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湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题_牵引变电所继电保护分析编号＿＿＿＿＿＿＿＿专业电气化铁道技术班级 309-1班学生姓名王爵指导单位湖南铁路科技职业技术学院指导教师＿王向东目录1. 牵引变电所一次设备概述 01.1 电气化铁道牵引供电系统概况 01.2 牵引变电所的分类 (1)1.3 牵引供电系统向接触网的供电方式 (2)1.4 牵引网的供电方式 (3)1.5 牵引负荷的特点 (5)1.6 电气主接线 (6)1.7 电气主接线应满足以下几点要求： (8)1.8 电气主接线应满足下列基本要求： (8)1.9 主变压器 (8)1.10 高压断路器 (8)1.11 互感器的选择 (9)2 牵引变电所变压器保护 (11)2.1 继电保护系统 (11)2.2 继电保护的基本属性 (11)2.3 变压器保护配置原则： (13)2.4 主变参数： (14)2.5 主变保护计算： (14)2.6 变压器的保护 (15)3.牵引变电所馈线保护 (19)3.1 电气化铁路馈线短路的类型 (19)3.2 馈线保护的装置 (19)3.3 馈线保护的后备保护 (21)总结 (30)参考文献 (29)1. 牵引变电所一次设备概述1.1 电气化铁道牵引供电系统概况电气化铁道的牵引供电系统由牵引变电所（包括分区亭、开闭所、ＡＴ所）、牵引网（馈电线、接触网、钢轨和回流线）、电力机车等组成。
图1-1中所示三相牵引变电所将电力系统110kv或220kv的三相电变成两相27.5kv分别供给变电所两边的供电臂以供电力机车提供电能（如Ａ相和Ｂ相为27.5kv，Ｃ相钢轨），相邻变电所之间的供电臂为同相电。
通过分区亭可以实现越区供电或上下行并联供电。
图1-1 电气化铁道牵引供电示意图牵引变电所：主要是将电力系统传送的220kv或110kv的三相电源转换成牵引网额定电压27.5kv单相交流电，然后向铁路沿线架设的牵引网供电。
分区亭：主要作用是操作设置在两个牵引变电所之间连接两供电分区的开关设备，实现灵活供电，提高运行的可靠性。
牵引站供电线路的继电保护配置及整定计算原则
铁氧体磁布是一种利用铁氧体材料制成的磁性材料。
铁氧体是一种氧化铁的晶体，具有良好的磁性和导电性能，广泛应用于磁性材料中。
铁氧体磁布通常由铁氧体片或颗粒与柔软的布料相结合而成。
铁氧体片或颗粒在布料中均匀分布，并通过加热或压制等工艺固定在布料中。
这样制成的磁布具有柔软、易弯曲和吸附力强等特点。
铁氧体磁布可以用于各种应用，如磁性工具、磁性灯座、磁性广告牌、磁性书签等。
它们可用于吸附金属物品，如螺丝钉、钥匙等，也可用于制作磁性装饰品和礼品。
铁氧体磁布具有可塑性强、耐久性好、易清洗等优点，因此得到了广泛的应用。
但需要注意的是，铁氧体磁布对电子和磁性记录媒介具有一定的影响，使用时需避免接触这些物品。
此外，铁氧体磁布还具有一定的磁性，需要远离磁敏设备和医疗设备，以免产生干扰。
总之，铁氧体磁布是一种具有磁性的布料，可用于多种应用。
它用于制作各种磁性产品，具有可塑性强、耐久性好等优点，但使用时需注意避免对电子设备和医疗设备产生干扰。
牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则1. 引言哎呀，大家好！今天我们来聊聊牵引供电系统的继电保护配置和整定计算这块儿。
听上去可能有点专业，但其实跟咱们生活中的电器保护是一个道理，简单明了。
想象一下，你家里的电器突然短路，咱们肯定希望它能及时“跳闸”保护自己，对吧？同样，铁路的供电系统也需要这样的保护措施，以确保安全、可靠地运行。
2. 牵引供电系统的基本概念2.1 什么是牵引供电系统？简单来说，牵引供电系统就是为列车提供动力的电力系统。
就像给汽车加油，列车也是需要电的！这个系统包括变电站、供电线路，还有各种电气设备。
想象一下，变电站就像是一个巨大的电源插座，负责把电输送到列车上。
没电，列车就“趴窝”了，别说出门了，连站着都没劲儿。
2.2 继电保护的重要性说到继电保护，简单理解就是一种“保护伞”。
它能帮助咱们在电力系统出现故障的时候，及时切断电源，避免更大的损失。
这就像是你在家里发现漏水了，第一反应就是赶紧关掉水阀！在牵引供电系统中，这个保护装置能确保设备和人身安全，防止发生火灾、设备损坏等风险。
3. 继电保护的配置3.1 保护配置的原则好，咱们接下来聊聊保护配置。
首先，配置原则得好好琢磨。
通常来说，要根据设备的重要性、故障类型以及运行条件来进行合理配置。
比方说，重要设备就要更严格地保护，像是家里的冰箱，万一坏了可就麻烦了！保护配置要做到“因地制宜”，这样才能真正在关键时刻保护好设备。
3.2 整定计算的关键要素整定计算就有点儿像做一道数学题，但别担心，我们不是要考高数。
它主要是计算保护装置在何种情况下能够及时跳闸，具体参数要根据设备的额定电流和故障电流来决定。
