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牵引供电系统课程设计

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电力牵引供电系统课程设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 20日

指导教师评语 平时（30） 报告（30） 修改（40） 总成绩 电力牵引供电系统课程设计报告

- 1 - 1 设计原始资料 1.1 具体题目 根据参考教材负序电流计算的例题，对其中的线路(b) ﹑(d)断开方式进行负序电流分配系数的计算。 2 题目分析及方案设计

2.1 题目分析 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。同时，交—直整流型电力机车产生的高次谐波电流进入电力系统。而且，牵引腐恶的功率因数较低。单相牵引负荷，引起发电机的不对称运行。从发电机的安全运行考虑，其每相电流都不应超过额定值。否则，电流最大的一相将超过额定温升。当最大一相电流达到额定值时，较小的两相电流却小于额定值，此时限制了发电机的出力。因此。必须采取有效的措施，减少这些影响。当负序电流进入电力系统时，将造成电动机定子绕组三相电压不对称而使正序分量减小。当电动机的机械功率不变时，必将赢棋定子电流增加，并造成各相电流不平衡，从而降低运行效率，负序电流还将在电动机忠产生负序旋转磁场。从电力变压器的安全运行考虑，其每相电流都不应超过额定值或允许过载值。若超过允许过载值则会造成变压器的附加电能损失，并在变压器铁芯磁路忠造成附加发热。负序电流流过输电线路时，负序有功功率等于零，却要产生电能损失，从而降低了输电线路的输送能力。负序电流对继电保护的影响是其很容易使电力系统中以负序分量启动的继电保护及自动装置误动作，从而增加保护的复杂性。这些都对电力系统的安全有效运行产生不良影响。

2.2 方案设计

本题采用分配系数计算法来计算电力牵引负荷对系统发电机的负序影响。需要计算对该发电机的负序电流分配，并检验是否超出发电机负序电流允许值。为了求得监视点的负序电流分配叙述，需要利用串联、并联及—Y间的变换将系统变换化简。化简至包括各监视点和各负序电流源的最简单网络，使网络中不属于监视点的电源点和负荷点尽量少。在计算某一负序电流源对监视点的负序电流分配系数时，将其他负序电流源开路，并进一步化简网络，直到负序电流源与监视点间为简单的分支关系为止。最后，利用单位电流法和网络化简法求得分配系数。

电力牵引供电系统课程设计报告 - 2 - 3 电力系统负序电流分配系数的计算 图3.1为某一负序网络图实例。图中A﹑B为两个牵引变电所，视为负序电流源，Ⅰ﹑Ⅱ分别为电力系统的负序电流和负序电压监视点

212.1

232120

4.5

2230

196c18

2d

73.2a

83.2b

126.313

4.5

1413.911

10.6

832

1513.6

1740

4104.23

265

582

8.4

124.5

66

1034.1

97

A

B

图3.1 负序网络图实例 电力牵引供电系统课程设计报告

- 3 - 在(b) ﹑(d)断开的运行方式下，利用网络简化法，由图3.1得到图3.2，则对元件3﹑4﹑5进行—Y变换得

3524

354

26585.62658104.2XXXXXX

(Ω)

3425

354

265104.273.21658104.2XXXXXX

(Ω)

4526

354

104.282.22658104.2XXXXXX

(Ω)

124.5

3043.6

28.4245.6

73.2

2573.2

262.26

6

97

1034.1

1513.6126.31413.91110.632821

2.127

1.7

282.4196

2911.4

134.5

BA 图3.2 负序网络简化图 对元件20﹑22﹑23进行—Y变换得

232027

232022

214.51.7214.530XXXXXX

(Ω)

222028

232022

304.52.4214.530XXXXXX

(Ω)

232229

232022

213011.4214.530XXXXXX

(Ω)

3016173.64043.6XXX(Ω) 电力牵引供电系统课程设计报告 - 4 - 31151213.66.319.9XXX(Ω) 2526634

2526610

()73.2(2.26)21.673.22.2634.1XXXXXXXX



(Ω)

1026636

2526610

()34.18.22.473.22.2634.1XXXXXXXX



(Ω)

371132212710.682.11.722.4XXXXX(Ω) 3828192.468.4XXX(Ω) 求A对Ⅰ﹑Ⅱ的分配系数AC﹑AC,则负序网络图化简为图3.3

124.5

3043.6

28.4

73.234

10.848

3.1

1413.9

134.549

4.9

3119.9

5011.3

A

图3.3 负序网络简化图 49372922.411.433.8XXX(Ω)

353648

353649

21.69.43.121.69.433.8XXXXXX

(Ω)

493649

353649

33.89.44.921.69.433.8XXXXXX

(Ω)

493550

353649

33.821.611.321.69.433.8XXXXXX

(Ω) 电力牵引供电系统课程设计报告 - 5 - 对负序网络图进行进一步简化，得到图3.4

124.5

3043.6

0.56A552.6

1.56A28.6V

5611

13.1V0.94A5328.314

13.9

1.45A

544.6

42.3V

5141.97

3.2

3.98A

A

1A2.97A24.5V

图3.4 负序网络简化图 25254

25231

8.434.94.68.434.919.9XXXXXX

(Ω)

23155

25231

8.419.92.68.434.919.9XXXXXX

(Ω)

315256

25231

19.934.9118.434.919.9XXXXXX

(Ω)

网络简化法求AC﹑AC，见图3.4。设A有负序电流100A，而 55X支路总阻抗为 13055

130

24.543.62.618.324.543.6XXXXX

(Ω)

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牵引变电所课程设计--中间牵引变电所电气主接线的设计-精品

牵引变电所课程设计--中间牵引变电所电气主接线的设计-精品

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 系、 部 电气工程系专业班级 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。

