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110KV/27.5KV铁路牵引变电站一次系统设计姓名：专业班级：指导教师：摘要在《中长期铁路网规划》中要求到2020年铁路的复线率和电化率要达到50%。
本文对电气化铁路牵引变电站一次系统的设计作了论述。
依据设计要求和相关的国家标准，对单相结线型、vV/结线型和平衡变压器的比较，最终选择电压不平衡度低的结线平衡变压器作为主变压器。
通过计算上、下行线的供电臂的的有效电流和最大电流来确定变压器的型号和容量。
通过变压器原边和副边的短路电流的计算确定牵引变压器两侧的高压电气设备，最终完成牵引变电站的设计。
最后通过与国家和铁道部的相关标准和规范进行了总结和评价，该牵引变电站一次系统的设计符合设计要求。
关键词：电气化铁路；牵引变压器；平衡变压器；高压电气设备The 110 KV/27.5 KV railroad leads a transformer substation one subsystemdesignAbstract：《Long-term railway network programming 》in request line rate and electricity of the reply of 2020 railroad to turn a rate and attain 50%.This text led transformer substation's design of one subsystem to make treatise to the electrification railroad.According to the design request with related of nation standard, mutually knot a line type and knot the comparison of line type and equilibrium transformer to the list, end choice electric voltage unbalance degree the low knot line equilibrium transformer be a main transformer.Pass a calculation up, bottom line line of power supply arm of of valid electric current and the biggest electric current to make sure the model number and capacity of transformer.The calculation which passes theshort-circuit electric current of the original side of the transformer and vice- side makes sure the high pressure electricity of two sides equipments, the end completion leads the design of transformer substation.Finally passed to carry on summary with related standard and norm of nation and railroad department and evaluate, should lead transformer substation's design of one subsystem to meet a design request.Key word：Electric railway; Tows the transformer; Balanced transformer; High pressure electrical equipment目录摘要 (I)目录 (Ⅲ)第1章前言................................................................................ 错误!未定义书签。
110-27.5kV牵引变电所的设计摘要为了满足铁路发展的需要，铁道部决定将郑州至潼关段陇海线全线扩能改造改造，既有变电所全部扩能增容，有些线段还要新增加牵引变电所。
本文就需要增加的某牵引变电所进行简单设计。
本文根据原始资料与要求选择牵引变电所的电气主接线图；根据要求选择短路点，对牵引变电所进行短路计算，计算出110KV侧及27.5KV侧短路电流与冲击电流、周期分量电流，由短路计算的结果与设计牵引变电所的要求选择牵引变电所的电气设备并对其校验，完成对牵引变电所一次的设计。
对于牵引变电所的二次设备提出保护方案。
关键词：牵引变电所；电气设备选择与校验AbstractIn order to meet the needs of the development of railway ministry, the decision will LongHaiXian section of Zheng Zhou toTong Guan all the super-condensation transformation, all existing substation capacity increment, some new lines will increase traction substation. This requires increased a simple design traction substations.Based on the original material and the requirement of electric traction substations choose the wiring diagram, According to the requirement of traction substation short-circuit point to short-circuit calculation is calculated, and the lateral side of 110 kV and 27.5 kV short-circuit current and current, periodic components, from the current short-circuit calculation result and the design requirement of traction substation