下载文档原格式
城市轨道交通供电系统课程设计专 业： 电气工程及其自动化班 级：电气093姓 名：冯强强学 号：200909217指导教师：王秀华兰州交通大学自动化与电气工程学院2018 年 7月 20日指导教师评语 平时报告修改总成绩1设计原始资料1.1具体题目设计一个牵引降压混合变电所主接线，画出主接线图，并进行分析。
1.2要完成的内容画出牵引降压混合变电所的主接线。
牵引变电所的主接线由交流中压开关设备、牵引整流机组、直流开关设备等几部分组成；降压变电所主接线由交流中压开关设备、配电变压器、交流低压开关设备等几部分组成。
主接线应满足可靠性、灵活性和经济性的基本要求，所以在牵引变电所和降压变电所能合建时尽量合建。
本课设的相关设计就是两者合建时最合理的主接线的设计。
2设计分析2.1外部电源选择城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。
究竟采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。
但通常采用混合式供电方式，即以集中式供电为主，个别地段引进城市电网电源作为集中式供电的补充，使供电系统更加完善和可靠。
2.2.1设置方案1一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图如图1所示图1内桥型接线图2.2.1设置方案2一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图如图2所示图2外桥形接线图2.2牵引变电所接线形式目前，国内城市轨道交通供电系统牵引变电所主接线大多采用如下形式：每座牵引变电所设2台整流机组，均接于同一段母线上；每套整流机组分别通过断路器与35kV 母线连接；直流1500V 母线为单母线接线；每座牵引变电所内馈出4回直流电源分别接至牵引网上下行，与相邻牵引变电所构成双边供电；直流进线开关选用直流断路器或者电动隔离开关；直流负极开关选用手动隔离开关或者电动隔离开关；直流馈线开关选用直流断路器。
城市轨道交通供配电技术单选题100道及答案解析1. 城市轨道交通供电系统的电源一般来自（）A. 市电电网B. 自备电厂C. 太阳能D. 风能答案：A解析：城市轨道交通供电系统通常从市电电网获取电源。
2. 牵引变电所将交流电源转换为（）A. 直流电源B. 交流电源C. 高压电源D. 低压电源答案：A解析：牵引变电所的主要作用是将交流电源转换为直流电源，为列车牵引提供电能。
3. 城市轨道交通供电系统中，降压变电所的作用是（）A. 降低电压B. 升高电压C. 稳定电压D. 变换频率答案：A解析：降压变电所将进线电压降低，以满足各类用电设备的电压需求。
4. 接触网的悬挂方式不包括（）A. 刚性悬挂B. 柔性悬挂C. 链型悬挂D. 放射型悬挂答案：D解析：城市轨道交通接触网常见的悬挂方式有刚性悬挂和柔性悬挂，链型悬挂也属于常见类型，放射型悬挂不属于。
5. 下列属于牵引供电系统设备的是（）A. 变压器B. 开关柜C. 整流器D. 配电箱答案：C解析：整流器用于将交流转换为直流，是牵引供电系统的关键设备。
6. 城市轨道交通供电系统的电压等级一般为（）A. 380VB. 10kVC. 35kVD. 110kV答案：C解析：城市轨道交通供电系统的中压网络电压等级通常为35kV。
7. 直流牵引供电系统的额定电压一般为（）A. 750VB. 1500VC. 220VD. 380V答案：B解析：目前直流牵引供电系统的额定电压常见的为1500V。
8. 接触网的供电分区之间设置（）A. 隔离开关B. 断路器C. 熔断器D. 避雷器答案：A解析：供电分区之间通常设置隔离开关，用于隔离故障区域。
9. 钢轨在供电系统中起到（）的作用A. 回流B. 绝缘C. 支撑D. 导向答案：A解析：钢轨作为回流导体，使牵引电流返回变电所。
10. 下列属于电力监控系统功能的是（）A. 远程控制B. 数据采集C. 故障诊断D. 以上都是答案：D解析：电力监控系统具有远程控制、数据采集和故障诊断等多种功能。
高速铁路牵引供电系统
变电所主接线方式
牵引变电所电气主接线反映了牵引变电所的主要电气设备及其相互关系。
主接线由电源侧、主变压器、牵引侧3局部组成。
1、电源侧主接线
这种方式比拟简单，多采用线路变压器组接线方式，两回进线间没有跨条，每回进线与一台变压器组成一组。
适用于主变压器固定备用方式，要求两回电源均为主供回路，随时可以切换。
2、主变压器接线
牵引变电所的主变压器负责将电源侧的110V或22021压变换成25V的低压，向接触网供电。
用于电气化铁路的主变压器主要有单相变压器、三相变压器和平衡变压器等三种类型。
3、牵引侧主接线
电力系统的三相高压电经过牵引变压器变压后，成为或55V的单相电源向接触网供电，所供负荷以牵引负荷为主。
浅谈某地铁降压变电所的设计摘要：本文对某地铁一号线降压变电所进行了设计计算，在负荷计算的基础上，完成了降压变电所的变压器容量的计算，选择了变压器的数量与型号。