比如说，如果你知道你家电器的最大负荷是2000瓦，那你就得确保保护装置在这个负荷出现异常的时候能够迅速反应。
简而言之，就是要把一切都安排得妥妥当当，像是给电器穿上了“防护服”。
4. 结论总的来说，牵引供电系统的继电保护配置和整定计算是个细致活儿，绝不能马虎。
牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则哎呀，这可是个不小的课题啊，咱们得好好聊聊这个牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则。
话说这个导则可是关系到咱们电力系统的安全稳定运行呢，可不是闹着玩儿的。
咱们得了解什么是牵引供电系统。
简单来说，牵引供电系统就是给那些高速行驶的列车提供动力供应的系统。
这个系统可大可小，有的是集中式的，有的是分布式的。
不过，无论哪种形式，继电保护都是非常重要的一环。
那么，继电保护到底是什么呢？简单来说，继电保护就是一种电气设备的保护装置，它能够在电力系统出现故障时，迅速地检测到故障并采取相应的措施，以保证电力系统的安全稳定运行。
好了，现在咱们来聊聊牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则。
这个导则主要分为三个部分：配置、整定和计算。
咱们来看看配置。
配置就是要根据牵引供电系统的实际情况，选择合适的继电保护装置。
这可不是一件容易的事情，因为不同的继电保护装置有不同的性能特点，需要根据实际需求来进行选择。
接下来，咱们来看看整定。
整定就是对继电保护装置进行参数设置的过程。
这个过程非常重要，因为参数设置不当，可能会导致继电保护装置在实际工作中无法正常工作。
所以，在整定过程中，咱们要严格按照导则的要求来进行操作。
咱们来看看计算。
计算就是在整定完成后，对继电保护装置的动作时间、动作电压等参数进行计算的过程。
这个过程可以帮助咱们更好地了解继电保护装置的工作性能，从而为实际工作中的故障处理提供依据。
牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则是一套非常重要的标准规范。
只有严格按照导则的要求来进行配置、整定和计算，才能确保牵引供电系统的安全稳定运行。
所以，大家一定要重视起来哦！。
简析高铁牵引供电系统的继电保护高速铁路的牵引供电系统的主要功能就是向电力机车提供连续可靠的电能。
为了使牵引供电系统能够可靠安全供电，继电保护发挥了重要的作用，继电保护不仅可以在牵引供电系统正常运行时，满足电力机车运行所需要的各个方面，并且可以在牵引供电系统不能正常工作以及损坏时，确保供电系统及其设备安全运行。
在高速铁路长期运行期间，系统很难不出现问题。
相对牵引网而言，由于动车组通过受电弓与接触线滑动接触的取流方式及机械振动等原因，牵引网的故障率比电力系统大得多。
由于材料、制造工艺、安装及维护技术等原因，我国牵引网的故障率比国外电气化铁路又要高很多。
常规的保护在某些严重情况下无法正确动作，会导致牵引网烧损乃至烧断、列车供电长时间中断等严重事故。
对于变压器，我国高速铁路采用特殊接线的变压器，其容量和电压等级与普速铁路相比有很大的提高。
1 牵引供电系统电力系统提供两路独立电源进线，在通过牵引变电所转变电能后，再送给牵引网，以使电力机车能够取流，然后完成电力牵引，牵引变电所、牵引网和电力机车组成了牵引供电系统。
1.1 牵引变电所、分区所、AT所牵引变电所的功能就是把系统引入的高电压转换成低电压的交流电，然后再通过馈电线送给铁路沿线的接触网，向电力机车提供电量，因为牵引负荷是单相负荷，为了尽可能将单相负荷均匀地分配到电力系统三相中去，牵引变压器常选择比较特别的接线变压器，比如斯科特接线、阻抗匹配平衡接线等变压器。
高速铁路采用V/x接线等牵引变压器。
常常在两个牵引变电所的供电区中间设置分区所，以使供电更加灵活。
1.2 牵引网牵引网是由馈电线、接触网、回流线组成的多导线供电的回路。
它有很多种供电方式，例如直接供电和带吸流变压器（BT）供电、自耦变压器（AT）供电和全并联AT供电方式。
其中BT供电由于大地回流和“半段效应”其对通信线路的防护效果并不理想，同时由于“吸-回”装置将接触网的连接方式变得麻烦，机车的受流条件变得更差，所以现在已经不经常使用了。
电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析摘要：本论文探讨了电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析的关键问题。
首先，详细介绍了牵引变电所主接线系统的设计原则和方法，以及地线系统的重要性。
其次，讨论了继电保护在电气化铁路牵引变电所中的作用和配置，分析了继电保护的原理、分类以及分析方法。
最后，在总结与展望中，对论文内容进行了概括，并提出了未来研究的方向。
关键词：电气性能；导线选择；设计标准；电气化铁路引言：电气化铁路作为现代交通的重要组成部分，在提高运输效率和环保性方面具有巨大潜力。