traction substations electrical equipment and its calibration of traction substation, a design. The second forward for traction substation protection scheme. Key words: Traction substation; Electrical equipment selection and calibration;第1章牵引变电所设计原始资料1.1 原始资料1、电力系统及牵引变电所分布图图1-1 电力系统及牵引变电所分布：电力系统，火电为主：地方220/110kV区域变电：地方110/35/10kV变电站：铁道牵引变电所——：三相高压架空输电线图中：L1：220kV 双回路 150kM LGJ-300 L2：110kV 双回路 10kM LGJ-120L3：110kV 20kML4：110kV 40kML5：110kV 60kML6：110kV 双回路 20kML7：110kV 30kML8：110kV 50kML9：110kV 60kML10：110kV 60kM未标注导线型号者均为LGJ-185，所有导线单位电抗均为X=0.4Ω/kM牵引变压器容量如下（所有U d%=10.5）：A：2×3.15万kVA B：2×3.15万kVAC：2×3.15万kVA D：2×1.5万kVAE：2×1.5万kVA F：2×1.5万kVA2、电力系统对各牵引变电所的供电方式及运行条件[1] 甲站对A所正常供电时，两回110kV线路中，一回为主供电源，另一回备用。
110KV变电站的设计摘要：随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，农村用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。
设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。
随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。
110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。
本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。
随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。
变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
关键词:变电站、负荷、输电系统、配电系统、高压网络、补偿装置前言随着社会主义市场经济的逐步建立和国民经济的迅速发展，人民的生活水平相应提高，家用电器的增多和工业技术的革新，决定了电力系统在生活与生产中的主导地位。
变电所毕业设计题目:永安南塔110KV变电所设计班级:姓名:组别\座号:指导老师:福建水利电力职业技术学院二0一二年十二月目录摘要 (3)前言 (4)第一章概述1.1设计的概述 (3)1.2电力系统概述 (3)1.3变电所各级电压负荷情况分析 (4)1.4变电所的自然条件 (4)第二章电气主接线的设计2.1电气主接线的设计要求 (5)2.2主变压器的选择原则 (5)2.3主变压器的选择 (7)2.4电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定 (15)2.5变电所电气主接线特点2.6所用变设计第三章短路电流的计算3.1短路电流的计算条件3.2短路电流计算的方法与步骤............................. (16)3.3三相短路电流计算.................... .. (18)3-3 母线电缆及绝缘子............................................. .. (19)第四章电气设备选择4.1断路器和隔离开关的选择 (19)4.2 电流互感器的选择 (19)44.3 电压互感器的选择 (20)4.4高压熔断器的选择 (20)4.5母线的选择与校验.................................................. . (21)4.6.4穿墙套管的选择4.7绝缘子型号和绝缘子串4.8高压开关柜的选择第5章防雷、接地保护计算5.1防雷接地设计 (21)5-2 短路电流计算的方法与步骤 (22)5-3 变电所短路电流计算 (2)摘要：电力工业为现代化生产提供主要动力，电力科学的发展和广泛应用，对我国工农业的迅速发展及人民生活的提高起到了巨大的作用和深远的影响。
通过对理论的学习理解以及实际的工作，我对变电所的原理和设备有了初步的了解。
为了增加自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了110KVKD变电所设计作为自己的毕业课题。
课程设计(论文)题目 110KV变电所一次部分设计学院名称电气工程学院指导教师职称讲课老师班级电力113班学号学生姓名2014年 6月 30日电气工程基础设计任务书一、设计内容要求设计110KV变电所（B所）的电气部分二、原始资料1供设计的变电全部A、B、C三个，各自的地理地点和系统发电机、变压器有关数据如附图1所示。
附图1 各变电所的地理地点2各变电所的10kV低压负荷分别为P a=500kW，P b=300kW，P c=200kW。
3各变电所典型负荷曲线有两种，分别如附图2（a）和附图2（b）所示。
4110kV输电线路l1、l2、l3、l4的长度各不同样，电抗均按Ω/km计。
5每位同学设计的原始数据，除了P a=500kW，P b=300kW，P c=200kW以外，其余数据应依据自己所在班级的序号，在附表1中查找。
