某中心牵引变电所电气系统设计_毕业设计

优秀论文审核通过未经允许切勿外传毕业设计（论文）题目：110KV牵引变电所一次系统电气设备的设计学科专业：电气化铁道技术班级：电气化3122姓名：党王胜指导老师：吕岚起止日期：目录1 引言 (2)2 牵引供电系统 (4)2.1牵引供电系统简介 (4)2.2 牵引变电所 (4)2.3接触网 (4)2.4牵引变电所设计步骤 (5)2.5影响牵引变电所设计的因素 (5)3 牵引变压器及其接线 (6)4 短路计算 (7)4.1三相对称短路电流的分析计算 (7)4.2短路的原因 (8)4.3短路的危害及防范措施 (8)4.4短路计算的目的及假设条件 (8)5 短路电流的危害及措施 (12)6 高压电气设备选择及校验 (14)6.1 母线的选择和校验 (14)6.2 高压电气设备选择的原则 (17)6.3 高压断路器的选择和校验 (19)6.4 隔离开关的选择和校验 (20)6.5 高压熔断器的选择和校验 (22)6.6 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (22)6.7电流互感器的校验 (25)6.8 电压互感器的校验 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 引言采用电力机车为主要牵引动力的铁路称为电气化铁路，1879年5月31日在德国柏林举办的世界贸易博览会上，由西门子和哈尔斯克公司展出了第一条电气化铁路迄今已有120多年的历史。

低能耗、高效率、高速度的电力牵引已成为世界各国铁路发展趋势，是铁路现代化的额标志。

20世纪60年代，世界第一条高速电气化铁路------东京到大阪的新干线在日本建成，拉开了高速电气化铁道建设的新篇章。

随着电气化铁路的迅猛发展，我国在1961年8月15日第一条电气化铁路宝成线，即宝鸡------凤州段正式通车，从此揭开了中国电气化铁路建设的序幕。

从第一条电气化铁路运营到现在的40多年里，特别是改革开放以来，中国的电气化铁道得到了迅猛的发展。

到2006年7月1日既有京沪线化改造完成为止，电气化铁路已突破2.1万Km，居亚洲第一，世界第二。

牵引变电所G电气主接线的设计课程设计牵引供电课程设计报告书题 目牵引变电所G 电气主接线的设计 院/系(部)电气工程系 班 级学 号姓 名 指导教师 完成时间 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2010级牵引供电课程设计摘要牵引供电系统是电气化铁路的核心部分。

本次设计的课题是牵引变电所G电气主接线的设计，其设计的意义在于为电气化铁路设计合理实用的牵引供电技术，主要任务是牵引变电所主接线设计、选择牵引变压器、断路器、隔离开关和电压、电流互感器等，进而确定电气主接线。

在认真分析题目的基础上，按照一定的顺序进行设计。

首先，分析比较几种牵引变压器的接线形式，根据要求选出了一种最佳的接线形式，即YN，d11接线形式。

然后，根据给定的数据并考虑一定的裕量来计算牵引变压器的安装容量。

最后，计算高压和低压母线的短路电流，通过短路电流来选择相应的一次设备并进行校验，最终基本完成了牵引变电所电气主接线，实现了牵引供电系统的基本要求。

关键字：牵引变压器一次设备目录第1章设计目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 任务要求 (1)1.3 设计的依据 (1)1.4 任务分析 (3)第2章主接线方案的设计 (3)2.1 牵引变电所110kV侧主接线 (4)2.1.1 主接线的确定 (6)2.1.2 牵引变电所的倒闸操作 (6)2.2 牵引27.5kV侧电气主接线 (7)2.2.1 电气主接线特点 (7)2.2.2 27.5kV侧馈线接线方式 (7)2.2.3 27.5kV侧母线接线方式 (9)第3章牵引变压器选择 (9)3.1 牵引变压器的备用方式 (9)3.2 牵引变压器的接线型式 (9)3.3 牵引变压器容量计算 (9)第4章短路计算 (11)4.1 短路计算的目的 (11)4.2 短路点选取 (11)4.3 短路电流计算 (12)第5章电气设备选择 (15)5.1 断路器的选择 (15)5.1.1 高压侧断路器选择 (16)5.1.2 低压侧断路器选择 (16)5.1.3 高压侧户内断路器选择 (17)5.1.4 低压侧户内断路器选择 (18)5.2 隔离开关的选择 (18)5.3 电流互感器的选择与校验 (20)5.4 导线的选择 (21)5.5 27.5kV侧母线的选择和校验 (22)第6章继电保护 (23)6.1 导线继电保护配置 (24)6.2 主变压器继电保护装置配置 (24)第7章并联无功补偿 (24)7.1 并联电容补偿的作用 (25)7.2 并联电容补偿计算 (25)第8章防雷 (27)8.1 雷电过电压的基本形式 (27)8.2 防雷措施 (27)8.3 防雷设施 (27)第9章结论 (27)第1章设计目的和任务要求1.1 设计目的本次的课题是牵引变电所G电气主接线的设计，目的是为了将所学习的知识更好地应用于实践之中。