而牵引变电所作为电气化铁路的核心，其主接线设计与继电保护显得尤为关键[1]。
主接线的合理设计和继电保护的有效配置，直接关系到电气化铁路系统的安全稳定运行。
在这样的背景下，本论文旨在深入探讨电气化铁路牵引变电所主接线设计与继电保护的理论与实践，为确保电气化铁路的可靠运行提供有力支持。
一、电气化铁路牵引变电所主接线设计（一）主接线系统设计主接线系统的设计应遵循理念：优化电气性能，保持电压降、电流分布在合理范围；考虑冗余与备份，设置冗余线路以提高系统可靠性；确保不同设备如断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的协同工作，以实现精确的电气控制。
这些原则将确保主接线系统为电气化铁路牵引变电所提供稳定可靠的电力供应。
断路器与隔离开关配置：断路器和隔离开关配置至关重要。
断路器作为保护设备，在短路或过载时能快速切断电路，保障系统安全。
配置断路器需考虑电流、短路容量等参数，以适应不同故障情况。
隔离开关用于隔离不同电压设备，保障操作安全。
需合理布置隔离开关，确保在需要时能有效隔离或维护设备。
这些配置提升主接线系统安全性和灵活性，确保电气化铁路牵引变电所的可靠运行。
互感器选择与变压器接线方式：电流互感器和电压互感器的选择至关重要。
电流互感器用于监测电流流向和大小，需选准确型号以保障数据精确，为保护和控制提供准确数据。
电压互感器则用于测量电压，选择合适型号以维持稳定电能供应。
论铁路系统牵引变电所的继电保护1 案例介绍某铁路的牵引变电所使用变压器本体保护、过负荷保护、高压侧过流保护、变压器差动保护等措施来对牵引变电所进行保护，并且没有在牵引变电所中设置220kV线路保护，只是在电力系统一侧配置了双套距离保护来保护线路，未设置过电流、电流速断、零序电流等保护装置进行后续的保护工作，整个保护方案不够完善，还有一些问题存在。
需要在此基础上进一步对铁路牵引变电所的继电保护方案进行探讨。
2 牵引变电所继电保护存在的问题2.1 线路的保护配置存在的问题本铁路路段的大多数客运专线都没有对220kV线路设置专门的保护措施，只有极少数的客运专线使用220kV线路光纤电流差来对线路进行保护。
在现行的《继电保护和安全自动装置技术规程》中的规定要求：对于需要装配全线速动保护的架空短线路和电缆线路中，全线速动主保护一般使用光纤电流差动保护。
而对于中长线路，条件允许的情况下，全线速动保护要使用光纤电流差动进行保护。
在规范中，要求电气化铁路供电线路满足以下要求：使用三相电源来对电铁负荷进行供电的线路，在对其进行保护时，可以按照一般线路的保护设施进行保护，而对于使用两项电源进行供电的线路，可以使用两段式电流和两段式距离的方式对线路进行保护。
在《继电保护和安全自动装置技术规定（GB 14286）》中指出，对于向电气化铁路进行供电的线路，特别对于架空短线路和电缆线路来说，其全线速动主保护要使用光纤电流差动进行保护。
而本铁路工程的大部分客运专线牵引变电所进行供电的线路的全线速动主保护都没有使用光纤电流差动保护。
分析后，发现主要是由下述两个原因造成的：（1）牵引变电所多使用架空的方式作为220kV的进线，并且线路比较长，对电缆进线使用比较少，只是在少数的变电所中使用。
在220kV供电网络的快速发展下，220kV架空线路数量逐渐减少，为了达到使用要求会逐渐使用电缆线路，特别是对于一些土地资源紧缺、经济发达的城市，对电缆线路的使用会更加普遍。
目录摘要 (3)前言 (4)第1章绪论............................................................................... . (4)第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述............................................................................... .. (5)2.1 铁路牵引供电系统组成 (6)2.1.1 牵引变电所、开闭所 (7)2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (8)2.2 继电保护装置 (9)2.2.1 继电保护分类 (10)2.2.2 对继电保护的基本要求 (11)第3章牵引变压器继电保护配置及分析............................................................................... . (11)3.1 牵引变压器的运行方式 (12)3.1.1 空载合闸 (12)3.1.2 短路故障 (12)3.1.3 不正常运行状态 (13)3.2 牵引变压器的保护 (13)3.2.1 主保护 (13)3.2.2 后备保护 (14)3.2.3 辅助性保护 (14)3.3 牵引变压器差动保护 (15)3.3.1 单相变压器 (15)3.3.2 Y/d11接线变压器 (16)3.3.3 V/v接线变压器 (16)3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (17)3.3.5 Scott接线变压器 (18)3.3.6 V/x接线变压器 (19)3.3.7 自耦变压器 (19)3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (20)第4章 AT供电方式继电保护配置及分析 (22)4.1 铁路牵引供电方式 (22)4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (22)4.2.1 AT供电方式的原理接线 (22)4.2.2 AT供电方式的特点 (23)4.2.3 AT供电方式牵引网保护配置 (23)4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (25)总结和体会............................................................................... .. (27)谢辞............................................................................... .. (28)参考文献............................................................................... (29)摘要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。
继电保护配置一般规定，电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置。
电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。
继电保护的基本要求：可靠性、选择性、速动性、灵敏性。
这四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在供电系统中的作用，使这四个基本要求在所配置的保护中得到统一。
本文主要分析了铁路牵引供电系统里牵引变压器的继电保护配置和AT供电方式下继电保护配置。
【关键词】继电保护配置；铁路牵引供电系统；牵引变压器，AT供电前言目前，我国正在大规模进行客运专线建设，已开通约3000km，均采用电力牵引方式，相应对铁路供电系统继电保护可靠性和自动化水平都提出了更高要求。
在铁道部“引进、消化吸收、再创新”技术路线指导下，铁路供电保护专业科研、设计、施工、运营、制造各单位密切合作，在保护原理、保护配置与整定原则、功能设计与回路优化、调试方法与运营维护等方面都取得长足进步，完全实现了国产化并将对国外输出技术和产品。
如今，随着材料、器件、制造技术等相关学科的发展，继电保护装置的结构、形式和制造工艺也发生着巨大的变化，经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。
第1章绪论我国铁路供电系统继电保护的技术发展是从20世纪60年代我国开通了第一条电气化铁路——宝成铁路宝凤段，采用电磁型保护；70、80年代晶体管保护成为主流产品；90年代初西南交通大学、铁道科学研究院等研究机构与国内继电保护主要企业合作，研制成功铁路微机系列保护并开始推广应用；2002年西南交通大学与相关设计、运行、制造单位开发第一套牵引变电所安全监控及综合自动化系统，从秦沈客运专线起步，推动我国铁路供电系统保护进入无人值班的变电所自动化时代。
继电保护科学和技术是随着电力系统的发展而发展起来的。
供电系统发生短路是不可避免的，伴随着短路，电流增大。
为避免发电机被烧坏，最早采用熔断器串联于供电线路中，当发生短路时，短路电流首先熔断熔断器，断开短路的设备，保护发电机，这种保护方式由于简单，时至今日仍广泛应用于10kv及以下的中低压线路和用电设备。
随着电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量增大，电力网的接线日益复杂，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。
20世纪初，继电器才广泛用于电力系统的保护，被认为是继电保护技术发展的开端。
第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述2.1 铁路牵引供电系统组成铁路牵引供电系统由牵引变电所、分区所和接触网等组成。
牵引变电所内设备主要包括牵引变压器、断路器、电动及手动隔离开关、避雷器、电压及电流互感器、二次保护系统、交直流电源系统等；接触网根据供电方式不同有AT、直供两类方式(BT已基本不用），其中AT接触网由供电线、接触线、承力索、吊弦、正馈线、保护线组成。
直供接触网由供电线、接触线、承力索、吊弦、回流线组成。
