文档介绍：电气化铁道供电系统与设计课程设计报告
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2011 年 10 月 23 日
一、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20000 kVA(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1000 kVA,各电压侧馈出数目及负荷情况如下:
25kV回路(2路备):两方向年货运量与供电距离分别为,,。10kV共6回路(4路备)。
共电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。本变电所位于电气化铁路的中间,送电线距离20km,主变压器为三相接线。
二、题目分析及解决方案框架确定

由上述资料可知,本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务(一级负荷)、馈线数目多、影响范围广,应保证安全可靠的供电。10千伏地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内均为二级负荷,应有足够可靠性的要求。本变电所为终端变电所,一次侧无通过功率。题目中的变电所所负责供电的10kV负荷小于变压器额定容量的15%,则在110kV侧单独设置110/10kV的三相动力变压器,以供应10kV铁路信号专线及地区其他负荷。
三相双绕组YN,d11接线牵引变电所的优缺点如下:
优点是牵引变压器低压侧保持三相,有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力。并联运行时,当一台停电时,供电不会中断,运行可靠方便,能很好的适应山区单线电气化铁路牵引负荷不均衡的特点。三相YN,d11结线牵引变压器在我国采用的时间长,有比较多的经验,制造相对简单,价格也比较便宜。原边中性点可以引出接地,原边绕组可按分级绝缘设计制造,与电力系统匹配方便,对接地网的供电可实现两边供电。缺点是牵引变压器容量不能得到充分利用。%,引入温度系数后也只能达到84%,而且主接线相对复杂,设备投资也较大,维护检修工作量及相应的费用也有所增加。
主变压器台数和容量的选择
三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式,按故障检修时的需要,应设两台牵引用主变压器,地区电力负荷因有一级负荷,为保证变压器检修时不致断电,也应设两台。考虑到三相YN,d11结线牵引变压器的特点以及牵引变电所的类型(通过式牵引变电所)采用如图2所示的单母线分段接线。按照向复线区段供电的要求,其牵引侧母线的馈线数目较多,为了保障操作的灵活性和供电的可靠性,也便于故障断路器的检修,根据题目要求带有旁路母线和旁路断路器的接线方式以及根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求,主变压器容量与台数的选择,可能有以下两种方案:
方案A:2×20000千伏安牵引变压器+2×6300 kVA地区变压器,一次侧同时接于110 kV母线,(110千伏变压器最小容量为6300kVA)。
方案B:2×25000千伏安的三绕组变压器,因10千伏侧地区负荷与总容量比值小于15%,采用电压为110/,结线为两台三绕组变压器为牵引负荷供电,同时曾设动力变压器2×6300千伏安为地区电力负荷供电。三绕组变压器各绕组容量比为100:100:50。
三、设计过程

电气主接线一方面从电源系统接受电能,一方面又通过馈电线路将电能分配出去。电气主接线的电源回路和用电回路之间采用什么方式连接,以保证工作可靠性灵活是十分重要的问题。依据该牵引变电所负荷等级,要求两路电源进线,因有系统功率穿越,属通过式变电所,110kV侧采用图2所示的单母线分段接线。此设计中着重考虑满足供电的可靠性和运行操作中的安全、灵活及便利,因此采用单母线分段接线。下图1为三相YN,d11变电所的变压器的主接线。

(或55kV)馈线断路器的跳闸次数较多,为了提高供电的可靠性,按馈线断路器备用方式不同, 侧馈线的接线方式一般有下列三种:
(1)馈线断路器100%备用的接线
如图3所示。这种接线当工作断路器需检修时,即由备用断路器代替。断路器的转换操作方便,供电可靠性高,但一次投资较大。
(2)馈线断路器50%备用的接线
如图4所示。这种接线每两条馈线设一台备用断路器,通过隔离开关的转换,备用断路器可代替其中任一台断路器工作。
(3)带旁路母线和旁路断路器的接线
如图5所示。一般每2至4条馈线设一旁路断路器。通过旁路母线,旁路断路器可代替任一馈线断路器工作。在正常运行时,旁路断路器不带电。各回