关键词：地铁降压变电所负荷计算变压器容量1、前言城市轨道交通对缓解城市交通拥堵、改善城市居民出行、节约能源、减少污染物排放量，具有重要作用，其建设符合城市可持续发展的战略要求。
降压变电所将中压电能转换为低压电能，向车站、区间、车辆段、控制中心所有低压用电负荷提供电能[1]。
2、线路走向图某地铁一号线为东西向主干线，主要解决城市东西向客流并满足商业发展中的客流需求。
一号线主线全长21.3公里，其中高架线7.3公里，地下线14公里，共设车站19座，其中高架站5座，地下站14座。
平均站距1082米。
线路走向图如图1所示。
3、负荷计算降压变电所的总负荷由站内各用电负荷决定。
有功负荷按照式计算，无功功率按照式计算，视在负荷按照确定，电流按照确定。
其中，为用电设备的总容量，为用电设备的需要系数，为用电设备的功率因数，为用电设备的功率因数的正切值，为用电设备组的额定电压[2]。
4、无功功率补偿地铁动力设备中有大量的水泵、电梯，这些设备的功率因数大都在0.8以下，因此导致整个配电系统的功率因数较低。
可见，采用无功补偿、提高功率因数是必不可少的。
对系统进行无功功率补偿，使补偿后的功率因数大于0.9。
补偿容量可按式求得。
其中，为计算有功功率，为补偿前的功率因数正切值，为补偿后的功率因数正切值。
由上式计算可得福明路站kvar。
补偿后的功率因数和视在功率可按式计算。
由上式计算可得福明路站补偿后的功率因数为0.91，大于0.9。
补偿后的视在功率可按式计算[2]。
由上式计算得福明路站补偿后的视在功率为1751.65kw。
5、变压器容量的选择在设计中，为保证一二级负荷可靠性供电，可采用2台变压器。
在装有2台主变压器的变电所内，每台主变压器的额定容量应同时满足以下2个条件[3]：（1）任意一台变压器单独运行时应满足大于总计算负荷70%的需要，即（2）任意一台变压器单独运行时应满足全部一二级负荷的需要，即由上式计算得所以某地体一号线福明路站牵引降压混合变电所配电变压器首选2台型号为sc10-1600/35型环氧浇注干式变压器。
广州市轨道交通七号线供电设计一．广州市轨道交通七号线线路概述广州市轨道交通七号线线路西起番禺区的广州新客站，向东南行进穿越番禺区的钟村，之后转向东北，经过番禺区的汉溪、新造与化龙，再穿越珠江之后，止于黄埔区的大沙地，预留远期延伸至萝岗中心区的条件。
线路全长约28.312km，均为地下线路，共设14座车站，其中换乘站5座，其线路如下图1所示。
二．广州市轨道交通七号线牵引变电所供电设计1.牵引变电所设计原则根据《地铁设计规范》（GB50157—2007）知，牵引变电所的设置因考虑一下原则：1）满足直流牵引供电系统运行方式要求，其中包括双牵引整流机组双边供电、单牵引整流机组双边供电、大双边供电、双牵引机组单边供电2）满足牵引网电压损失允许值要求，其是影响牵引变电所数量的关键因素。
2. 广州市轨道交通七号线牵引变电所布点方法及初步布点1）牵引变电所布点方法通过查阅相关资料知，七号线各站名及间距如下表1所示。
表1 站名及间距站名站间距（km）大洲车辆段2.83 ―广州新客站1.309 石壁东站 1.52小站间距1.070km ，为官堂至金坑区间，各车站间的站间距相差较大，本文初步采用以线路中间车站设牵引变电所为基点进行布点，即指在广州七号线一期工程中，初在汉溪长隆站和鹤庄站设牵引变电站，然后根据牵引网最大电压损失允许值向线路两端延伸，完成整条线路牵引变电所的布点。
2）广州七号线牵引变电所初步布置采用单位指标法，由资料知广州七号线采用1500V 架空接触网方式，且一期工程为广州新客站至新造段，线路全长约18.2km ，牵引变电所平均间距为2.50km ，则设该条线路上牵引变电所数量：18.21182.5n L n L =+=+=结合布点方法，先将广州一期线路牵引变电所设置如下：3. 广州市轨道交通七号线牵引变电所供电计算由查阅资料知，牵引网电压损失和走行轨对地电位是牵引变所设计必须遵从的两个设计原则，本文严格按照此设计原则对初步设置的牵引变电所进行牵引变电所的供电计算。
摘要城轨主降压变电所主要给牵引变电所和降压变电所供电，对地铁的正常运营具有很重要的作用。
在我国加快地铁工程建设，解决公共交通问题的背景下，研究地铁主降压变电所主接线的工程设计，具有十分的重要意义。
首先，本文研究了主变电所主接线的选择问题，按照主变电所主接线的行业共识分别提出了高压侧和中压侧的主接线设计方案，通过对比分析，在满足可靠性、灵活性和经济性的要求下确定了主接线的设计方案。
其次，根据主变电所的容量要求和变压器的发展，完成变压器台数和型号的选择。
接着，将电力系统原始网络图用标幺值法转换，画出其等值电路图，并且按照方便电气设备选择和校验的原则选择短路点，进行短路容量的计算。
最后，根据短路电流的计算结果和我国电气设备的发展情况，进行电气设备的选择。