附图2 典型日负荷曲线附表1 每位同学设计原始数据查找表序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km1 A (a) 10 10 10 10 17 B (a) 10 10 10 10 33 C (a) 10 10 10 102 A (b) 20 10 10 10 18 B (b) 20 10 10 10 34 C (b) 20 10 10 103 A (a) 10 20 10 10 19 B (a) 10 20 10 10 35 C (a) 10 20 10 104 A (b) 20 20 10 10 20 B (b) 20 20 10 10 36 C (b) 20 20 10 105 A (a) 10 10 20 10 21 B (a) 10 10 20 10 37 C (a) 10 10 20 106 A (b) 20 10 20 10 22 B (b) 20 10 20 10 38 C (b) 20 10 20 107 A (a) 10 20 20 10 23 B (a) 10 20 20 10 39 C (a) 10 20 20 108 A (b) 20 20 20 10 24 B (b) 20 20 20 10 40 C (b) 20 20 20 109 A (a) 10 10 10 20 25 B (a) 10 10 10 20 41 C (a) 10 10 10 2010 A (b) 20 10 10 20 26 B (b) 20 10 10 20 42 C (b) 20 10 10 2011 A (a) 10 20 10 20 27 B (a) 10 20 10 20 43 C (a) 10 20 10 2012 A (b) 20 20 10 20 28 B (b) 20 20 10 20 44 C (b) 20 20 10 2013 A (a) 10 10 20 20 29 B (a) 10 10 20 20 45 C (a) 10 10 20 2014 A (b) 20 10 20 20 30 B (b) 20 10 20 20 46 C (b) 20 10 20 2015 A (a) 10 20 20 20 31 B (a) 10 20 20 20 47 C (a) 10 20 20 20三、设计任务（1）设计本变电所的主变压器台数、容量、形式。
110KV/27.5KV铁路牵引变电站一次系统设计姓名：专业班级：指导教师：摘要在《中长期铁路网规划》中要求到2020年铁路的复线率和电化率要达到50%。
本文对电气化铁路牵引变电站一次系统的设计作了论述。
依据设计要求和相关的国家标准，对单相结线型、vV/结线型和平衡变压器的比较，最终选择电压不平衡度低的结线平衡变压器作为主变压器。
通过计算上、下行线的供电臂的的有效电流和最大电流来确定变压器的型号和容量。
通过变压器原边和副边的短路电流的计算确定牵引变压器两侧的高压电气设备，最终完成牵引变电站的设计。
最后通过与国家和铁道部的相关标准和规范进行了总结和评价，该牵引变电站一次系统的设计符合设计要求。
关键词：电气化铁路；牵引变压器；平衡变压器；高压电气设备The 110 KV/27.5 KV railroad leads a transformer substation one subsystemdesignAbstract：《Long-term railway network programming 》in request line rate and electricity of the reply of 2020 railroad to turn a rate and attain 50%.This text led transformer substation's design of one subsystem to make treatise to the electrification railroad.According to the design request with related of nation standard, mutually knot a line type and knot the comparison of line type and equilibrium transformer to the list, end choice electric voltage unbalance degree the low knot line equilibrium transformer be a main transformer.Pass a calculation up, bottom line line of power supply arm of of valid electric current and the biggest electric current to make sure the model number and capacity of transformer.The calculation which passes the short-circuit electric current of the original side of the transformer and vice- side makes sure the high pressure electricity of two sides equipments, the end completion leads the design of transformer substation.Finally passed to carry on summary with related standard and norm of nation and railroad department and evaluate, should lead transformer substation's design of one subsystem to meet a design request.Key word：Electric railway; Tows the transformer; Balanced transformer; High pressure electrical equipment目录第1章前言进入21世纪以来，中国原有的铁路系统暴露出越来越多的缺点，已经不能满足国民经济的高速发展，为适应全面建设小康社会的目标，铁路网要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。
第1章 雷1.1雷电雷击时的等值电路雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已经充电的垂直导线突然于被击物体接同来比拟，如图1.1（a ）所示。
图中Z 是被击物体于大地（零地位）之间的阻抗，σ是先导放电通道中电荷的线密度，开关S 未闭合之前相当于先导放电阶段。
当先导通道到达地面或与地面目标上发出迎面先导相遇时，主放电即开始，相当于开关S 合上。
此时将有大量的正、负电荷沿先导通道逆向运动，并使其中来自雷云的负电贺中和，如图1.1（b ）所示。
与此同时，主放电电流即雷电流i 流过雷击点A 并通过阻抗Z ，此时A 点电位u 也突然升至u iZ =。
显然，电流i 的数值于先导通道的电荷密度σ及主放电的发展速度v 有关，并且还受阻抗Z 的影响。
