1250 25 GW4-35/1000 35 1000 63
6.5 电压互感器的选取
（1）供继电保护用的电压互感器的选择：准确级为3级。供110kV 侧计费的电压互感器选择：准确级为0.5级。
由于电压互感器装于110kV 测知识用来计费的，不需要保护，因此选用1106-JCC 型准确级为0.5级，额定容量为500MV A 的电压互感器可以满足要求。由于电压互感器是并联在电路中的，当主回路发生短路时，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要校验短路的稳定性。
（2）27.5kV 侧电压互感器的选择
由于电压互感器位于27.5kV 侧主要起到保护作用，用于保护牵引网馈线上锁发生的故障或事故，故其准确级为3级，因此选用JDJJ-35型准确级为3级，额定容量为600MVA 的电压互感器可以满足条件。由于电压互感器是并接于主回路中，当主回路发生短路时，短路电流不会流入互感器，因此电压互感器不需要校验短路稳定性。
6.6 电流互感器的选取
（1）110kV 侧电流互感器的选取
最大长期电流按变压器过载的1.3倍考虑
)(93.214311031500
3.133.13.1e A U S I I N N
=??=?==
经查阅资料得电流互感器LCW-110的电流互感器。
（a ）短路热稳定性校验
）
（）（）（S A K I ??=??=??k 1006.5175300t 82t e S A Q ??=k 1094.46d
d 2t
e t Q K I >??）（
满足热稳定性。
（b ）短路动稳定性校验 A K I 63630
15030022u e 1=??=? A 6200i ch =
故动稳定性也满足。
（2）27.5kV 侧电流互感器的选取
最大长期电流按变压器过载的1.3倍考虑
)(75.85935.2731500
3.133.13.1e A U S I I N N
=??=?==
经查阅资料得电流互感器LCW-35的电流互感器。
（a ）短路热稳定性校验
）
（）（）（S A K I ??=??=??k 1025.2175200t 82t e S A Q ??=k 1089.16d
d 2t
e t Q K I >??）（
满足热稳定性。
（b ）短路动稳定性校验 A K I 4242015020022u e 1=??=?
A 5800i ch =
故动稳定性也满足。
第7章 电压水平的改善
7.1 接触网功率因数低的主要原因
(1) 整流型机车由于交流侧电流波形畸变及整流换相过程中重叠导通角的影响。
(2) 牵引网阻抗影响。
(3) 牵引变压器影响。
7.2 串联电容补偿
如选择型号CY-1-20-1型电容器，已知V U CN 1000=，var k 20=CN Q ， V Kv U 5.28875.27%5.10=?=?。
）（Ω=?=501032CN CN CN
Q U X ,）（A U Q I CN CN CN 20==
并联电容器数：
9.2120
9.419===CN I I
m ，取m=22。 串联电容器数：
8.46
.010005.2887sin =?=?=?CN U U n ，取n=5 电容器组总容量和总阻抗为：
var 210020521K Q n m Q CN C =??=??=
Ω=?=?=9.115021
5n CN C X m X 校验：A A X U I C C 9.4192.4209
.1110005max >=?== V V X I U C 5.28871.29986.09.119.419sin >=??=??=??
所以补偿容量满足要求。
第8章 继电保护
8.1 继电保护的任务
当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
(1)供电系统需迅速地切断故障，并保护系统无故障部分继续运行。
(2)当系统出现非正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。
8.2 继电保护基本要求
继电保护应具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
8.3 继电保护的拟用
本设计中主要是SCOTT 变压器的保护和馈线的保护。
按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；
主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。即主线路上的保护使用分段式保护，有效的保护器件和线路的安全，同时可以加装自动重合闸装置，保证最大的工作时间和工作的可靠性。
后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。
（1）远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
（2）近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。
第9章防雷保护装置
牵引变电所是重要的电力枢纽，一旦发生雷击事故就会造成大面积停电，同时一些重要的电气设备可能遭到损坏。变电所的雷害事故主要包括两方面：一是雷直击变电所，二是雷击输电线路产生雷电波沿线路入侵变电所。
对于直接雷击一般采用避雷针或者避雷线。对于雷电波侵入组要措施是阀式避雷器限制电压幅值，同时加以其他相应的辅助措施，避雷器应该与被保护设备并联，且安装在被保护装置的电源侧。
第10章总结
此次的课程设计主要是建立在选择一个SCOTT联结方式的牵引变电所的主接线的经济、简单、可靠、环保的方案。在方案的选择上我们选择了直接供电方式，就是不需要AT变压器，这就节省了基建和简化了接线。牵引变电所设计可分为三部分。第一部分是牵引变压器的选择和继电保护设计；第二部分是高压进线的设计；第三部分是低压出线的设计选择。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、技术参数以及在电气上是如何连接的，通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。然后在器件的选择上就得根据所给条件并结合实际条件加以确定。
通过这个小学期的经历，认识到了所学的专业知识的重要性，也很好的弥补了在学习中的不足。认识到了书本的知识和实践上的区别。让我们跟好的去了解了牵引供电这门课。使我更加深刻的认识到了课程设计在我们大学学习中的重要性。
参考文献
[1] 贺威俊,简克良.电气化铁道共变电工程[M].北京:铁道出版社,1983.