题目：望布牵引变电所电气主接线设计专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导教师：学习中心：毕业设计任务书题目望布牵引变电所电气主接线设计题目类型：工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求（1）本设计主要任务：牵引变电所总体分析、负荷分析计算与主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择计算与校验、母线的校验计算等。

（2）基本要求：电气主接线设计应满足的基本要求：牵引供电方式采用带回流线的直接供电方式；电力牵引为一级负荷，牵引变电所应由两路独立电源供电，两路电源互为热备用，电源电压等级采用110kV；牵引变压器检修备用方式为固定备用；牵引变电所分布按照远期需要布置，在保证供电质量的前提下，牵引变电所尽量设在车站所在地或交通方便处；牵引变电所主变压器容量按交付运营后第5年的需要选取，除端头牵引变电所主变压器采用单相牵引变压器外，其余各所主变压器采用三相V/V结线变压器；牵引变电所设置并联电容补偿装置，以保证110kV侧月平均功率因数达到0.9以上。

二、应完成的硬件或软件实验1、110KV主接线设计，近期2回，远期2回。

根据分析及6~220KV高压配电装置的基本接线及适用范围可知，110KV电压级应选用单母线分段接线形式的电气主接线。

2、35KV电压级，近期4回，远期2回，出现回路数较多，可采用单母分段或双母线接线，两者比较见110KV比较；本设计采用单母分段。

3、10KV电压级，近期9回，远期2回，10KV采用全室内配电装置，加装小车式开关，可不设旁母；单母分段与双母比较见110KV；本次设计最终采用单母分段。

三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文及设计图纸四、指导教师提供的设计资料1．谭秀炳《交流电气化铁道牵引供电系统》2. 谭秀炳刘向阳《交流电气化铁道牵引供电系统》3．冯金柱《电气化铁路基本知识》4. 吉鹏霄《接触网》五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1、主变压器安装容量 2×(25+25) MVA。

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。

牵引变电所设计毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 选题意义 (1)1.2我国城市轨道交通系统的构成、特点及发展概况 (2)1.2.1 我国城市轨道交通系统的构成 (2)1.2.2 我国城市轨道交通系统的特点 (2)1.2.3 我国城市轨道交通系统的发展概况 (3)1.3成都地铁发展现状 (4)1.4成都地铁1号线工程概况 (5)第2章牵引变电所电气主接线设计 (7)2.1电气主接线的基本要求和设计原则 (7)2.1.1 设计要求 (7)2.1.2 设计原则 (7)2.1.3 设计程序 (8)2.2电气主接线的基本型式及其特点 (9)2.2.1 单母线接线 (9)2.2.2 双母线接线 (10)2.2.3 桥型接线 (11)2.2.4 多角形接线 (12)2.2.5 单元接线 (12)2.3人民北路站牵引变电所电气主接线设计 (13)2.3.1 电气主接线的基本要求 (13)2.3.2 电气主接线的具体设计 (13)第3章牵引变电所二次接线设计 (18)3.1二次接线设计概述 (18)3.1.1 二次接线功能与分类 (18)3.1.2 二次接线图简介 (18)3.1.3 归总式原理接线图 (19)3.1.4 展开式原理接线图 (19)3.1.5 安装接线图 (20)3.2继电保护系统设计 (20)3.2.1 继电保护的构成及分类 (20)3.2.2 对继电保护装置的基本要求 (21)3.2.3 本所设置的保护 (22)3.2.4 保护的作用原理与功能实现 (23)3.3电力监控系统设计 (26)3.3.1 电力监控系统设计概述 (26)3.3.2 电力监控系统设计原则和标准 (27)3.3.3 电力监控系统主要构成 (28)3.3.4 电力监控系统设备配置 (28)3.3.5 本所电力监控主要内容 (29)3.3.6 电力监控系统功能实现 (30)第4章牵引变电所主要电气设备选型 (31)4.1电气设备选型概述 (31)4.1.1 正常运行条件选择电气设备 (31)4.1.2 短路条件校验电气设备的热稳定和动稳定 (33)4.2电气设备选型原则 (34)4.2.1 母线及电力电缆的选择 (34)4.2.2 动力变压器和整流机组的选择 (35)4.2.3 断路器及隔离开关的选择 (37)4.2.4 熔断器和负荷开关的选择 (38)4.2.5 电压互感器和电流互感器的选择 (40)4.3电气设备选用目录 (43)第5章牵引变电所平面设计 (46)5.1牵引变电所平面设计概述 (46)5.2本站牵引降压混合所的总体布置 (46)5.2.1 地下式车站 (47)5.2.2 高架式车站 (47)5.3本站牵引降压混合所的平面布置 (47)5.3.1 总体平面布置 (47)5.3.2 设备平面布置 (48)总结 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)附录1：电气主接线图 (53)附录2：继电保护配置图 (54)附录3：设备平面布置图 (56)第1章绪论1.1选题背景及意义1.1.1选题背景随着我国城市化进程的加快，城市人口和机动车数量急剧膨胀，城市交通问题日趋严重，直接制约了城市经济的可持续发展，严重影响了人们的生产生活。