因为先导通道的电荷密度很难测定，主放电的发展速度也只能根据观测大体判断，唯一容易侧知的量是主放电以后（相当于S 合上以后）流过阻抗Z 的电流i 。
因此利用雷电放电过程简化成一个数学模型，进而用到彼德逊等值电路[如图1.1(c)、(d)所示]以求得比较统一的分析方法。
图1.1(c)、(d)中Z 为主放电通道的波阻抗。
0u 和0i 则式从雷云向地面传来的行波的电压和电流。
S A ZZ(a)(b)(c)(d)(a)模拟电路 （b ）主放电电路 （c ）主放电通道电路 （d ）等值电路图1.1 雷击放电计算模型1根据雷电放电的等值电路，可知流经被击物体的波阻抗为Z 时的电流Z i 与雷电流i 的关系为：0Z Z i iZ Z=+ （1-1） 1）幅值雷电流的幅值与气象、自然等条件等有关，只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。
我国现行标准推荐雷电流幅值分布的概率如下：lg 88IP =-（1-2） 我国西北地区内蒙古等雷电活动较弱，雷电流幅值较小，P 可按下式计算： lg 44IP =- （1-3） 2）波形实测结果表明，雷电流的幅值、陡度、波头、波尾虽然每次不同，但都是单极性的脉冲波，电力设备的绝缘强度实验和电力系统的防雷保护设计，要求将雷电流波形等值为典型化、可用公式表达、便于计算的波形。
摘要为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV变电所。
本工程初步设计内容包含变电所电气设计，新建的盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。
通过技术和经济比较，现采用下列方案：1.内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。
2.110KV进线采用内桥接线形式。
3.本工程初步设计内容包括变电所电气设计。
4.35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。
5.所用电分别从10KV两端母线获得。
关键词：变电所主变压器潮流计算短路计算设备选型SUMMARYFor satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a YanBei transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:1.There are two three-winding transformers in the substation. Voltagegrade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.2.For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridgeconnection.3.The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.4.For 35KV and 10KV main electrical connections employ singlesectionalized bus.5.Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Key phrase:Change to give or get an electric shockMain transformer Current calculationShort circuit calculationThe equipments choose the type目录第一章: 原始资料分析第五页第二章: 110KV变电所接入系统设计第七页第三章: 110KV变电所地方供电系统设计第九页第四章: 110KV变电所主变选择第十九页第五章: 所用变选择第二十九页第六章: 主接线设计第三十页第七章: 主接线设计第三十三页第八章: 变电所电气设备选择第四十五页第九章: 继电保护配置第七十页第十章:配电装置及电气总平面布置设计第七十一页110KV变电所设计说明书根据河海大学《电气工程及其自动化》专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV变电所。
电气化铁道供电系统与设计课程设计报告班级：电气084班学号：姓名：指导教师：2011年12 月30日目录1 题目........................................................................................................................... - 1 -2 题目分析及解决方案框架确定............................................................................... - 1 -2.1 分析负荷及原始资料 ........................................................................................ - 1 -2.2 牵引变压器台数和容量的选择 ........................................................................ - 1 -2.3 方案的主接线的拟定 ........................................................................................ - 1 -3 设计过程................................................................................................................... - 2 -3.1 技术经济 ............................................................................................................ - 2 -（1）电压不对称度系数的计算 ...................................................................... - 2 -（2）变压器与配电装置的一次投资与折旧维修费 ...................................... - 5 -（3）方案的年电能损耗 .................................................................................. - 5 -3.2 牵引变电所110kV侧主接线设计 ................................................................... - 6 -3.3 牵引变电所馈线侧主接线设计 ........................................................................ - 7 -（1）馈线断路器100%备用的接线................................................................ - 7 -（2）馈线断路器50%备用的接线.................................................................. - 7 -（3）带旁路母线和旁路断路器的接线 .......................................................... - 8 -3.4 变压器的主接线图 ............................................................................................ - 8 -3.5 绘制牵引变电所的电气主结线图 .................................................................. - 10 -4 设计方案分析.......................................................................................................... - 11 -参考文献...................................................................................................................... - 11 -1 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四个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为15000kVA （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1200kVA ，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503211⨯=L Q Mt ·km ，254022⨯=L Q Mt ·km ，q ∆=100kWh/10kt ·km 。
摘要雷电具有很强的危害性，因此应该重视牵引变电所雷电的防护。
本文讲述了雷电、雷电压和雷电流的形成过程,并给出了雷电参数，阐述了防雷装置如避雷针、避雷器的防雷原理以及保护范围，给出了直击雷和感应雷的防护方案，介绍了目前我国牵引变电所防雷接地设计中常用的几种措施，如：合理选择牵引变电所修建的地理位置，架设避雷针、敷设接地网，在进线段装设避雷器，同时对几种防雷措施进行了深入的论述和定量的计算分析。
基于常用的防雷接地的设计方法，对平北站110kV 牵引变电所进行了详细的防雷接地设计。
设计中，结合当地现状，综合考虑了气候、地形、环境等多种因素，给出了较好的防雷接地保护方案。
通过对牵引变电所的防雷接地设计，全面剖析了电力系统中如何提高牵引变电所的防雷水平，从而有效地降低牵引变电所的雷击事故，减少雷电对电网安全运行的影响。
最后绘制了平北接地网的平面设计图。
关键词：牵引变电所；防雷接地；雷电放电；雷电流AbstractThe lightning has very strong harmfulness, so we should pay attention to drawing the shelter of the lightning of transformer substation.This text tells the forming process that the lightning, the lightning voltage and current, provide the lightning parameter. At the same time, it expounds the lighting protecting principles and protecting scopes of lighting protecting devises, such as the lightning rod, the lighting arrester. It provides the shelter scheme of reacting lighting and attacking lighting directly, and has recommended several kinds of the daily method which is during the design of lighting protecting and grounding in the transformer substation at present, for instance: To Choose the geographical position where to built the transformer substation, erect the lightning rod, lay the earthing network, install the lighting arrester on the stock of line segment. It carries on exposition and quantitative computational analysis to several kinds of lighting protecting measures srespectively also. On the basis of lightning protecting and grounding’s design method commonly used, it designs lightning protecting and grounding on the 110kV Ping