电力系统提供两路独立电源进线，由牵引变电所进行电能变换后送上牵引网，供电力机车接受电能实现电力牵引，如图2-1所示图2-1 牵引供电系统示意图电力牵引的电流制先后出现了直流制、低频单相交流制，我国采用工频单相交流制，常用牵引供电方式有直接供电和AT供电两种方式，其中的AT供电方式供电能力最强。
2.1.1 牵引变电所、开闭所1.牵引变电所牵引变电所的作用是将电力系统引入的110KV、220KV或其他电压等级三相交流电变换成27.5KV的单相交流电，通过牵引网的馈电线送至铁路沿线的接触网，为电力机车供电。
有少数牵引变电所还承担向铁路地区工农业用户的10KV动力负荷的特殊需求还常采用特殊结线变压器，如单相结线、V/V结线、斯科特结线、阻抗匹配平衡结线等变压器。
2.开闭所在电气化铁路枢纽地区，客运站、编组站和电力机车机务段等铁路设施较集中的地方，由于站线延续长且股道数量多，接触网结构和配置复杂，客货运交会、编组和电力机车整备作业繁忙，致使该地区牵引网发生故障的几率增多。
为了保证枢纽供电的可靠性，缩小事故范围，一般将接触网横向分组及分区供电。
因此设置开闭所，由相邻两牵引变电所的牵引馈线经断路器1QF、2QF向它供电。
通过开闭所的多路馈线和断路器3QF~6QF向站场、电力机车机务段等牵引负荷供电，7QF、8QF为旁路断路器，如图2-2所示。
图2-2 开闭所接线示意图2.1.2 牵引网、分区所、AT所1.牵引网牵引网是由馈电线、接触网、回流线组成的双导线供电系统。
牵引供电回路是牵引变电所→馈电线→接触网→电力机车→钢轨和大地→回流线→牵引变电所。
接触网是悬挂于电气化铁道钢轨的上方并和钢轨顶面保持一定距离的输电网。
电力机车的受电弓和接触网滑动接触，获取电能。
我国接触网的额定电压是27.5KV。
由于接触网运行条件恶劣，且无法备用，因此接触网正常与否对电气化铁路安全运行意义重大。
馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，采用大截面的钢芯铝绞线或电缆。
轨道在电气化区段除作为列车导轨之外，还是回流的导线，是牵引供电回路的重要组成部分。
回流线是连接钢轨和牵引变电所中牵引变压器接地相之间的导线。
它的作用是将轨道中的回流引入牵引变电所。
2.分区所为了增加供电的灵活性，在两个牵引变电所的供电区中间常增设分区所。
分区所如图2-3所示，断路器1QF、2QF正常工作时闭合，实现上、下行牵引网并联运行。
隔离开关1QS、2QS在正常运行时断开，当相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时，可以闭合1QS、2QS由非故障牵引变电所实现越区供电，使行车不至中断。
图2-3 分区所主接线示意图3.AT所采用AT供电方式时，在沿线间隔10KM左右设置一台自耦变压器，该设置处所称作AT所。
2.2 继电保护装置继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本任务简单说是：故障时跳闸，不正常运行时发信号。
一般继电保护装置是由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成，如图2-4所示图2-4 继电保护装置的组成方框图1.测量比较元件测量比较元件通过测量被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”、“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
根据需要，继电保护装置往往有一个或多个测量比较元件。
常用的测量比较元件有：被测电气量超过给定值动作的过量继电器，如过电流继电器、过电压继电器等；被测电气量低于给定值动作的欠量继电器，如低电压继电器、阻抗继电器等；被测电压、电流之间相位角满足一定值而动作的功率方向继电器等。
2.逻辑判断元件逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
3，执行输出元件执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
2.2.1 继电保护分类在一般情况下，发生短路之后，总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减少，以及电压与电流之间相位角的变化。
因此，利用正常运行与故障时这些基本参数的区别，就可以构成各种不同原理的保护。
一般继电保护可以分为两类：第一类—利用比较正常运行与故障时电气参量（U、I、Z、f）的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护，例如反应于电流增大而动作的过电流保护；反应于电压降低而动作的低电压保护；反应于阻抗降低而动作的距离保护，反应于频率降低而动作的低（或欠）频保护等。
图2-5 双侧电源网络接线第二类—首先规定两个前提：一个规定电流的正方向是从母线指向线路；第二个一定是双端电源。