[2] 张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.
[3] 李彦哲,胡彦奎,王果等.电气化铁道供电系统与设计[M].兰州:兰州大学出版社,2006.
[4] 刘国亭. 电力工程CAD[M].北京:中国水利水电出版社,2006.
[5] 汤蕴缪,史乃.电机学[M].北京:机械工业出版社,2005.
变电站课程设计
第一章 主变的选择 1、1 设计概念 变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节。它起着变换和分配电能的作用。 变电站的设计必须从全局利益出发，正确处理安全与经济基本建设与生产运行。近期需要与今后发展等方面的联系，从实际出发，结合国情采用中等适用水平的建设标准，有步骤的推广国内外先进技术并采用经验鉴定合格的新设备、新材料、新结构。根据需要与可能逐步提高自动化水平。 变电站电气主接线指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务，变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。 一次主接线的设计将直接影响各个不同电压侧电气设备的总体布局，并影响各进出线的安装间隔分配，同时还对变电所的供电可靠性和电气设备运行、维护的方便性产生很大的影响。主接线方案一旦确定，各进出线间和电气设备的相对位置便固定下来，所以变电所的一次主接线是电气设计的首要部分。 1.2 初步方案选定 1. 2.1负荷分析计算 根据任务书可知初建变送容量MVA S 35001=，且预测负荷增长率%4=W 每年，所以有如下每年的负荷变化量。 MVA S 3501= MVA S W S 364350%)41(1)1(2=?+=+= 2)1(3W S +==1S 350%)41(2?+56.378=MVA 3 )1(4W S +=350%)41(13?+=S 702.393=MVA MVA S W S 450.409350%)41(1)1(544=?+=+= MVA S W S 829.425350%)41(1)1(655=?+=+= MVA S W S 862.442350%)41(1)1(766=?+=+= 576.460350%)41(1)1(877=?+=+=S W S MVA 1.2.2 主变压器台数、容量的确定 （1）台数的确定 根据变电站主变压器容量一般按5——10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑
课程设计任务书 设计题目： 110kV变电站电气 一次部分设计 前言 变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远距离输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经
变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。 随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。 目录 第1章原始资料及其分析 (4) 1原始资料 (4) 2原始资料分析 (6) 第2章负荷分析 (6) 第3章变压器的选择 (8) 第4章电气主接线 (11) 第5章短路电流的计算 (14) 1短路电流计算的目的和条件 (14) 2短路电流的计算步骤和计算结果 (15) 第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18) 1 导体和电气设备选择的一般条件 (18) 2 设备的选择 (19) 结束语 (25)
课程名称：继电保护原理与运行 设计题目：牵引变电所继电保护设计 院系：电气工程系 专业：电气工程及其自动化 年级： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2012年4月1日
课程设计任务书 专业铁道电气化姓名学号 开题日期：2009年2月23日完成日期：2009年 4 月10 日题目牵引变电所继电保护设计 一、设计的目的 通过该设计，初步掌握变电所继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关规程和设计手册的使用方法以及继电保护标准图的绘制等。 二、设计的内容及要求 （1）牵引变电所继电保护方案的讨论 （2）短路计算 （3）整定计算 （4）绘制标准图 （5）讨论说明 （6）整理成册 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师陈丽华(签章) 2009 年 4 月10 日
继电保护设计任务书 （第2组） 一、设计目的 通过该设计，初步掌握变电站继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关规程和设计手册的使用方法以及继电保护标准图的绘制等。 二、设计的主要内容 1、牵引变电所继电保护方案的讨论。 2、短路计算。 3、整定计算。 4、绘制标准图。 5、讨论说明。 6、整理成册。 三、原始资料 1、供电方式：复线单边 2、电气主接线：110KV侧—双T接线 27.5KV侧—单母线分段 3、变电所参数 项目电源类别主电源备用电源 系统阻抗 最大运行方式0.494 0.361 最小运行方式0.527 0.517 牵引变 容量（KV A）2×15000 LH变比（Y/Δ）30/120 牵引馈线 名称左右最大负荷电流（A）447 530 馈线长度（KM）16.13 23.67 单位阻抗（Ω/KM）0.7475 LH变比120 母线最低工作电压（KV）25
35KV变电站继电保护课程设计(同名16366)
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