Bei transformer substation. In the design, combines the local current situation, has considered many kinds of factors such as the climate, topography, and environment synthetically, provides better programs of lightning protecting and grounding. Through the designs of lighting protecting and grounding of transformer substation, analyzing how to improve the level of lighting protecting of the transformer substation completely in power system, thus reduce the accident of lightning striking effectively, and the impact on safe operation of the electric wire.Drew the level design drawing of the Ping Bei earthing network finally.Keyword: The transformer substation; Lightning protecting and grounding; Lightning discharge; Lightning current.目录第一章前言 (1)一、牵引变电所防雷接地的必要性 (1)二、防雷接地的发展概况 (2)第二章雷电参数及防雷装置 (3)一、雷电放电 (3)二、雷电参数 (3)（一）雷击时的等值电路 (3)（二）雷电流 (4)（三）雷暴日与雷暴小时 (7)（四）地面落雷密度 (7)三、避雷针和避雷线 (7)（一）保护原理 (7)（二）保护范围 (7)四、避雷器 (11)（一）避雷器的分类及比较 (12)（二）阀式避雷器电气特性的基本参数 (15)第三章防雷接地 (17)一、接地与防雷接地 (17)二、冲击电流流经接地装置入地时的基本现象 (17)（一）土壤中的电位分布 (17)（二）土壤中的电场强度 (18)（三）接地装置的电感效应及利用率 (18)（四）防雷接地装置的形式及其电阻的算法 (19)第四章平北站110kV牵引变电所防雷接地系统设计 (22)一、平北站110kV牵引变电所及环境气象条件 (22)二、平北站110kV牵引变电所的直击雷防护方案及计算 (22)（一）直击雷防护方案 (22)（二）避雷针的计算及其安装 (23)三、平北站110kV牵引变电所感应雷的防护 (26)（一）牵引变电所进线段保护 (33)（二）牵引变电所内变压器的防雷接地保护 (36)（三）平北站110kV牵引变电所馈线段防雷保护 (39)四、平北站110kV牵引变电所避雷器的选择 (39)（一）进线段母线上避雷器的选择 (40)（二）变压器架设避雷器的选择 (40)（三）馈线段避雷器的选择 (40)五、平北站110kV牵引变电所地网分布设计计算 (40)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录：（1）避雷器保护图（2）平北站110kV牵引变电所接地网的平面布置图（3）平北站110kV牵引变电所主接线图第一章前言雷电(Lightning)是一种大气自然现象，对人类社会而言，雷电有时也会造成自然灾害。
目录第一章绪论 (2)第二章电气主接线的方按及论证 (4)第一节6～220KV主接线 (4)第二节主接线的选择与设计 (11)第三节变压器接地方式 (14)第三章变电所电力变压器的选择 (15)第一节电力变压器的选择 (15)第二节功率因数和无功功率补偿 (16)第四章短路电流计算 (19)第一节短路电流计算的概述 (19)第二节短路电流的计算 (21)第五章变电所一次设备的选择 (24)第一节电气一次设备的选择原则 (24)第二节一次设备的选择与检验 (29)第三节导体的设计 (37)第四节高压熔断器的选择 (42)第六章高压配电装置 (44)第一节设计原则与要求 (44)第二节6---110KV配电装置 (47)第七章变电所防雷与接地规划 (49)第八章继电保护 (53)第一节概述 (53)第二节变压器的保护 (56)第三节母线的继电器保护 (57)第九章仪表规划 (58)设计总结................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (61)英文翻译 (61)致谢 (72)第一章绪论一、110KV变电所的技术背景近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组成部分，其使命包括发电、输电及向用户的配电的全部过程。
完成这些任务的实体是电力系统，电力系统相应的有发电厂、输电系统、配电系统及电力用户组成。
110KV变电所一次部分的设计，是主要研究一个地方降压变电所是如何保证运行的可靠性、灵活性、经济性。
而变电所是作为电力系统的一部分，在连接输电系统和配点系统中起着重要作用。
我们这次选题的目的是将大学四年所学过的《电力工程》、《电力系统自动化》、《电机学》、《电路》等有关电力工业知识的课程，通过这次毕业设计将理论知识得以应用。
二、设计依据这次设计的基本原则是以设计任务书为依据，以所学知识为基础，以国家经济建设的方针政策，技术规范为标准，结合工程的实际情况，在保证供电可靠性、高度灵活，满足各项技术要求的前提下。
一．110kv变电所工程设计（1）所学专业知识与专业技能在工程训练中得到灵活的应用，巩固与进一步扩大所学的专业理论知识与专业技能；（2）学习与掌握发电厂变电所电气部分的基本方法；（3）培养学生独立分析与解决实际问题的能力，与电力工程部分设计的基本技能；（4）培养学生使用有关设计手册，设计规范，电力技术标准及其他资料的能力；（5）使学生感受电力工程设计工作的整体性与电力系统工作的分工及团队力量，培养团队精神。
二．实际电力工程设计过程（1）对所设计发电厂变电所所处电力系统进行分析与规划，确立其位置；（2）对所设计发电厂变电所所处系统的电网结构，电压等级，潮流分布等进行分析；（3）对所设计的发电厂变电所所处地区气象，地理位置，地质状况，周围环境，负荷状况进行分析（4）进行初步设计；（5）进一步细化，进行技术最终设计；三．基本内容1.对初设原始资料的分析，进一步收集查找资料2.电气主接线的方案比较与确定3.自用电及近区供电方式的选择设计4.短路电流的计算5.选择要紧的电气设备6.屋内外配电装置的布置7.继电保护，自动装置及局部设计8.规划变电所的过电压保护9.绘制工程设计图要紧内容一.110kv主接线方案的选择变电站其负荷为地区性负荷。