双线铁路牵引变电所电气主接线——课程设计

双线铁路牵引变电所电气主接线——课程设计

牵引供电课程设计报告书题 目双线铁路牵引变电所电气主接线 院/系(部)电气工程系 班 级方1010-5 学 号 20106742 姓 名王胜合 指导教师王庆芬 完成时间2013年12月20日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2010级 牵引供电课程设计摘要牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将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。

进行双线铁路牵引变电所设计，首先分析负荷及环境情况确定变压器选型，并进行容量计算选出型号并选定了固定备用；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，并进行校验；对牵引变压器和馈线配置继电保护和无功补偿；最后对牵引变电所进行防雷保护。

经过上述步骤的分析和计算，最终完成了课题要求。

选出各种设备的接线方式，变压器等设备的型号，完成整个线路并用CAD绘制了最终图纸。

【关键词】：牵引变电所主接线继电保护无功补偿目录第1章课程设计目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.2.1 设计的基本要求 (1)1.2.2 设计的依据 (1)第2章方案的比较 (2)2.1 负荷分析 (2)2.2 方案比较拟定 (2)第3章变压器备用方式及选型 (3)3.1 变压器备用方式 (3)3.2 变压器容量计算 (3)3.3 变压器的选型 (6)第4章主接线设计 (6)4.1 电源侧主接线设计 (6)4.1.1 倒闸操作 (8)4.2 牵引侧主接线设计 (9)第5章短路计算 (10)5.1 短路计算示意图 (10)5.2 短路计算 (10)第6章设备选择 (13)6.1 进线导线的选择 (13)6.1.1 110kV侧电源进线的型号选择 (13)6.1.2 27.5kV侧母线的选择 (13)6.2 电气设备的选择 (14)6.2.1 高压断路器、隔离开关的选择 (14)6.2.2 电压互感器的选择 (16)第7章继电保护 (18)7.1 继电保护基本要求 (18)7.2 电力变压器继电保护的选择 (18)第8章并联无功补偿 (19)8.1 功率因数低的原因 (19)8.2 并联电容补偿的作用 (19)8.3 并联电容补偿 (20)第9章防雷保护 (21)第10章结论 (21)参考文献 (22)第1章课程设计目的和任务要求1.1 设计目的通过本次设计，对所学的专业知识得到相当的运用和实践，这将使自己所学的理论知识提升到一定的运用层次，为以后完成实际设计奠定扎实的基本功和基本技能，最终达到学以致用的目的。

牵引变电所G电气主接线的设计课程设计 精品

牵引变电所G电气主接线的设计课程设计 精品

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 (5)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 (6)2.2.1 电气主接线特点 (6)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 (8)第3章牵引变压器选择 (8)3.1 牵引变压器的备用方式 (8)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 (10)4.1 短路计算的目的 (10)4.2 短路点选取 (11)4.3 短路电流计算 (11)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 (15)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 (16)5.1.4 低压侧户内断路器选择 (17)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 (23)6.2 主变压器继电保护装置配置 (23)第7章并联无功补偿 (24)7.1 并联电容补偿的作用 (24)7.2 并联电容补偿计算 (24)第8章防雷 (26)8.1 雷电过电压的基本形式 (26)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。

轨道交通车辆电力牵引控制系统课程设计

轨道交通车辆电力牵引控制系统课程设计

轨道交通车辆电力牵引控制系统课程设计一、设计目的本课程设计主要旨在让学生通过独立设计轨道交通车辆电力牵引控制系统，加深对电力机车、控制系统、微机控制等相关知识的理解与掌握，同时提高解决实际问题的能力。

二、设计要求1.设计一套基于微机控制的轨道交通车辆电力牵引控制系统，实现车辆起步、加速、制动等功能。

2.掌握电力机车的控制原理、电机的控制方式、牵引系统的调节方法等知识。

3.了解轨道交通系统的基本构成、运行原理和安全规定。

4.熟练掌握微机控制器的编程和单片机应用。

三、设计内容1.设计电力牵引控制系统的硬件电路，包括电机控制电路、微机控制接口电路、控制信号滤波电路等。

2.编写电力牵引控制系统的嵌入式软件，实现电机控制、牵引力调节、故障保护等功能。

3.设计并搭建轨道交通车辆的测试台，对电力牵引控制系统进行测试和性能评估。

四、设计步骤1. 方案设计根据轨道交通车辆的要求和电力机车控制的基本要求，分析电力牵引控制系统的功能需求，确定硬件与软件方案，进行预估成本和工期，并做好实施准备工作。

2. 电路设计根据方案需求，进行硬件电路设计，包括电机控制电路、微机控制接口电路、控制信号滤波电路等。

设计出PCB电路板，绘制最终电路原理图，进行电路仿真、调试、优化等工作。

3. 软件设计确定嵌入式控制器及微机控制器的编程平台，进行嵌入式控制器的编程和微机控制器的驱动程序的开发，包括电机控制的开关量输出、PWM输出、AD采样、CAN 总线通信等功能。

4. 硬件和软件的集成将电路板、嵌入式控制程序、微机通讯程序等进行集成，形成一体化系统。

5. 系统测试使用测试台对电力牵引控制系统进行测试，并记录测试结果和性能评估。

在测试过程中，发现不足之处进行修改，直至系统性能达到预期。

6. 总结与反思总结与反思本次课程设计的过程和结论，发现问题并解决问题，同时总结本次经验，为以后的项目打下基础。

五、预期结果通过本次课程设计的学习，学生可以独立完成一套电力牵引控制系统，掌握电力机车控制原理、电机的控制方式、牵引系统的调节方法等知识，了解轨道交通系统的基本构成、运行原理和安全规定，熟练掌握微机控制器的编程和单片机应用，达到学生培养目的。