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第9章变电所的防雷保护与接地装置的设计
第10章变电所的防雷保护与公共接地装置的设计
10.1 变电所的防雷保护
由设计任务书中气象资料得知，化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区，但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大，因此必须对雷电过电压加以防护。
10.1.1 直击雷防护
根据GB50057-1994有关规定，在总降压变电所和车间变电所Ⅲ（其所供
负荷为核心负荷，且靠近办公区和生活区，考虑防雷保护）屋顶可装设避
雷带，避雷带采用直径8mm的圆钢敷设，并经两根引下线(直径8mm)与变
电所公共接地装置相连，引下线应沿建筑物外墙敷设。
10.1.2 雷电波入侵的防护
1.35kV架空线路上，在距总降压变电所1km的范围内，可架设避雷线。
2.在35kV电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用25mm×4mm镀锌扁钢，下边与公共接地装置焊接相连，上面与避雷器接地端螺栓相连。
3.在35kV总降压变电所主变压器的高压侧，装设JYN1-35-102型高压开关柜，其中配有FZ-35型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电
波入侵对主变压器造成的危害。
4.在10kV车间变电所的高压配电室的母线上，装设GG-1A(F)-54型高压开关柜，其中配有FS-10型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电
波入侵对主变压器造成的危害。
10.2 变电所公共接地装置的设计
10.2.1.接地电阻的要求
根据GB50057-1994规定，对于1kV以上的小接地电流系统，公共接地装置的接地电阻应满足以下条件:
250?RR?10?且EE I E I的计算可根据下列经验公式计算:
式中E U(l?35l)cabNoh?I E350UUl侧有电联系的架空线路为与为电网的额定电压，单位kV式中，；NNoh lU侧有电联系的电缆线路长度，单位为km
为与。km长度，单位为；Ncab1.总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算: U(l?35l)35kV?(19km?0)cabohN A9?I.??1E350350.. .
250V?6R?131.?E1.9A因此总降压变电所公共接地装置的接地电阻可选
为。??10R E 2. 车间变电所I公共接地装置的接地电阻计算:
U(l?35l)10kV?(0?35?0.45km)cabohN AI?.58??1
E350350250V?.23?158R?E1.58A因此车间变电所I公共接地装置的接地电阻可选为??10R E10.2.2. 接地装置的设计
1.总降压变电所接地装置的设计
①现初步考虑采用直径50mm、长2.5m的镀锌钢管接地体，围绕变电所建筑四周，距变电所墙角2～3m，垂直打入地下，管间距5m，管顶距离地面0.6m，管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接。
②根据设计任务书中给定的地质水文资料，经查相关资料得砂质粘土土?，则单根钢管的接地电阻质的电阻率为m100????/l?100??m/2.R?5m?40?E)(1l为钢管接地体
的长度，单位为m。式中，
③确定接地钢管数和最终接地方案
R/R?40?/10??4?，考虑到管子之间的电流屏蔽效应，初根据
EE)(1n?6a/l?5m/2.5m?2和的钢管作接地体。以长6选根直径50mm、2.5m??71.?0为多根m为钢管的管间距，单位为）查有关资料可得（（a EE接地体并联时的利用系数）。利用逐步渐进法求得
R40?)1E(6???n?0R.71?10?EE因此可选择6根直径50mm、长2.5m
的镀锌钢管作接地体，用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接，环形布置。
2. 车间变电所II接地装置的设计
R?10?，因此其接地装由于车间变电所I公共接地装置的接地电阻为E置可按总降
压变电所配置，也可选择6根直径50mm、长2.5m的镀锌钢管作接地体，用40mm ×4mm的镀锌扁钢焊接，环形布置。
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牵引供电事故案例分析与预防
一、人身伤亡事故 人身伤亡事故分类 人身伤亡事故可以分为三种类型 ?人身触电伤亡事故 ?人身高坠伤亡事故 ?人身其他伤亡事故
人身触电事故 ?人身触电事故居于牵引供电各类人身事故首位。 牵引供电工作人员在设备运行、检修和事故处理中，要与停电或带电的高压设备打交道，稍有不慎，就会造成人身触电（停电作业时触及有电部位，带电作业时触及接地设备或与带电作业非等位的其他设备）伤害。人身触电事故还可能发生群体伤害，对牵引供电工作人员生命威胁极大。 ?如何防止人身触电事故的发生，做到杜绝漏洞，有效预防，特别是发生事故后，及时、正确地对触电者进行急救，将事故压缩到最小程度。
人身触电事故的原因 （1）误登有电设备。 变电所非全所停电作业或全所停电作业，但110kV母线 或110kV进线隔离开关有电，或接触网分相、分段、四跨及复线区段在车站之一线停电作业时，因工作票存在漏洞，或监护不到位等原因导致作业人员由无电区进入有电区。 （2）停电不彻底，作业区内仍有带电设备。 变电所两个系统或几个设备、接触网分相、四跨两端重合停电或接触网垂直停电，先停了部分设备或之一供电臂，未达到重合停电或垂直停电或两个系统或几个设备同时停电作业条件而开始进行的停电作业，又省略了验电接地程序或作业与验电接地同步进行导致人身触电伤亡事故。
人身触电事故的原因 （3）误送电、误停电。 误送电、误停电一般容易发生在分局电调端。 ①送错供电臂。应送甲供电臂而由于调度人员责任心不 强，违章操作或其他值班调度员代为消令，写错消令栏位置而误送为乙供电臂。误送电对作业组群体安全威胁极大。在非远动变电所、开闭所、分区所或虽远动但因故打向当地控制位后，值班员违章操作也容易发生误送电。 ②误或接触网操作人拉错四跨、隔离开关将电停错。电调命令发布正确，上述三所值班人员或接触网操作人由于责任心不强，也同样存在着误停问题。