同时为二级负荷对供电可靠性要求较高。
在对要求认真分析后保留下三种方案，即单母线不分段接线方式、单母线分段接线方式、双母线接线方式。
1、单母线不分段接线方式。
优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。
由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。
缺点：灵活性、可靠性差。
当母线或者母线隔离开关发生故障或者进行检修时，必要断开供电电源，而造成全部用户供电中断。
此接线方式适用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷。
单母线不分段接线方式如图（1—1）2、单母线分段接线方式。
优点：供电可靠性较高，操作灵活，除母线故障或者检修外，可对用户连续供电。
投资少，设备少。
110KV牵引变电站电气一次系统的设计【摘要】为了满足电气化铁路发展的需求，有些线段需要要新增加牵引变电所。
本文按照现行的变电站电气部分的设计规范，针对110kv牵引供电系统以及供变电工程进行设计和研究，完成了变电站电气主接线、变压器的选择及电气设备的选择等工作，解决了地铁电车的电力供应问题。
【关键词】主接线设计；短路电流；电气设备选择0.引言随着城市的快速发展人口的极速增加给交通带来的压力越来越大，城市不可避免的需要建设更多公共交通工具来缓解压力，其中地铁电车作为一种绿色的交通方式，能够减少能耗和对城市的污染，安全便利能有效缓解交通压力更是成为了建设首选，但也不可避免的给供电设施带来了新的要求，本文进行了牵引变电所电气一次系统的设计首先通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kv主接线，确定了站用变压器的容量及型号，并根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，从而完成110kv变电所电气一次系统的设计。
1.原始资料的分析该110kv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，选取基准容量s为750mva，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0.10和0.12；在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。
对每个牵引变电所而言，110kv线路为一主一备。
图中，l1、l2、l3长度分别30km、50km、20km。
线路平均正序电抗x1为0.4ω/km，平均零序电抗x0为1.2ω/km。
表1 牵引变电所基本设计数据2.方案的拟定和变压器的选择110kv变电所主接线方案的比较。
方案一：110kv采用双母带旁路母线接线方式，27.5kv也采用双母带旁路母线接线， 110kv进出线为4回路，两回路一级负荷都为大型工厂供电，考虑到110kv侧的特殊性，装设专用母联断路器和旁路断路器。
27.5kv母线出线为6个回路，有2回路连接27.5kv电源，为了保证供电的可靠性和检修时的灵活性，特装设专用母联断路器和旁路断路器。
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)X（-） (4)3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗s3.3.2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：L3L2L1BASYSTEM 1SYSTEM 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200MV A 。
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，1L 、2L 、3L 长度为25km 、40km 、20km.线路平均正序电抗1X 为0.4Ω/km,平均零序电抗0X 为1.2Ω/km 。
2 设计方案简述本课程设计较系统的阐明了牵引变电B 设计的基本方法和步骤。
重点在于对牵引变压器的选择、牵引变压器的容量计算、运行技术指标的计算；牵引变电所电压不平衡度计算；电气主接线的设计；导线的选择。
分章节进行阐述，经过多方面的校验，从经济实用的角度出发，力求设计出一套较优的方案。
3 牵引变压器容量计算牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，担负着将电力系统供给的110KV 或220KV 三相电源变换成适合电力机车使用的27.5KV 的单相电。
由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强。
本设计综合考虑这些因素，选择了三相YN ／d11牵引变压器。
3.1牵引变压器容量的计算变压器的容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务并节约运营成本。
容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧损；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，使运营费用增大。
所以通过变压器容量的计算，能更好的选择一个安全经济的设计方案。
3.1.1牵引变压器计算容量牵引变电所的主变压器采用YN ，d11接线形式，主变压器正常负荷计算：12t S K (20.65)x x U I I =+（kV A ）(3-1)将1x I =310A ，2x I =280A 代入（3-1）可以求得：S=19850（kV A ）紧密运行状态下的主变压器计算容量：max max (20.65)b t a bx S K U I I =+（kV A ）(3-2)将max a I =400A ，bx I =280A 代入 (3-2)可以求得：max S b =25431（kV A ）为了满足铁路运输的不断发展，牵引变压器要留有一定余量，预计中期牵引负荷增长为40%。
140%y S S =（kV A ）(3-3)可以求得：y S =27789（kV A ）于是根据所得容量，查询附录一，可选择131500/110SF -型三相双绕组牵引变压器。