变电所设计任务书（1） 一、题目220KV区域变电所设计 二、设计原始资料： 1、变电所性质： 系统枢纽变电所，与水火两大电力系统联系 2、地理位置： 本变电所建于机械化工区，直接以110KV线路供地区工业用户负荷为主。 3、自然条件： 所区地势较平坦，海拔800m，交通方便有铁，公路经过本所附近。最高气温十38o C 最低气温-300C 年平均温度十100C 最大风速20m／s 覆冰厚度5mm 地震裂度＜6级 土壤电阻率＜500Ω.m 雷电日30 周围环境较清洁、化工厂对本所影响不大 冻土深度1.5m 主导风向夏南，冬西北 4、负荷资料： 220KV侧共4回线与电力系统联接 110KV侧共12回架空出线，最大综合负荷
10KV 侧装设TT —30－6型同期调相机两台 5．系统情况 设计学生：＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成设计日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4╳4╳
变电所设计任务书（2） 一、题目220KV降压变电所设计 二、设计原始资料 1．变电所性质： 本所除与水、火两系统相联外并以110及10KV电压向地方负荷供电2．地理位置： 新建于与矿区火电厂相近地区，并供电给新兴工业城市用电 3．自然条件； 所区地势较平坦，海拔600m，交通方便有铁、公路经过本所附近 最高气温十400C 最低气温—250C 年平均温度十150C 最大风速＿20m/s＿ 覆冰厚度10mm 地震裂度＿6级 土壤电阻率>1000Ω·m 雷电日＿＿＿40＿＿ 周围环境＿空气清洁＿建在沿海城市地区，注意台风影响 冻土深度1·0m 主导风向夏东南风、冬西北风 4·负荷资料： 220KV侧共3回线与电力系统联接
发电厂电气部分试题 一.填空题（20分） 1.火力发电厂可分为（）和（）。 2.发电厂中生产和分配电能的设备称为（）。 3.主接线中，为了检修出线断路器，不致中断该回路供电，可增设（）和( )。 4.变电所中，联络变压器为了布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方式允许条件下，以选（）为宜。 5.发电厂厂用电系统接线通常采用（）。 6.对于容量在（）及以上的发电机－变压器单元的连接母线采用全连式分相封闭母线。 7.导体的散热过程，就其物理本质而言，可分为（）、（）和（）。 8.电弧燃烧过程中，去游离的两种形式为（）和（）。 9.隔离开关的主要用途有（）、（）和（）。 10.电流互感器按照安装方式可分为（）、（）和（）。 11．对电气主接线的基本要求，概括地说应该包括（）、（）和（）三个方面。 二．选择题（10分） 1．枢纽变电所的特点是：（） a．全所停电后将引起终端用户停电； b. 全所停电后将引起区域电网解列； c. 全所停电后将引起地区供电中断； d. 全所停电将引起系统解列，甚至出现瘫痪。2．同一回路的断路器与隔离开关的操作顺序为：（） a．送电时先合隔离开关，后合断路器；停电时先断开断路器，后断开隔离开关； b．送电时先合断路器，后合隔离开关；停电时先断开隔离开关，后断开断路器； c．都对； d. 都不对。 3．具有二条进线与二条出线时，采用3/2接线和4角形接线相比较：（）a．3/2接线多用二台断路器； b. 3/2接线少用二台断路器； c. 两种接线断路器数量相同； d．都不对。 4. 水电厂和变电所中，厂用备用电源的设置方式通常为：（） a．明备用方式； b. 暗备用方式； c．都有； d. 都不对。 5．短路电流在三相导体中产生的最大电动力在：（） a． A相； b. B相； c. C相； d. 都不对。 6．导体正常工作时，产生的损耗有：（） a．介质损耗； b. 电阻损耗； c. 磁滞损耗和涡流损耗； d. 都有。 7．电流互感器的误差与二次负载阻抗的关系为：（） a．与二次负载阻抗平方成正比； b. 与二次负载阻抗成正比； c．与二次负载阻抗平方成反比； d. 与二次负载阻抗成反比。 8．熄灭交流电弧的条件－介质强度大于恢复电压是在：（） a．整个灭弧过程中； b. 触头分离瞬间； c. 电弧开始瞬间； d. 电弧熄灭瞬间。 9．安全净距中的E值是指：（） a．无遮拦裸导体至地面的距离； b. 带电部分与建筑物之间的距离； c．通向屋外的出线套管至屋外通道的距离； d. 不同相带电部分之间距离。 10．通过分析导体长期通过电流的发热过程，可以计算出导体的（） a．载流量； b. 最高温度； c. 最大电动力； d. 截面积。
目录 一、前言 (2) 1、设计内容：（原始资料16） (2) 2、设计目的 (2) 3、任务要求 (3) 4、设计原则、依据 (3) 原则：. (3) 5、设计基本要求 (3) 二、原始资料分析 (3) 三、主接线方案确定 (4) 1 主接线方案拟定 (4) 2 方案的比较与最终确定 (5) 四、厂用电（所用电）的设计 (5) 五、主变压器的确定 (6) 六、短路电流的计算 (7) 七、电气设备的选择 (8) 八、设计总结 (11) 附录 A 主接线图另附图 (12) 附录 B 短路电流的计算 (12) 附录C :电气校验 (15)
、尸■、■ 前言 1、设计内容：（原始资料16） 1）待设计的变电站为一发电厂升压站 （2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组 发电机型号：QFSN-200-2 U e=15750V cos =0.85 X g=14.13% P e=200MW （3）220KV出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA T max=200MW （4）当地最高温度41.7 C,最热月平均最高温度32.5 C,最低温度-18.6 C, 最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3 C。 （5）厂用电率为8%厂用电电压为6KV发电机出口电压为15.75KV。 6）本变电站地处8度地震区。 