毕业设计任务书 图1 牵引供电系统示意图 中对每个牵引变电所而言，220kV线路为一主一备。待建牵引变电所为牵引变电所220kV地区变电所供电，供电容量为2000MVA。图1中 15km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km，平均零序电抗
毕业设计开题报告
摘要 随着现代经济与科技的迅猛发展，电力机车已成为人们出行必不可少的工具之一，而牵引变电所是将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引的电能的场所。因
此需要加强牵引变电所的建设。 本次设计主要是针对中心牵引变电所进行电气系统设计。通过负荷计算确定牵引变压器的容量、型式及台数。按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线图。对短路电流进行计算，包括高压侧输电线的短路和变压器低压侧的短路。根据短路计算结果对主要的一次设备进行选择并校验。对牵引变压器和馈线配置继电保护，分析牵引变电所电压损失和电能损失以及补偿方法，对牵引变电所进行防雷与接地设计。 本次设计的电气主接线高压侧采用单母线分段接线的形式，牵引变压器采用单相Vv接线并联运行。采用了并联电容器的方法减小负序电流。运用Auto CAD绘制出了电气主接线图。 关键词：主接线变压器Vv接线保护短路计算 Abstract With the development of modern economy and technology,the electric locomotive has become one of the indispensable tools for people to travel. Traction substation is a place where make the power from power supply system into another power for electric traction. The design is mainly for the center traction substation electrical system. Determine the capacity, the type and number of units of traction transformers through by load calculated. Identify the main electrical wiring diagram according to the supply, fed
第一章牵引变电一次设备 一、概述 1、什么叫牵引供电系统?牵引供电系统由哪几部分组成? 2、牵引供电系统的供电方式有哪几种? 3、什么叫牵引网? 4、牵引变电所的作用是什么? 5、牵引变电一次设备包括什么? 6、牵引变电所有哪几个电压等级? 7、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种? 8、牵引变电所一次接线方式有哪几种? 9、各级电压的配电装置相别排列是如何规定的? 二、变压器 10、牵引变压器的作用是什么? 11、变压器的工作原理是怎样的? 12、牵引变压器由哪些主要部件组成?各部件的作用是什么? 13、什么是变压器的额定容量(Pe)、额定电压(Ue)、额定电流(Ie)、变比k ? 14、变压器并列运行的条件是什么?当不符合并列条件时会引起什么后果? 15、巡视变压器时，除一般项目和要求外，还应有哪些内容? 16、主变压器有哪些特殊检查项目? 17、新安装或大修后的主变压器投运前应进行哪些检查? 18、出现哪些情况，可不向调度汇报，先将主变压器立即切除? 19、哪些故障可能使变压器重瓦斯保护动作? 20、哪些故障的出现可能导致主变压器差动保护动作? 22、主变压器轻瓦斯保护动作有哪些原因? 23、主变压器过热保护动作有哪些原因? 24、主变压器温度计所指温度是变压器什么部位的温度，多少度时 发出“主变过热”信号?冷却风扇启动、停止各在多少度? 25、变压器声音不正常可能是什么原因? 26、运行中的变压器补油应注意哪些事项? 27、自用变压器高压侧熔断器熔断有哪些原因? 28、自用变压器低压侧熔断器熔断有哪些原因? 29、DWJ无载分接开关的结构及工作原理是什么? 30、怎样调节变压器的无载分接开关？ 31、全密封隔膜式储油柜有何优点？ 32、隔膜储油柜式变压器发生假油面的原因及处理方法是什么？ 33、磁针式油位表有何优点？
齐鲁工业大学 毕业设计 题目：牵引变电所接地防雷系统的设计 系别: 专业： 班级： 学生姓名： 指导教师: 完成日期：
摘要 牵引变电所是铁路供电系统的枢纽，它担负着电网供电的重要任务。雷电具有很强的危害性，因此应该重视牵引变电所的雷电的防护。 综合运用高电压技术、电力系统过电压、接地系统及供防雷接地的设计方法，对110kV牵引变电所进行防雷接地设计.引变电所雷击的配电技术等相关的专业知识，采用理论和实践相结合的方法，研究牵,基于常用的形式及防雷接地的几种措施，研究接地装置的类型和降阻方式 关键词雷电放电防雷保护装置防雷接地装置牵引变电所
目录 1绪论.............................................. 错误!未指定书签。2雷................................................ 错误!未指定书签。 2。1雷电........................................ 错误!未指定书签。 2。1。1雷电的发生机理....................... 错误!未指定书签。 2.1。2雷电放电.............................. 错误!未指定书签。 2。1.3雷电放电的过程........................ 错误!未指定书签。 2.1。4雷电放电的基本形式.................... 错误!未指定书签。 2.1.5雷电放电的选择性....................... 错误!未指定书签。 2.1.6我国雷电活动分布的规律................. 错误!未指定书签。 2.1.7雷电的危害............................. 错误!未指定书签。 2.1.8雷电的防护措施......................... 错误!未指定书签。 2.2雷电参数..................................... 错误!未指定书签。
黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文） 题目：牵引变电所常见故障判断及处理方案指导教师：郭婺 专业电气自动化 班级0936班 姓名张彦庆 2011年 05 月 10 日
目录 引言................................................................ - 2 -一牵引变电所基本概念................................................. - 2 - (一)牵引变电所概述 (2) (二)牵引变电所主要电气元件 (3) (三)牵引变电所供变电系统 (5) (四)牵引变电所 (5) 二互感器的常见故障与分析............................................ - 11 - (一)互感器的作用 (11) (二)互感器分类 (11) (三)电流互感器常见故障分析处理 (12) (四)电压互感器常见故障分析处理 (12) (五)电压互感器故障案例分析- 12 - 三断路器常见故障分析................................................ - 19 - (一)断路器工作原理 (19) (二)短路器的分类 (20) (三)真空断路器的故障分析及设备管理 (20) (四)断路器跳闸拒动的原因及防止措施 (24) 四牵引变电所运行与检修重要规程与规则................................ - 24 -总结.. (33) 致谢 (33) 参考文献 (33)
摘要 电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。 牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。 牵引变电所(包括分区亭、开闭所，AT所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分：一次接线(主接线)和二次接线。 主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。 二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制，监察、测量以及实现继电保护与运动化等。二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用。 主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出线的要求确定的，其基本主接线型式有：单母线分段接线、劳旁路母线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双T式(即分支式)接线等。 关键词：电气设备故障电力系统分析诊断
牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计 目录 1 绪论 (2) 2 雷 (1) 2.1 雷电 (1) 2.1.1 雷电的发生机理 (1) 2.1.2雷电放电 (1) 2.1.3雷电放电的过程 (3) 2.1.4雷电放电的基本形式 (5) 2.1.5雷电放电的选择性 (6) 2.1.6我国雷电活动分布的规律 (7) 2.1.7雷电的危害 (7) 2.1.8雷电的防护措施 (9) 2.2雷电参数 (14) 2.2.1雷电放电的计数模型及等值电路 (14) 2.2.2雷电流 (16) 3 防雷保护装置 (20) 3.1避雷针 (20) 3.1.1避雷针保护原理及组成 (20) 3.1.2避雷针的保护围 (21) 3.2避雷线 (23)
3.2.1避雷线保护围 (23) 3.3变配电所装设避雷针和避雷线的有关规定 (25) 3.3.1避雷针的有关规定 (25) 3.3.2避雷线的有关规定 (26) 3.4避雷器 (26) 3.4.１避雷器的保护原理及要求 (26) 3.4.2避雷器的伏秒特性 (27) 3.4.3避雷器的分类 (27) 4 防雷接地装置 (32) 4.1接地装置的概述 (32) 4.1.1 接地装置组成 (32) 4.1.2接地电阻和流散电阻 (33) 4.1.3对地电压、接触电压和跨步电压 (34) 4.2接地装置的分类 (34) 4.2.1工作接地 (35) 4.2.2保护接地 (35) 4.2.3 防雷接地（如图4-5所示） (35) 4.3工程实用的接地装置 (36) 4.3.1输电线路的防雷接地 (36) 4.3.2发电厂和变电站的接地 (36) 4.4接地电阻的计算和降阻方法 (37) 4.4.1接地电阻的计算 (37)
目录 第1章牵引变电所设计基础 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 电气主接线设计的基本要求 (1) 1.3 电气主接线的设计依据 (2) 1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3) 第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3) 第3章短路计算 (4) 第4章高压电气设备选择及校验 (5) 4.1 高压电气设备选择的原则 (5) 4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7) 4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11) 4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13) 4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14) 4.2.4 电压互感器 (14) 4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15) 4.2.6 母线的选择和校验 (16) 4.2.7 限流电抗器选择 (16) 4.2.8 避雷器的选择 (17) 后记 (19) 参考资料 (20) 附图 (21)