3.1.2牵引变压器过负荷能力校验maxb S S K=校（kV A ） (3-4)可求得：S 校=16203（kV A ）3.2牵引变压器功率损耗计算牵引供电系统的电能损失是电气化铁道的一项重要的运营指标，具有很重要的经济意义。
不同的牵引变压器接线型式使牵引供电系统的电能损失不同，经过相应的计算，以求得最好的供电方案。
已知1p I =310A ，2p I =280A ，根据公式（3-5）计算：121211212222222222212212()()339212()()339112()()339caxx x p p bcx x x p p abxx x p p I I I I I I I I I I I I I I I ⎧=++⎪⎪⎪=++⎨⎪⎪=+-⎪⎩(3-5)所得结果代入公式 (3-6)中。
在牵引变电所中，如果是一台牵引变压器运行，则全年实际负载电能损失为：2222()0.8763d cax bcx abx d ep I I I A I ∆++∆=（410kWh/年） (3-6)可求得d A ∆=13.4551（410kWh/年）。
全年实际空载电能损失为：000.876A p ∆=∆（410kWh/年）(3-7)可求得0A ∆=33.7260（410kWh/年）。
全年牵引变压器的实际总电能损失为：T 0d A A A ∆=∆+∆（410kWh/年）(3-8)可求得：T A ∆=47.1811（410kWh/年）。
通过计算，我们发现可以采取限制供电臂的长度、实行牵引变压器的经济运行、装设并联电容补偿装置等方法来减少牵引供电系统电能损失。
3.3牵引变电所电压不平衡度计算由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序电流，而负序电流会造成变压器的附加电能损失，并在变压器铁芯磁路中造成附加发热，所以通过对不平衡度的计算，来确定采取有效的措施，缩小这些影响，这是牵引供电系统设计的重要一环。
在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。
按紧密运行工况进行不平衡度考核。
3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗s X （-）22ss l 110XX X 200e s l s l j U X L X X L X S ***=+=+=+（-）（Ω） (3-9)已知在最小运行方式下系统二的综合电抗标么值s X *=0.17, L =25km ，1X =0.4Ω/km 根据公式（3-9）求得：()-s X =20Ω。
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()max 1max 2max 1max 2max 143I I I I I -=+-22（A ）(3-10)已知1max I =400A ，2max I =350A ，可得：()max I -=54.4862A 。
3.3.3构造归算到110kV 的等值负序网络 如图3-1所示：图3-1归算到110kV ，三相双绕组牵引变压器、供电系统等值负序网络3.3.4牵引变电所110kV 母线电压不平衡度计算及校验相负序电压计算按公式（3-11）进行：()s max X U I --=（）（-）（V ）(3-11)将已求得的s X （-）和()max I -分别代入公式（3-11），求得系统二运行时的相负序电压()U -=1105V 。
110kV 母线电压不平衡度计算及校验按下式进行：()1003/110000⨯=-U u α%2≤.5% (3-12)本次课程设计按2.5%考核，将()-U =1105V ， 代入公式（3-12）得：=u α 1.9%<2.5% 所以，满足校验。
从牵引供电系统方面来说，采取换接相序、采用平衡牵引变压器和并联补偿装置等方法来改善负序的作用。
4 导线选择4.1软母线选择110kV 进线侧，进入高压室的27.5kV 进线侧，从高压室出来的27.5kV 馈线侧，10kV 馈线侧的母线均为软母线。
软母线进行选型，热稳定校验（无需进行动稳定校验）。
计算方法：按导线长期发热允许电流选择导线。
温度修正系数k 由下式求得：K =（4-1）式中：xu θ—运行的允许温度，对室外有日照时取80℃，室内取70℃；t —实际环境温度， ℃。
设计时取t=25℃，那么在室外有日照时k=1，在室内时k=1。
工程中常采用查表的方法求母线和导体的容许电流(载流量)。
4.1.1室外110kV 进线侧的母线选择室外110kV 进线侧的母线为软母线,母线长为20㎞，且每段负荷不同,母线截面可采取相同截面，以按最大长期工作电流方式来选择为宜。
设计中三相双绕组牵引变压器的选择型号为SF1-31500/110。
母线的最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑。
1.33150040950max 215.5190110Ig ⨯=== A由所给资料查出钢芯铝绞线(LGJ-70)的允许载流量为260A(基准环境温度为25℃时)，符合式子max Ig KIyx ≤ (k=1)式中：max Ig —通过导线的最大持续电流； Iyx —对于额定环境温度,导线长期允许电流； K —温度修正系数。
故初步确定110kV 进线侧的母线选用截面积为70mm 2的钢芯铝绞线(LGJ-70)。
校验母线的热稳定性：min S =（4-2）其中： min S —满足热稳定要求的导线最小截面积（mm 2）； C —热稳定系数(如表4-3)；Kf —集肤效应系数。
我们选取Kf =0.01； Tjx —假想时间；Tjx =10.05Tj Td ++=1.50+1.56+0.05=3.11s 。
(Tj 为继电保护整定时间, 1Td 为断路器动作时间。
)选C=83，经计算, min S =194.14 mm 2。
由于S=70<minS=194.14，所以所选截面的母线不能满足热稳定要求，必须选择型号为LGJ—240的钢芯铝绞线。
4.1.2室外27.5kV侧的母线选型及校验母线的最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑，选择容量为1600kVA电压27.5/10.5千伏的三相双绕组电力变压器。
经计算：=（A）（4-3）Ig max43.67由所给资料查出钢芯铝绞线(LGJ-10)的允许载流量为86A(基准环境温度为25℃时)，符合式子max≤(k=1),故初步确定27.5kV侧的母线选用截面积为10 mm2的钢芯铝绞线Ig K Iyx(LGJ-10)。
校验母线的热稳定性：选C=99，Tjx=1.00+1.06+0.05=2.11s，minS=74.9 mm2。