7）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为0.054。 （8）设计电厂为一中型电厂，其容量为2X 200 MW=40MW最大机组容量200 MW 向系统送电。 （9）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。 2、设计目的 发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到： 1）巩固“发电厂电气部分” 、“电力系统分析”等课程的理论知识。 2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。 3）掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。 4）学习工程设计说明书的撰写。 （5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。
课程设计报告 课程电气化铁道供电系统与设计 题目牵引变电所B主接线及变压器容量计算学院电气工程学院 年级专业电气工程及其自动化 班级学号 学生姓名 指导教师
目录 1 概述 (1) 2 设计方案简述 (2) 3 牵引变压器容量计算 (2) 3.1牵引变压器容量的计算 (2) 3.1.1牵引变压器计算容量 (2) 3.1.2牵引变压器过负荷能力校验 (3) 3.2牵引变压器功率损耗计算 (3) 3.3牵引变电所电压不平衡度计算 (4) 3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗 X（-） (4) s 3.3.2计算牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流 (4) 3.3.3构造归算到110kV的等值负序网络 (4) 3.3.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验 (4) 4 导线选择 (5) 4.1软母线选择 (5) 4.1.1室外110kV进线侧的母线选择 (6) 4.1.2室外27.5kV侧的母线选型及校验 (7) 4.1.3室外10kV馈线侧的母线选型及校验。 (7) 5 主接线选择 (8) 总结 (9) 附录一牵引变压器主要技术数据表 (10) 附录二牵引变电所B主接线图 (11) 参考文献 (12)
1 概述 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1-1所示： L3 L2 L1 B A S Y S T E M 1 S Y S T E M 2 图1-1牵引供电系统示意图 表1-1 设计基本数据 图1-1牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。 电力系统1、2均为火电厂。其中，电力系统容量分别为250MV A和200MVA。选取基准容量 j S为200MV A，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.13和0.15；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值分别为0.15和0.17。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1-1中， 1 L、2L、3L长度为25km、 40km、20km.线路平均正序电抗 1 X为0.4Ω/km,平均零序电抗0X为1.2Ω/km。
青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书 课题名称：工厂供电课程设计 系部：机电工程系 专业班级： 学号： 学生： 指导老师： 青岛理工大学琴岛学院教务处 2017年7 月2 日
目录 1绪论 (1) 2 110kV变电所线路设计 (2) 2.1 变电站在电力系统中的作用 (2) 2.2主接线的选择 (2) 3设计电力变压器 (3) 3.1负荷计算 (4) 3.2变电所变压器的选择 (5) 4主接线图及仿真 (6) 5变电所电气设备选择 (8) 5.1断路器与隔离开关的选择 (8) 5.2互感器的选择 (8) 5.3熔断器的选择 (9) 5.4母线的选择 (9) 结论 (11) 致谢 (13) 参考文献 (14)
1 绪论 本次设计为110kv变电所设计，变电所是发电厂与用电负荷的重要联系，用来升降电压、聚集以及分流电能的作用。变电站的安全性能的运转与人民生产生活密切相关。变压 器与主接线的方案的确定是本次变电所设计规划的核心的一个环节，设计连线体现变电所的应用，建造消耗，是否正常没失误的动作，能够检查处理的目的要求；我对其主要分析跟探讨了110KV变电所线路连线的重点和要求，主要研究110kV变电所要求的目的、看点、设计重点、如何区别工具等。
2 110kV变电所线路设计 2.1 变电站在电力系统中的作用 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计建设一座110KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。 最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择。 本工程初步设计内容包含变电所电气设计，变电所从110KV侧某变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。 2.2主接线的选择 根据本次设计要求，以惜福镇为地点，建一座110KV变电所，调查，研究查资料，35KV的用电要求，基本满足二级供电要求可采用内桥式接线和单母线分段接线。