根据主接线确定的方案和电气设备的选择结果，利用CAD软件画出主接线图，按照国标规定、电气设备的尺寸和主变电所实际情况进行电气设备的布置，画出了平面布置图和断面图。
关键词：主接线；变压器；短路容量AbstractThe main subway Step-down Substation mainly supply power to Traction Substation and Step-down Substation, it has a crucial role for the normal operation of the whole subway. Under the background of accelerating the construction of the subway engineering and solving the problem of public transportation in our country, it is vital significance to study design of the main wiring of the mian subway Step-down Substation engineeringFirstly, this paper studies the problem of selection of main wiring of main substation, and come up with the main wiring design and conduct a comparative analysis. Under the requirement of reliability, flexibility and economy to determine the design scheme of the main wiring. Secondly, according to design requirements of the main transformer’s capacity, completed the selection of the transformer. Then, based on the equivalent network simplification, selection and calculation of short-circuit point short-circuit capacity. Finally, according to the short-circuit current calculation results and the development of electrical equipment of our country, to complete electrical equipment selection and layout. The program established under main wiring and electrical equipment selection resultsusing the CAD software to draw the main wiring diagram, according to the national standard, electrical equipment size and the actual situation of the main substation electrical equipment layout, draw a floor plan and sectional view.Key Words: The main wiring, Transformers, Short-circuit capacity目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 绪论 (5)1.1 工程背景 (5)1.2 设计原则和依据 (5)1.3 设计内容 (6)2 电气主接线的方案确定 (7)2.1 电气主接线设计的原则 (7)2.2 主接线的设计 (7)2.2.1 高压侧主接线 (7)2.2.2 中压侧主接线 (9)2.2.3 动力照明系统主接线的设计 (10)3 变压器的选择 (11)3.1 主变压器的选择 (11)3.2 动力照明系统变压器的选择 (13)4 短路电流的计算 (14)4.1 短路电流计算方法 (14)4.2 短路电流的具体计算 (14)5 电气设备选择及其布置 (19)5.1 110kV侧电气设备的选择及校验 (19)5.1.1 断路器和隔离开关的选择及校验 (19)5.1.2 互感器的选择 (22)5.235kV侧电气设备的选择 (23)5.3 10kV侧电气设备的选择 (24)5.4 电气设备的布置 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A 主要元件清单 (29)附录B 主接线图 (30)附录C 平面布置图和断面图 (31)1 绪论1.1 工程背景本设计为地铁二号线静安寺主变电所主接线的设计。