西南交通大学本科毕业设计（论文）成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计THE TRACTION SUBSTATION DESIGN OF THE PEOPLE’S NORTH ROAD STATION OFCHENGDU METRO LINE 1年级: 2009级学号: 20098123姓名: 周泓君专业: 电气工程及其自动化指导老师: 陈丽华2013 年 6 月院系电气工程系专业城市轨道交通供电年级 2009级姓名周泓君题目成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章)成绩答辩委员会主任 (签章)年月日毕业设计（论文）任务书班级 09城轨供电1班学生姓名周泓君学号 20098123 发题日期：2013年 2 月25 日完成日期：2013年 6 月13 日题目成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计1、本论文的目的、意义随着城市交通需求量的急剧增加，城市交通问题日趋严重，对城市发展及环境造成了直接的影响。

为了解决这个问题，发展经济环保的城市轨道交通已成为大城市交通发展的趋势。

我国在1965年北京第一条地铁开始建设以来，城市轨道交通发展已有40多年的历史。

目前，我国已有10个城市的轨道交通系统系统建成并运营，另外还有多个城市已获得建设立项，而更多的城市正在紧张的筹备申报中。

2010~2015年间，我国规划建设的城市轨道交通项目总里程达1700KM，总投资在1万亿元以上。

可以预见，在未来的30年中，我国的城市轨道交通系统将会得到持续、快速的发展。

牵引变电所作为城市轨道交通电力牵引系统的一个重要组成部分，不仅为城市轨道电动列车提供牵引用电，还为城市轨道交通运营服务的其它设施提供电能，是供电系统、继电保护、监控、供变电工程、电力电子、计算机检测与控制等多门学科知识的融合。

学生通过该设计，可以实现对上述各门课程知识的综合应用。

2、学生应完成的任务（1）了解我国城市轨道交通系统的构成、特点及发展概况；（2）完成给定牵引变电所电气主接线、保护、监控等部分的设计及设备选型；（3）完成各部分图纸的绘制。

毕业设计通过式牵引变电所电气设计The Electrical Design of the Through TypeTraction Substation毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要自20世纪80年代以来，我国的电气化铁道有了很大的发展。

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。

主接线是变电所的重要组成部分，是进行变电所的设计、施工和运营管理的重要依据。

在本次课程设计中，我们用所学知识设计出符合任务要求的牵引变电所结构和接线方式。

通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同时对选择了负荷侧的接线方式。

并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。

再通过短路电流计算选择了变压器两侧断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线和避雷器等电气设备的型号。