电力牵引供电系统课程设计评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 设计原始题目 (1) 1.1具体题目 (1) 1.2要完成的内容 (2) 2 设计课题的计算与分析 (2) 2.1计算的意义 (2) 2.2详细计算 (2) 2.2.1 牵引变压器容量计算 (2) 2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3) 2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3) 2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3) 2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3) 2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4) 3 小结 (5) 参考文献 (6) 附录 (7)
1 设计原始题目 1.1 具体题目 《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。设计基本数据如表1所示。 SYSTEM2SYSTEM1 L1L2L3 B A 图1 牵引供电系统示意图 表1设计基本数据 项目B牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）320 右臂负荷全日有效值（A）290 左臂短时最大负荷（A）410 右臂短时最大负荷（A）360 牵引负荷功率因数0.85（感性） 10kV地区负荷容量（kVA）2*1200 10kV地区负荷功率因数0.83（感性） 牵引变压器接线型式YN,d11 牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线 左供电臂27.5kV馈线数目 2 右供电臂27.5kV馈线数目 2 10kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用 预计中期牵引负荷增长40%
成绩 课程设计说明书 题目110/10kV变电所电气部分课程设计 课程名称发电厂电气部分 院(系、部、中心)电力工程学院 专业继电保护 班级 学生姓名 学号 指导教师李伯雄 设计起止时间： 11年 11月 21日至 11年 12 月 2日
目录 一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分 析 (1) 二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 (1) 三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 (3) 四、分析确定所用电接线方式 (6) 五、进行互感器配置 (6) 六.短路计算 (9) 七、选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关 (10) 八、选择10kV硬母线 (13)
一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析 1.1、待设计变电所在系统中的地位和作用 1.1.1 变电所的分类 枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所 1.1.2 设计的C变电所类型 根据任务书的要求，从图中看，我设计的C变电所属于终端变电所。 1.1.3 在系统中的作用 终端变电所，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务。电压为110kV及以下。全所停电时，仅使其所供用户中断供电。 1.2、所供用户的分析 1.2.1 电力用户分类、对供电可靠性及电源要求 （1）I类负荷。I类负荷是指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。I类负荷任何时间都不能停电。对接有I类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并应能自动切换；I类负荷通常装有两套或多套设备；I类负荷的电动机必须保证能自启动。 （2）II类负荷。II类负荷指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。II类负荷仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。对接有II类负荷的厂用母线，应有两个独立电源供电，一般采用手动切换。 I类、II类负荷均要求有两个独立电源供电，即其中一个电源因故停止供电时，不影响另一个电源连续供电。例如，具备下列条件的不同母线段属独立电源：①每段母线接于不同的发电机或变压器；②母线段间无联系，或虽然有联系，但其中一段故障时能自动断开联系，不影响其他段供电。所以，每个I类、II 类负荷均应由两回接于不同母线段的馈线供电。 （3）III类负荷。III类负荷指较长时间（几小时或更长时间）停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。III类负荷停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电。III类负荷对供电可靠性无特殊要求，一般由一个电源供电，即一回馈线供电。 1.2.2 估算C变电所的回路数目 根据上述要求，重要负荷（I类、II类）比例是55%，重要负荷需用双回线，每回10kV馈线输送功率1.5~2MW，经计算，高压侧回路数为2，低压侧回路数为18÷1.5=12。
课程设计(论文) 题目 学院名称 指导教师 职称 班级 学号 学生姓名 2013年6月14日