第1章牵引变电所设计原则及要求 1.1概述 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主结线的基本结线形式有但母线结线，双母线结线，桥形结线和简单分支结线。牵引负荷侧电气结线特点主要有：1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线；2.具有公共备用断路器的结线；3.但母线分段带旁路母线结线。 1.2 电气主接线基本要求 电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求： 1、灵活性 主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式，具体情况如下： ①满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、 灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。 ②满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。 设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。 ③满足接线过渡的灵活性。一般变电站都是分期建设的，从初期接线到最终 接线的形成，中间要经过多次扩建。主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范围最少，停电时间最短，一次、二次设备接线的改动最少，设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。 ④满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故 障部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。
2012年4月内蒙古科技与经济A pril2012 第7期总第257期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.7T o tal N o.257电气化铁路牵引变电所接地电阻分析处理 朱永忠 (中铁六局集团电务工程有限公司,北京 100070) 摘 要:从降低变电所接触网工频接地电阻的几种有效措施,分析了不同情况下采用的降阻手段。 关键词:牵引变电所;接地电阻;电气化铁路 中图分类号:U224.2+5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)07—0095—02 牵引变电所的接地系统是电气设备正常运行、保障人身和设备的安全、防止雷电和静电危害的措施。接地电阻值是衡量接地系统好坏的主要标准之一,接地网形式、土壤结构、土壤电阻率对接地电阻有着显著的影响。短路电流大、土壤电阻率高是造成牵引变电所接地困难的主要原因,国内曾发生过多起由于接地系统未达到要求所导致的事故。在电气化铁道牵引变电所施工中,接地网敷设一般属前期隐蔽工程,一次处理不好会造成很大的经济损失和安全隐患。随着外部电力系统建设的快速发展,短路电流日益增大造成接地电阻要求值越来越小,解决问题的关键是合理确定接地电阻允许值,并在进行接地系统施工前,需对牵引变电所的接地系统进行合理、准确的设计,并切实采取措施,最大限度地减少施工量。 1 土壤参数对接地系统的影响 土壤电阻率是接地工程的一个常用参数,直接影响接地装置接地电阻的大小、接地电流的分布、地网地面电位分布、跨步电势和接触电势。土壤电阻率并不是一个恒定的值,当土壤类型与土壤结构不同,土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量不同,或者温度与湿度发生变化时,土壤的电阻率会发生较大的改变。土壤类型是可以根据主要矿物成分分类,土壤温度发生变化时,其电阻率也发生变化,冻土的电阻率远远高于未冻土;砂石土的电阻率远远高于普通土。土壤电阻率对于接地系统的接地电阻有着显著的影响,得到准确的土壤参数是进行接地系统科学设计的基础。目前,牵引变电所在进行接地系统设计时,多将土壤看成均匀半无限大介质,按照单层土壤结构考虑,利用简化公式进行计算。 2 接地电阻允许值分析 牵引变电所接地电阻应满足设备对电位、接触电势、跨步电势和暂态过电压的要求,其大小应取决于土壤电阻率、入地短路电流和牵引回流的数值。2.1 对地电位的要求 对地电位是电气设备发生接地故障时,接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之间的电位差。当运行中的电气设备发生接地故障时,接地电流将通过接地线和接地体,以半球面形状向地下流散。在距离接地体越近的地方,由于半球面较小故电阻较大,接地电流通过这里的电压降也较大,所以电位就高。在远离接地体的地方,由于半球面大而电阻就小,所以电位就低。 对地电位要求的接地电阻为R≤2000/I,规范规定当I≥4000A时,可采用R≤0.5 。同时设计规范也指出,在高土壤电阻率地区,当牵引变电所的接地装置要求做到规定的接地电阻值在技术上、经济上极不合理时,允许将接地电阻值提高,但不应超过5 ,并在采取绝缘和隔离措施后,满足暂态过电压、跨步电势及接触电势的要求。 2.2 接触电势的要求 当人站在电极附近的地面上用手去接触发生接地故障的电气设备时,手脚之间承受的电位差为接触电势。接地短路电流经接地装置流向大地时,由于不同形状和不同埋深的电极会有不同形式的地表电位分别,最大接触电势出现的位置也不同,但一般都出现在电极附近。 