同时介绍了在变压器霍西安路发生故障时运行方式的切换方法。

从而，完成了本次课程设计。

关键词：牵引变电所变压器主接线AbstractTraction substation is an important component of the Electrified railway, it has a direct impact on the Electrified railway, used as intermediate links to connect power plants and users. it plays an important role in the transformation and distribution of Electrified railway. Electrical wiring is the main link of the main substation, also, the main electrical wiring directly is related to the development of the entire electrical substation, equipment selection, distribution equipment layout, protection devices and automatic identification, so it is the decisive factors of electrical investment. This thesis introduces the structure and connection modes of single-phase traction substation. Firstly, it selects the type and capacity of main transformer through the calculation of load, meanwhile, it presents the connection mode of the main transformer in detail, and maps out main connection with AutoCAD. Calculating short-current is the key of this thesis, and breakers, isolating switch, voltage transformer, current transformer, bus, arrester are selected according to the results of calculation. At the same time, some electrical devices are introduced. At last, the reformation of Course design is completed.By checking various results of the calculation, the design of this thesis is reasonable and feasible.Keywords: Traction Substation Transformer Main connection目录第1章概述 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2电气化铁路的国内外现状 (1)论文研究的内容 (2)第2章主接线的设计 (3)牵引变电所主结线的概述 (3)电气主接线基本要求 (3)高压侧电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 (4)高压侧主接线的基本方式 (4)牵引变电所高压侧主接线的选择 (6)牵引变电所馈线侧主接线设计 (7)牵引变电所馈线侧的几种接线形式 (7)牵引变电所馈线侧接线的选择 (8)第3章牵引变电所变压器的选择 (11)牵引变压器的接线形式及选择 (11)牵引变电所的备用方式及选择 (13)牵引变压器容量的计算 (14)计算容量 (14)校核容量 (14)安装容量和台数 (14)第4章牵引变电所的短路计算 (15)短路计算的目的 (15)短路点的选取 (15)短路计算 (15)第5章高压设备的选择 (18)备选择原则 (18)母线的选择 (18)110kV侧进线的选择 (18)侧母线的选择 (20)绝缘子和穿墙套管的选取 (21)110kV侧支柱绝缘子的选取 (21)kV侧支柱绝缘子选取 (22)侧穿墙套管选择 (22)高压断路器的选取 (22)110kV侧断路器选取 (23)27.5 kV侧断路器选取 (23)高压熔断器的选取及校验 (24)隔离开关的选取及校验 (24)110kV侧隔离开关选取 (24)侧户外隔离开关选取 (25)侧户内隔离开关选取 (25)电流互感器的选取 (27)110kV侧电流互感器的选取 (27)侧电流互感器的选取 (28)第6章继电保护 (30)继电保护的任务和要求 (30)继电保护的任务 (30)继电保护基本要求 (30)电力变压器继电保护的选择 (30)第7章防雷保护和接地装置 (33)避雷装置的选取 (33)接地装置的选择 (34)第8章结论与展望 (36)结论 (36)展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录A外文翻译 (39)附录B主接线图 (39)第1章概述1.1 课题研究的目的意义交通运输是是国民经济的基础产业，铁路运输在我国五大交通运输体系（铁路、公里、航空、水运和管道）占据主要地位。

毕业设计论文牵引机的电气传动系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

牵引变电所电⽓主接线设计毕业设计（论⽂）⽬录摘要 ································································································· .I第1章设计的原始资料. ·······················错误！未定义书签。

1.1 题⽬ ······································································································错误！未定义书签。

各专业全套优秀毕业设计图纸石家庄铁道大学四方学院集中实践报告书课题名称 中间牵引变电所电气主接线的设计姓 名 学 号 20117280 系、 部 电气工程系 专业班级 方1110-6指导教师2015年1月5日※※※※※※※※※ ※※※※※※2011级牵引供电课程设计一、设计任务及要求：设计任务：中间牵引变电所电气主接线的设计。

设计要求：确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析主变压器货110KV线路故障时运行方式的转换；确定牵引变压器的容量、台数及接线方式；确定牵引负荷侧电气主接线的形式；对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择；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；用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。

二、指导教师评语：三、成绩指导教师签名：年月日中间牵引变电所电气主接线的设计目录1.设计目的及依据 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计基本要求 (1)1.3设计依据 (1)2.设计思路 (2)3.牵引变压器的选择和容量计算 (2)3.1变压器计算容量计算 (2)3.2变压器校核容量计算 (2)3.3变压器安装容量计算和选择 (3)4.主接线设计 (3)4.1牵引变电所高压侧主接线 (3)4.2牵引变电所低压侧主接线 (3)5.短路计算………………..………………..…….……..…....…………………..…………错误！未定义书签。

5.1短路计算的目的 (4)5.2短路计算 (4)6.电气设备选择 (6)6.1 110KV侧进线的选择 (6)6.2高压断路器的选择 (7)6.2.1 110kV侧断路器选择 (7)6.2.2 27.5kV侧断路器选择 (8)6.3隔离开关的选取 (8)6.3.1 110kV侧隔离开关选择 (8)6.3.2 27.5kV侧隔离开关选择 (9)6.4互感器的选取 (9)6.4.1 110kV侧电流互感器选择 (9)6.4.2 27.5kV侧电流互感器选择 (10)7.并联无功补偿….…….………………………..….….….…….….…….....….…………错误！未定义书签。