目录 摘要 (iii) Abstract ...................................................................................................iV 引言 (1) 1．变压器的选择 (2) 1.1主变压器形式的选择 (2) 1.2主变台数的确定 (2) 1.3主变容量的确定 (2) 1.4主变型号的选择 (3) 1.5所变压器台数的确定 (3) 1.6所变压器容量的确定 (3) 1.7所变压器型号的选择 (4) 2．电气主接线的设计 (4) 2.1电气主接线概述 (4) 2.2主接线的设计原则 (4) 2.3主接线设计的基本要求 (4) 2.4主接线设计及方案论证 (5) 2.5所接线的设计 (6) 3.短路电流的计算 (7) 3.1概述 (7) 3.2短路电流计算的方法 (8) 3.3短路电流的计算 (8) 3.4三相短路电路计算结果表 (10) 4．电气设备的选择 (10) 4.1 电气设备选择的一般原则 (10) 4.2高压断路器的参数 (11) 4.3电气设备选择的技术条件 (12) 4.4断路器和隔离开关的选择 (13) 4.5选择的断路器和隔离开关型号表 (17) 参考文献 (18)
附录 (19)
摘要：随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有三个电压等级，一个是35kV，一个是10kV以及一个0.38KV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择四台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关， 关键词： 35kV 变电所设计
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计 摘要：牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，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、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。直流制存在
《发电厂电气部分》 课程设计 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 二○年月日
目录（二号字体） 1.课程设计目的 (2) 2.110KV变电站设计题目和要求 (2) 3 主变压器台数、容量、型式的选择 (3) 4 电气主接线方案的确定 (4) 5所用电设计 (8) 6短路电流的计算 (9) 7电气设备的选择 (12)
1课程设计目的 电气主接线是发电厂，变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节，而电气设备的选择是电气设计的主要内容之一。本次课设通过110/10kv变电站的设计，对变压器选择，限制短路电流的方法进行分析，通过对电气主接线经济性，灵活性，可靠性的分析，选出最优方案。 2 110KV变电站设计依据和要求 2.1依据 根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。 2.2设计内容 为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座110/10的降压变电所，简称110kV变电所。 2.3电力系统概述 本变电所与电力系统联系 1、
说明 110kV变电所通过两回110kV线路接至该变电所，再与电力系统相连。这里将S 取为 j 100MVA,系统侧提供短路电流为22.17kA;按供电半径不大于5kM要求,110kV线路长度定为4.8kM。 110kV变电所在电力系统中的地位和作用 1、根据110kV变电所与系统联系的情况，该变电站属于终端变电所。 2、110kV变电所主要供电给本地区用户，用电负荷属于Ⅱ类负荷。 2.4 110kV变电所各级电压负荷情况分析 2.4.1供电方式 110kV侧：共有两回进线，由系统连接双回线路对110kV变电所供电。 10kV侧：本期出线6回，由110kV变电所降压后供电。 2.4.2负荷数据 1、全区用电负荷本期为27MW，共6回出线，每回按4.5MW计； 远期50MW，14回路，每回按3.572MW设计； 最小负荷按70％计算，供电距离不大于5kM。 =4250小时/年。 2、负荷同时率取0.85，cosφ=0.8，年最大利用小时数T max 3、所用电率取0.1%。 2.4 110kV变电所的自然条件 2.4.1 水文条件 1、海拔80M 2、常年最高温度40.3℃ 3、常年最低温度1.7℃ 4、雷暴日数——62日/年 5、污秽等级为3级 2.4.2 所址地理位置与交通运输情况 地理位置不限制，交通便利。
变电所设计课程设计
《矿山电工学》 课程设计说明书 设计题目: 35/6kv变电所设计 助学院校: 河南理工大学 自考助学专业: 机电设备与管理 姓名: 聂梦栩 自考助学学号: 040213200192 成绩: 指导教师签名: 河南理工大学成人高等教育 2O14 年 10 月 31 日
目录 摘要 ..................................................................................................................... I 第一章负荷计算与功率因数补偿 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 计算各组负荷与填表 (4) 1.3 各低压变压器的选择与损耗计算 (6) 1.3.1 机修厂、工人村与支农变压器 (6) 1.3.2 地面低压动力变压器 (6) 1.3.3 洗煤厂变压器 (6) 1.3.4 各变压器功率损耗计算 (6) 1.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 (7) 1.5 功率因数补偿与电容器柜选择 (8) 1.5.1 选择思路 (8) 1.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算 (8) 1.