2.3 跨步电势的要求 当接地短路电流流过接地装置时,大地表面形成分布电位,在地面上水平距离为0.8m的两点间的电位差,称为跨步电势。接地短路电流经接地装置流向大地时,由于不同形状和不同埋深的电极会有不同形的地表电位分别,因此最大跨步电势出现的位置也不同,一般也出现在电极附近。 2.4 暂态过电压的要求 在发生短路时,由于接地电位升高使设备受到工频暂态电压反击,可能造成设备击穿或引起避雷器误动,所以应考虑短路电流非周期分量的影响,要求3kV～10kV避雷器不应动作。牵引变电所目前多选用无间隙金属氧化物避雷器,牵引变电所低压侧为27.5kV氧化锌避雷器,设计规范中没有对27.5kV避雷器作出规定。 3 高电阻土壤的接地敷设施工方案 由中铁六局电务工程公司施工的大准铁路点岱沟、窑沟牵引变电所地岩石山上,气候常年干燥干旱,土壤电阻率经常在2500 左右。根据施工调查和前期房建基础开挖发现,所址地下0.5m～1m为坚石地层,若按常规自然接地的施工方法,显然无法达到设计要求。针对具体情况,我们根据已往施工经验,首先高度重视。同时依据现场现状和初测土壤电阻率数据,结合经济节约的原则,及时制订了初步处理方案,主要内容: ? 95 ? 收稿日期:2012-02-18 作者简介:朱永忠(1968-),2011年毕业于北方交通大学,中铁六局集团电务工程有限公司工程师。
牵引供电课程设计报告书 题目中间牵引变电所的电气主接线设计 院/系 电气工程系 (部) 班级 学号 姓名 指导教师 完成时间2013年12月20日
摘要 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。电气主接线是变电所的主要环节，直接关系着整个变电所的电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。 基于上述原因，本文对牵引变电所的结构和接线方式进行了详细的分析和选择。通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同时对主变压器的接线方式进行了研究。通过研究和比较确定了本次设计所采用的主接线方式，并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。短路电流计算是本次设计的关键部分通过计算结果对断路器、隔离开关、电压互感器、母线和避雷器这些电气设备进行了选型及校验。从而，完成了本次课程设计。通过对各种计算结果的校验本文设计得出的结果是合理的、可行的。 关键词：牵引变电所变压器主接线
目录 第1章课程设计目的和任务要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2任务要求及依据 (1) 1.2.1任务要求 (1) 1.2.2依据 (1) 1.3提出解决方案 (2) 第2章方案的比较及选择 (2) 2.1牵引变压器接线形式的比较 (2) 2.2 牵引变压器的选择 (2) 第3章牵引变电所变压器的选择 (3) 3.1牵引变电所的备用方式及选择 (3) 3.2牵引变压器容量的计算 (4) 3.2.1计算容量 (4) 3.2.2校核容量 (4) 3.2.3安装容量和台数 (4) 第4章主接线的设计 (5) 4.1牵引变电所高压侧主接线的选择 (5) 4.2倒闸操作 (5) 4.3牵引变电所馈线侧主接线设计 (6) 第5章牵引变电所的短路计算 (6) 5.1短路点的选取 (6) 5.2短路计算 (6) 第6章高压设备的选取 (9) 6.1110kV侧进线选择 (9) 6.2 27.5KV侧母线的选择 (10) 6.3断路器选取 (10) 6.4隔离开关选取 (11) 6.5电压互感器的选取 (11) 6.6电流互感器的选取 (11) 第7章继电保护 (12) 第8章并联无功补偿 (13)
电气化铁路牵引变电所防雷接地系统及降低接地电阻的方法 研究论述 摘要：近些年，我国的电气化铁路事业发展迅速，铁路牵引变电所的安全运行 尤为重要，其中防雷接地系统是其安全运行的重要组成部分之一；长期以来电气 化铁路遭受雷击的情况时有发生，影响铁路系统的正常运行，造成了严重的经济 损失，研究如何进一步提高电气化铁路的防雷能力显得尤为重要。因此，基于现 有的电气化铁路防雷措施，结合实际的电气化铁路牵引变电所、接触网专业运行 经验，并探讨进一步增强电气化铁路防雷功能及特殊地质条件下如何降低接地电 阻的方法。 关键词：铁路牵引变电；防雷措施；接地电阻降低方法 1、目前电气化铁路牵引变电所的一般防雷接地措施 目前，我国电气化铁路牵引变电所在接地、防雷和过电压方面已形成较为成 熟的一套设计方案和施工标准。接地装置由水平地网与垂直接地极组成复合式地网，水平接地网为网格布置。除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流处装设垂 直接地极外，在接地网周边和水平接地带交叉点设置垂直接地极，与水平接地网 连接，在变电所地下形成类似半球型的三维立体散流接地网。最常见的牵引变电 所架设多个独立避雷针，防护范围完全覆盖整个变电所，有效实现户外设备的雷 电防护。牵引变电所110kV（220kV）进线侧、27.5 kV 进线侧和馈线侧，分区所 和AT所的进线侧和馈线侧，10 kV 所用变压器进线侧都设置避雷器。接触网全线 架设避雷线[1]，防止雷电侵入牵引变电所一次设备。在牵引变电所二次设备方面，牵引变电所交直流系统的进线和母线、室外照明回路、接触网隔离开关的二次控 制回路、综合自动化系统、由交直流屏引入控制系统端子排电缆连接处、控制回 路和信号回路电源端子排连接处、与一次设备存在电缆联系的二次系统端子排连 接处、GPS 天线引入综合自动化系统接口处、与远程通信接口处都设有浪涌保护 器[2]。这些防雷措施目前已较为完善，为电气化铁路设备提供了常规的防雷接地 保护。 牵引变电所防雷接地系统的接地电阻标准为0.5欧姆，由于北方冻土区域和 南方山区的地质特征，土壤电阻率不能满足要求时，一般利用牵引变电所2KM范围内，利用可能存在低土壤电阻率的地区，采用外接地方式与所内地网进行连接，但效果不佳并且成本过高使其经济性降低，有悖于牵引供电系统设备选择的基本 准则 2、增强电气化铁路牵引变电所防雷能力的措施 电气化铁路牵引变电所防雷侵入技术优化方案按以下原则，从接地、屏蔽、 均压和限幅隔离等多方面综合采取措施： （1）防止强雷电流通过一次系统侵入牵引变电所； （2）减少因雷击接触网隔离开关，损坏接触网开关控制装置； （3）防止因强电侵入损坏牵引变电所综合自动化系统，使整所保护失效引起一次设备烧损的次生灾害。 2.1 牵引供电专业设计 进行牵引供电专业设计时，充分结合周边地形地貌和当地气象条件，特别是 历年的雷电活动统计数据，确认该地区雷电活动强度等级，选择合适的地理位置，提高防雷设计标准。 2.2 加强电气化铁路牵引变电所控制室二次设备抗雷电入侵防护能力