地铁二号线一期工程外部电源方案为集中式供电，设2座110kV 主变电所。
中压网络采用独立的35kV 牵引供电网络以及独立的10kV 动力照明供电网络。
全线设7座牵引变电所。
地铁二号线一期工程设置的2座主变电所分别设于中央公园和静安寺。
每座主变电所均从区域变电所引入两路可靠的110kV 电源，静安寺主变电所的两路电源引自华山区域变电所的两段母线，距离为3km 。
地铁主降压变电所主要给牵引变电所和降压变电所供电，牵引系统和动力照明系统的负荷统计如表1.1所示。
表1.1 主变电所符合统计表1.2 设计原则和依据本次设计完全遵循主变电所主接线设计的原则和设计依据。
变电所主接线设计的原则和设计依据概括起来有下述几个方面。
(1) 设计的原则主接线设计必须贯彻执行国家有关工程建设的法令和政策，应符合现行的国家标准和设计规范。
(2) 设计的依据所名远期最大负荷 COS θ 回路数 重要负荷百分数(%) 中山公园2745 kW 0.9 2 96 静安寺2790 kW 0.9 2 96 人民公园2730 kW 0.91 1 96 陆家嘴2852 kW 0.92 1 96 东方路2898 kW 0.92 96 中央公园2700 kW 0.9 96 停车场2844 kW 0.9 96 动力照明系统8190 kW 0.91 2 88经有关部门正式批准的设计任务书是初步设计的主要依据；经过有关部门审查批准的初步设计文件和修改意见以及建设单位的补充要求是平面布置图、断面图设计的依据。
中华人民共和国现行主要标准及法规：(1)《35-110kV变电所设计规范》GB50059-92；(2)《35-110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92；(3)《供配电系统设计规范》GB50052-95。
1.3 设计内容以地铁供电工程设计为基础，完成一次主电路设计，进行相关的容量计算和高压电气设备的选择，并完成主接线图的设计和方案比较工作。
主要设计任务：(1) 确定主接线方案；(2) 确定主降压变电所的设计容量；(3) 进行相关负荷计算及短路容量计算；(4)110kV、35kV、10kV侧主变电所的主要设备选择；(5) 绘制主接线电路图，平面布置图，断面图。
2 电气主接线的方案确定2.1 电气主接线设计的原则电气主接线是构成电力系统的重要环节,也是主降压变电所设计的首要任务。
变电所运行的可靠性、灵活性和经济性与主接线的方案密切相关[1]。
(1)可靠性供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。
我国现行设计规程中的各项规定就是对运行实践经验的总结，设计时应予以遵循。
(2)灵活性电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的推出设备、切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。
(3)经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上还应使投资和年运行费用最小，使占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。
2.2 主接线的设计主变电所的电气主接线可以从高压侧和中压侧两个方面来描述[4]。
2.2.1 高压侧主接线A方案采用线路-变压器接线方式，如图2.1所示。
QS1 QS3QS2 QS4QF1QF2 T1T2图2.1 线路-变压器组接线方式线路-变压器组接线是最简单的主接线方式。
在正常运行方式下，两条线路各带一台主变压器；当进线线路故障时，通过区域变电所出线断路器的跳闸来消除故障。
系统接线简单，主接线运行的可靠性和经济性高，有利于实现主变电所的无人化和自动化[2]。
B方案采用内桥形接线方式，如图2.2所示。
QS1 QS3QS2 QS4QF1QF2T1T2图2.2 內桥形接线内桥形接线是变电所最常用的主接线形式。
其特点是高压侧的断路器数量较少；线路故障操作简单；接线清晰。
平时桥断路器分闸，相当于线路-变压器组接线，两条线路各带1台主变压器。
当输电线路发生故障时，只要断开故障线路的断路器就能切除故障而不会影响到其它回路正常运行；当变压器发生故障时，需要断开与其相连的两台断路器，这样就对未故障线路的正常运行造成了影响[3]。
但是随着主变压器质量的提高，各厂家生产的变压器都变成了免维护式的。
由于主变压器的运行可靠性高并且也不需要经常的切换，因此在主变压器容量不能满足N-1要求的情况下，主降压变电所采用内桥形接线形式可以提高系统供电的可靠性。
结论：相比而言，线路-变压器组接线受区域变电所故障的影响比较明显。
在地铁主降压变电所的设计中，根据两个电源都来自于同一个区域变电所的情况，主接线一般采用线路-变压器组接线形式。