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数 (9) 1.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量 (9) 1.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数 (10) 1.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算 (10) 1.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验 (10) 1.6 主变压器校验及经济运行方案 (11) 1.7 全矿电耗与吨煤电耗计算 (11) 1.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图 (12) 第二章供电系统短路电流计算 (14) 2.1 概述 (14) 2.2 选取短路计算点并绘制等效计算图 (15) 2.3 计算各元件的标么电抗 (16) 2.3.1 电源的电抗 (16) 2.3.2 变压器电抗 (16) 2.3.3 线路电抗 (17) 2.4 计算各短路点的短路参数 (17) 2.4.1 K35点短路电流计算 (18)
继电保护课程设计报告 题目：牵引变电所牵引馈线保护设计班级 姓名 学号 指导教师 设计时间2011年3月19日
牵引变电所牵引馈线保护设计线 一、设计题目及要求 1.1设计的题目 某牵引变电所甲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，三相平衡接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。线路阻抗0.6Ω/km 1.2、设计要求 （1）能根据提网络以及已知条件，按照部颁继电保护和自动装置整定计算的规范进行设计； （2）通过学习应熟悉电力系统继电保护设计与配置的一般规定； （3）正确理解继电保护整定计算的基本任务； （4）掌握整定计算的步骤，熟悉主保护、后备保护和辅助保护在电力系统中的应用； （5）对继电保护基本要求之间，能分别地进行综合考虑； （6）掌握整定计算对系统运行方式的选择以及短路类型、短路点的确定；（7）掌握整定系数的分析与应用，掌握整定计算配合的原则。 二、馈线保护原理、配置及整定计算 2.1 馈线保护原理 2.1.1自适应阻抗保护 阻抗保护是反应故障点至保护安装地点之间的阻抗（或距离）。在牵引供电系统中，阻抗保护通常采用多边形特性，如图1所示。根据牵引负荷的特点，为了提高阻抗保护的躲负荷能力，在阻抗保护中增加自适应判据，即根据电流中的谐波含量自动调节阻抗保护的动作范围。
图1 阻抗保护动作特性 自适应阻抗保护的动作判据如下： 02≤≤-h h X tg R ?或 ZD h R R ≤≤0 或 ZD h X X ≤≤0和 ZD L h h h R ctg X R ctg X +≤≤??1 （1） 在式（1）中，RZD 为电阻整定值；XZD 为电抗整定值；1?为躲涌流偏移角； 2?为容性阻抗偏移角；L ?为线路阻抗角。h R 、h X 分别为考虑谐波抑制后的测 量电阻和测量电抗，其计算公式如下： R K K R h h h )1(∑+= X K K X h h h )1(∑+= （2） 在式（2）中，∑h K 为综合谐波含量，等于1 532/)(I I I I ++；I1、I2、I3、 I5分别为基波、二次、三次、五次谐波分量； h K 为谐波抑制加权系数； 2.1.2 电流速断保护 电流速断保护的原理框图如图2所示。 图2 电流速断保护原理框图 I 1≥I N1 信号
1 引言 继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。 电力系统运行要求安全可靠。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件，设备及人为因素的影响（如雷击，倒塌，内部过电压或者运行人员误操作等），电力系统会发生各种故障和不正常运行状态。最常见，危害最大的故障是各种形式的短路。 电力生产发、送、变、用的同时性，决定了它的一个过程重要性，电力系统要通过设计，组织，以使电力能够可靠，经济的送到用户，对供电系统最大的威胁就是短路故障，它给系统带来了巨大的破坏作用，因此我们必须采取措施来防范它。 继电保护装置的基本任务是：自动，迅速，有选择性将系统中的切除，使故障元件损坏程度尽量可能降低，并保证该系统相符故障部分迅速恢复正常运行。反映电器元件的不正常运行状态，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号，减负荷或者延时跳闸。 继电保护及自动化是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
牵引供电课程设计 目录 第1章课题设计任务要求 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 设计的基本要求 (1) 1.3 设计的基本依据 (1) 第2章设计方案分析和确定 (1) 2.1方案主接线的拟定 (1) 2.2年运量和供电距离的分析 (2) 2.3变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修 (3) 2.4供电方式的优缺点 (3) 第3章变压器台数和容量的选择 (3) 3.1牵引变压器备用方式的选择 (3) 3.2牵引变压器台数和容量的选择 (4) 第4章主接线设计 (7) 4.1电源侧主接线 (7) 4.2牵引变压器接线 (7) 4.3牵引侧主接线 (8) 4.4倒闸操作 (9) 第5章牵引变电所的短路计算 (9) 5.1短路计算的目的 (9) 5.2短路点的选取 (9) 5.3短路计算 (9) 第6章电气设备的选择 (11) 6.1室外110kV进线侧母线的选择 (11) 6.2室外27.5kV进线侧母线的选择 (12) 6.3高压断路器的选择 (12) 6.4隔离开关的选择 (13) 6.5电压互感器的选取 (14) 6.6电流互感器的选取 (14) 第7章电压水平的改善 (15) 7.1 接触网功率因数低的主要原因 (15) 7.2 串联电容补偿 (15) 第8章继电保护 (16) 8.1继电保护的任务 (16) 8.2继电保护基本要求 (16) 8.3继电保护的拟用 (16) 第9章防雷保护装置 (17) 第10章总结 (17) 参考文献 (18)