引言 牵引变电所供电系统是我们供电专业所学的专业课。此次的毕业设计主要包括牵引变电所供电系统的主电路得设计此次的毕业设计主要包括牵引变电所供电系统的主电路的设计、牵引变压器容量的计算机选择、电容补偿装置的选择、容量计算及校核。 此次设计有以下特点： 一：对于设计中所遇到的一些名词解析的比较详细，力求在掌握的基础上再根据自己所学的知识进行运用。 二：调理清楚，对于各个章节划分较为详细，不至于出现概念混乱。 三：对于设计中所附的图有较深一层的说明，力求做到图与内容的一致，为更简单化理解课程内容做好了铺垫。 四：遇到所计算的例题时，尽量做到精确、合理、有意义，不致例题脱离主题。 此课程的设计会帮助我们对专业知识有更深一步的理解。
1 电气主接线的概述 牵引变电所的电气主接线指的是由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次电气设备，按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所内部的电气主电路。他反应了牵引变电所的基本结构和性能，在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式，是实际运行操作的依据。 1.1对主接线的基本要求 对电气主接线的要求具有：可靠性、灵活性、安全性、经济性，具体如下： ①可靠性：根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性， 力求可靠供电。 ②灵活性：主接线应力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某 些设备或线路的操作方便。 ③安全性：保证在进行一切操作的切换时工作人员和设备的安全，以及能在 安全条件下进行维护检修工作。 ④经济性：应使主接线的初投资与运行费运达到经济合理。 1.2主接线中对电气设备的简介 1.2.1、高压断路器QF：既能切除正常负载，又能排除短路故障。 主要任务：1.在正常情况下开断和关合负载电流，分、合电路； 2.当电力系统发生故障时，切除故障； 3.配合自动重合闸多次关合或开断电路。 1.2.2、负荷开关QL：只具有简单的灭弧装置，其灭弧能力有限，仅能熄灭断 开负荷电流即过负荷电流产生时的电弧，而不能熄灭短路时产生的电流。 特点：在断开后有可见的断开点。 1.2.3隔离开关QS：一把耐高压的刀开关，没有特殊的灭弧装置，一般只用来 隔离电压，不能用来切断或接通负荷电流。 特点：在分闸状态时有明显可见的断口，使运行人员能明确区分电气是否与电网断开。 用途：1.隔离高压电压，将需要检修的部分与带电部分可靠地隔离，形成明显的断点，确保操作人员和电气设备的安全。 2.在断口两端电位接近相等的情况下，倒换母线，改变接线方式。 3.接通或断开小电流电路。
电气化铁路牵引变电所接地网敷设接地问题研究 发表时间：2018-09-12T11:44:15.453Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：张体鑫 [导读] 摘要：文章对电气化铁路建设中关系着整个工程建设以及运营安全的牵引变电所接地网敷设时的接地问题进行研究，从接地设计软件的选择、入地短路电流的计算方面进行介绍，并对免去爱你在进行接地网敷设时的接地问题及其解决措施进行分析，以供参考。 中铁电气化局集团第三工程有限公司 450000 摘要：文章对电气化铁路建设中关系着整个工程建设以及运营安全的牵引变电所接地网敷设时的接地问题进行研究，从接地设计软件的选择、入地短路电流的计算方面进行介绍，并对免去爱你在进行接地网敷设时的接地问题及其解决措施进行分析，以供参考。 关键词：电气化铁路；牵引变电所；接地网；接地 1引言 近年来随着我国经济的快速发展和人们生产以及生活方式的改变，人们的出行以及货物运输需求不断增加，给铁路运输带来较大的压力。近年来我国加大了对铁路工程的建设力度，在建设和运营里程不断增加的同时，电气化铁路也逐渐普及。其中牵引发电所是为电气化铁路提供动力的主要部分，对其接地网进行合理设计对确保电气化铁路稳定和安全运行具有重要作用，其中接地网敷设中的接地问题可能会导致接地点位的增加而损坏接地体，甚至会出现人员伤亡的问题，所以需要对此问题进行研究。 2接地设计软件的选择 在对电气化铁路牵引变电所接地网敷设的接地问题进行研究时，首先就需要对接地设计软件的选择问题进行研究，要确保对接地电阻的设计符合相关规范和保准的要求，并且通过计算和数值算法对接地电阻进行计算和参数的确定。主要的计算公式如下： （2.1） （2.2） （2.3） 以上计算公式在我国进行电气化铁路的牵引变电站工程接地网的设计中起到重要作用，在对接地电阻进行计算之后就需要按照接地网的敷设流程要求进行敷设方案的落实，且避免敷设误差的产生。此外，还可以采用数值算法，即有限元法、矩阵法等对地质条件和复杂的结构接地网进行计算。目前在接地设计中比较常用的接地网设计软件有CDEGS和CYMGRD，后者主要是以有限元法为基础，可以对土壤模型进行计算。 3入地短路电流计算 在进行接地网设计时进行入地短路电流计算时，此电流指的是当系统运行中出现短路或者网络接地设计不当的问题时，需要进行短路电流的调整。但是在对接地网进行设计时，由于会有部分短路电流不经过接地网，所以还需要按照阶段性分流为基础，做好相应的评估工作。但是进行优化设计的前提就是对接地网的接地导体进行合理设计和布置，而且对其造价成本进行控制，并为了确保人身和设备安全，在对电流密度和土壤表面的电位分布情况进行掌握之后，对局势进行优化和调整。在对接地网进行设计时，通常需要调整其间距在5m及以上，并且要满足间距布控导体的相关规定和要求，还要基于对端部以及邻近效应的分析，在进行边角处施工时对地表电位分布情况进行优化和调整。而且在实际的接地网设计和施工中，可以采用人工智能遗传方式并基于此地区地质数据的分析，对接地网进行设计优化。 4变电所接地网敷设接地问题分析 4.1接地装置的材料选择 由于牵引变电所接地网的接地装置需要长时间处于地下环境中，所以需要其具有较高的耐腐蚀性能，此外，还要在长时间的电流作用下满足其性能要求，且在进行材料选择时对其寿命周期进行确定。目前在实际施工中通常采用铜材质的接地装置材料，而且在材料选用之前需要按照接线设计方案对材料性能进行评估，主要是对焊接作业方式进行确定来避免焊接作业影响其性能。通常对于接地装置材料来说，其在使用10年左右才会出现腐蚀问题，而其使用寿命则通常会长达25~30年左右，而且具有较高的机械强度。所以在对其进行施工时，可以采用提前钻孔并将接地装置直接插入孔中的施工方式。 4.2接地网的布置 在对接地网进行布置的过程中，为了满足电气化铁路对于牵引接地装置的设计要求，需要首先进行水平接地的处理，然后在进行内部敷设的过程中应对接地网的布控工作进行优先处理，且对接地网的导体之间的距离进行调整。为了避免在进行接地网布置时由于导体之间的散流现象而引发较为严重的问题，则需要对不同导体之间的强度进行检测和对比，并满足中心部分的设计指标要求，且根据此要求以及电位梯度来进行调整。在接地网布置为了避免出现电位不均匀的问题，还需要对分布和控制的面积大小进行合理分析和设计，且可以在进行间距调整的基础上适当减小边缘间距来避免出现电位分布不均匀的问题。此外由于导体与导体之间本身就存在着一定的屏蔽作用，所以在进行接地网的布置时则不需要再进行垂直接地体的设置，但是需要在接地网布置时对变压器、避雷针等的位置进行合理确定并按照规定进行安装，且通常将二者安装在接地网的外缘位置，以此来保证冲击电流的扩散效果。 4.3降低接地电阻 接地网的接地装置在长时间的运行过程中，容易受到地下水位以及所在区域中的水土环境等因素的影响，而且如果在对其进行敷设的过程中，其敷设环境较为恶劣，所以容易导致其在运行中受到化学腐蚀和电化学腐蚀的危害，所以在进行接地网的敷设时，还需要对土壤的电阻率进行检测和控制。对于敷设区域中的土壤电阻率较高以及面积较小的情况，则需要采取相应的降低接地电阻的措施，通常采取的措施就是适当增加接地体的尺寸、增加接地极的埋设深度、通过人工方式对土壤环境进行改变、通过降阻剂来进行接地电阻的降低等方式，还可以通过采用外引接地体等敷设方式并且根据实际施工情况和工程造价等因素综合选择最终的降低接地电阻的施工方案。 5结语 近年来我国电气化铁路的建设以及运营里程不断增加，其相关的建设以及施工技术也取得了较大的进步，但是在进行牵引变电所接地网的敷设过程中还存在着诸多问题，其中接地问题表现较为突出，需要不仅要做好接地网建设基础的设计工作，按照接地设计以及施工流程进行设计和施工，并满足管控机制和设备的相关要求，从接地装置材料的选择、接地网的布置以及降低电阻率等方面对以上问题进行解
1.电力系统是一个包括发电、输电、变电、配电、用电装置的完整系统。 2.电力系统中的用户，按供电的要求不同分三级：一级（有独立的双回路电源供电）、二级负荷（应保证供电）、三级负荷（一般为一回路电源供电）。 3．电力系统中性点接地运行方式：（变压器：采用YN，d11接线方式） 小电流接地系统：(1)中性点不接地的三相电力系统；（2）中性点经消弧线圈的三相电力系统。大电流接地系统：（1）中性点直接接地的三相系统；(2).中性点经电抗器接地的三相系统 4.供电系统组成部分；高压架空输电线路、牵引变电所（单相牵引变电所、三相牵引变电所、三相-二相牵引变电所）接触网、馈电线、轨道、回流线、分区亭、开闭所、自耦变压器 5.分区亭作用: 1使同一供电分区的上、下接触网并联工作或单独工作。当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；单独工作时，断路器断开。2单边供电的同一供电分区上、下行接触网内发生短路事故时，由牵引变电所中的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围。非事故区段可以正常工作。3当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中与分相绝缘器并联的隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所的供电分区临时越区供电。 6.开闭所:作用1开闭所不进行电压变换，只起扩大馈线回路数的作用，相当于配电所；2将长供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电可靠性；3将保证枢纽站，场装卸作业和接触网分组检修的灵活性，安全性；4降低牵引变电所的复杂程度。 7.去游离过程一般由下述两个过程组成：（1）复合过程，电弧中带不同电荷的质点在运动中互相接触交换多余能量成为中性质点的过程叫复合。（2）扩散过程，电弧中有足够能量的带电质点，克服电场力束缚逸入周围介质中去变为中性点的过程叫扩散。 8.影响去游离过程的因素：（1）与触头间电场的强弱有关；（2）与开端的电流大小有关；（3）与触点间隙的介质种类有关；(4)与气体介质的压力有关；（5）与触头材料有关;(6)与弧柱内外的温度差，离子浓度差有关。 9.在交流电路中，电流大小随时间按正弦规律变化。交流电弧的温度，直径及弧压降也随时间变化，交流电弧的这种特性称为动特性。 10.断路器采用介质灭弧有如下几种类型：（1）油断路器；（2）六氟化硫气体断路器；（3）真空断路器;（4）压缩空气断路器；（5）磁吹断路器；（6）固体自产气断路器。 11.隔离开关的用途及种类：（1）隔离开关的主要用途：（1）隔离开关；（2）隔离开关与断路配合进行闸刀进行倒闸操作；（3）讯断小电流电路；2（1）隔离开关的种类：按安装地点的不同；绝缘支柱的数目不同；闸刀运行方式的不同；断口接地刀数量的不同分类 隔离开关的本体由四部分组成：本体底座、支持绝缘、开端元件、传动装置12.熔断器可分为限流和不限流两类： 熔断器的基本结构：外流。熔件。金属触头及触头座，支持绝缘子及底座。 熔断器的保护特性:同一电源通过不同额定电流的熔件时，额定电流小的熔件先熔断 熔断器的主要优缺点：优点：熔断器结构简单，安装维修方便；缺点：熔断器不能作正常的分、合电路使用。