第1章 课题设计任务要求 1.1 设计任务 SCOTT 接线牵引变电所电气主接线设计,对双线路供电经过本次设计，对所学的专业知识得到相当的运用和实践，这将使自己所学的理论知识提升到一定的运用层次，为以后完成实际设计奠定扎实的基本功和基本技能，最终达到学以致用的目的。 1.2 设计的基本要求 （1）确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行方式下的运行方式。 （2）确定牵引变压器的容量、台数及接线形式。 （3）确定牵引负荷侧电气主接线的形式。 （4）对变电所进行短路计算，并进行电气设备的选择。 （5）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。 （6）用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。 1.3 设计的基本依据 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27000 kVA ，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2700 kVA ，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 m 503011k Mt L Q ??=，m 304022k Mt L Q ??=，m 10120k Mt kW h q ?=?。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，送点距离30km ，电力系统容量为3000MVA ，选取基准容量为100MVA ，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，电力系统的标幺值为0.25.主变压器为SCOTT 接线。 第2章 设计方案分析和确定 2.1 方案主接线的拟定 按110 kV 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
1 题目 某牵引变电所甲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，三相V,v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。 牵引变电所供电臂端子平均电流有效电流短路电流穿越电流 长度 A A A A km 21.9 β 238 318 917 206 丙24.7 α 184 266 1052 217 2 题目分析及解决方案框架确定 三相V,v结线牵引变电所中装设两台三相V,v结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。设计过程中，求解变压器的容量来选取变压器的型号。110kV侧主接线时采用单母线分段接线。馈线断路器50%备用接线。 3设计过程 3.1 牵引变电所110kV侧主接线设计 依据该牵引变电所负荷等级，要求两路电源进线，因有系统功率穿越，属通过式变电所，110kV侧采用图1所示的单母线分段接线[1]。 图1单母线分段接线
3.2 牵引变电所馈线侧主接线设计 馈线断路器50%备用的接线:馈线断路器50%备用的接线如图2所示。此种接线用于单线区段、牵引母线同相的场合和复线区段。这种接线每两条馈线设一台备用断路器，通过隔离开关的转换，备用断路器可代替其中任一台断路器工作。牵引母线用两台隔离开关分段是为了便于两段母线轮流检修[2]。 A 相母线 B 相母线 左臂上行左臂下行右臂上行右臂下行 图2 馈线断路器50%备用 3.3 三相V ,v 直接供电方式变压器接线 图3 三相V,v 变压器直接供电方式接线 3.4 牵引变压器容量计算 (1) 三相V,v 接线牵引变压器绕组的有效电流 VX1X1I I =318A
110k v变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0摘要....................................................................第一章电网继电保护的配置...............................................21.1电网继电保护的作用..................................................21.2电网继电保护的配置和原理............................................21.335kV线路保护配置原则................................................3第二章3继电保护整定计算.................................................2.1继电保护整定计算的与基本任务及步骤..................................32.2继电保护整定计算的研究与发展状况....................................4第三章线路保护整定计算.................................................53.1设计的原始材料分析...................................................53.2参数计