电气化铁路牵引变电所防雷接地系统及降低接地电阻的方法研究论述张海波 发表时间：2019-09-19T09:29:09.780Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：张海波 [导读] 摘要：近些年，我国的电气化铁路事业发展迅速，铁路牵引变电所的安全运行尤为重要，其中防雷接地系统是其安全运行的重要组成部分之一；长期以来电气化铁路遭受雷击的情况时有发生，影响铁路系统的正常运行，造成了严重的经济损失，研究如何进一步提高电气化铁路的防雷能力显得尤为重要。 （中铁电气化局集团第一工程有限公司北京 100070） 摘要：近些年，我国的电气化铁路事业发展迅速，铁路牵引变电所的安全运行尤为重要，其中防雷接地系统是其安全运行的重要组成部分之一；长期以来电气化铁路遭受雷击的情况时有发生，影响铁路系统的正常运行，造成了严重的经济损失，研究如何进一步提高电气化铁路的防雷能力显得尤为重要。因此，基于现有的电气化铁路防雷措施，结合实际的电气化铁路牵引变电所、接触网专业运行经验，并探讨进一步增强电气化铁路防雷功能及特殊地质条件下如何降低接地电阻的方法。 关键词：铁路牵引变电；防雷措施；接地电阻降低方法 1、目前电气化铁路牵引变电所的一般防雷接地措施 目前，我国电气化铁路牵引变电所在接地、防雷和过电压方面已形成较为成熟的一套设计方案和施工标准。接地装置由水平地网与垂直接地极组成复合式地网，水平接地网为网格布置。除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外，在接地网周边和水平接地带交叉点设置垂直接地极，与水平接地网连接，在变电所地下形成类似半球型的三维立体散流接地网。最常见的牵引变电所架设多个独立避雷针，防护范围完全覆盖整个变电所，有效实现户外设备的雷电防护。牵引变电所110kV(220kV)进线侧、27.5 kV 进线侧和馈线侧，分区所和AT所的进线侧和馈线侧，10 kV 所用变压器进线侧都设置避雷器。接触网全线架设避雷线[1]，防止雷电侵入牵引变电所一次设备。在牵引变电所二次设备方面，牵引变电所交直流系统的进线和母线、室外照明回路、接触网隔离开关的二次控制回路、综合自动化系统、由交直流屏引入控制系统端子排电缆连接处、控制回路和信号回路电源端子排连接处、与一次设备存在电缆联系的二次系统端子排连接处、GPS 天线引入综合自动化系统接口处、与远程通信接口处都设有浪涌保护器[2]。这些防雷措施目前已较为完善，为电气化铁路设备提供了常规的防雷接地保护。 牵引变电所防雷接地系统的接地电阻标准为0.5欧姆，由于北方冻土区域和南方山区的地质特征，土壤电阻率不能满足要求时，一般利用牵引变电所2KM范围内，利用可能存在低土壤电阻率的地区，采用外接地方式与所内地网进行连接，但效果不佳并且成本过高使其经济性降低，有悖于牵引供电系统设备选择的基本准则 2、增强电气化铁路牵引变电所防雷能力的措施 电气化铁路牵引变电所防雷侵入技术优化方案按以下原则，从接地、屏蔽、均压和限幅隔离等多方面综合采取措施： （1）防止强雷电流通过一次系统侵入牵引变电所； （2）减少因雷击接触网隔离开关，损坏接触网开关控制装置； （3）防止因强电侵入损坏牵引变电所综合自动化系统，使整所保护失效引起一次设备烧损的次生灾害。 2.1牵引供电专业设计 进行牵引供电专业设计时，充分结合周边地形地貌和当地气象条件，特别是历年的雷电活动统计数据，确认该地区雷电活动强度等级，选择合适的地理位置，提高防雷设计标准。 2.2加强电气化铁路牵引变电所控制室二次设备抗雷电入侵防护能力 基于现行相关设计标准，需加强电气化铁路牵引变电所控制室二次设备抗雷电入侵防护能力。结合牵引变电所特点和雷电防护分区的原则，对牵引变电所二次回路加装电涌保护器，通过分级泄放，将雷击能量逐步泄放到大地。为监视电涌保护器的工作状态，可根据实际情况配置带有声光报警或遥信报警等辅助功能的电涌保护器。加强所内外电气隔离措施，避免雷电侵入二次系统而出现全所控制保护失效的严重后果。 2.3牵引变电所进线架设避雷线 为限制牵引变电所进线流经过避雷器的雷电流幅值和入侵波的陡度，平均年雷暴日大于40 天的地区，需在牵引变电所进线架设避雷线，实现进线段保护，且避雷线兼作集中接地线。避雷线的架设范围为牵引变电所进线全长，安装在进线铁塔顶。牵引变电所进线的避雷线不得直接和所内配电装置架构相连，避雷线的接地装置应与牵引变电所的主接地网相连。 2.4牵引变电所外馈线安装避雷器和抗雷线圈 牵引变电所馈线侧防雷设备主要有避雷器和抗雷线圈，单独安装其中一个都不能很好的限制雷电过电压，需要两者配合使用才能达到最佳的效果，经试验对比发现在避雷器和牵引变电所设备之前安装抗雷线圈，效果最佳；而且抗雷线圈的电感值越大，对入侵波的限制作用越强，但同时生产成本也越高，建议抗雷线圈取值在0. 5 ～1. 0 mH[3]。 2.5增加接触网隔离开关防护措施或就近引接独立电源 接触网线路隔离开关操作机构箱内电源不直接引自牵引变电所内交流屏，需增加隔离变压器不接地防护措施或就近引接独立电源。 2.6优化牵引变电所外隔离开关控制方式 将隔离开关的控制线缆由电缆改为光缆，光缆加强芯在设备端增加绝缘节[4]，阻断户外隔离开关和户内二次设备的电气联系通道。 3、对于特殊地质条件下降低接地电阻的方法 由于我国北方地区冻土区域较多，随着季节的变化，导致冻土和融土之间的地质特性存在显著差异，对土壤电阻率会产生直接影响，同时也会给大地的散流效果带来一定的影响[5]。在我国南方地区多山地丘陵，雷雨季时间长，易受雷电影响，由于开阔的平地少，部分牵引变电所场坪是削山回填而成，土壤中含有大量乱石，无法保证良好的接地电阻率，针对上述地区的特征提出一些降低接地电阻的方法。 首先，可以充分的利用自然接地的方式。基于建筑物的基础，一般其基础都需要深埋地下，与地面的接触面积较大。与一般的岩石相比，混凝土的吸湿性较好，在湿润状态之下，电阻率会处于极低的状态之下，并且与周围土壤电阻率相比较低。因此可以应用钢筋混凝土和钢骨架钢筋混凝土所造建筑物基础去实现降低建筑物接地电阻的目的。在南方山区可以通过换土降阻方式来实现降低土壤电阻率，在效果不明显的情况下可以使用降阻剂进行降阻。目前降阻剂主要有化学与物理两大类。化学降阻剂的主要成分是由高分子材料和电解质等组