西南交通大学峨眉校区课程设计
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摘 要
本课程设计较系统的阐明了牵引变电所D设计的基本方法和步骤。重点在于对牵引变压器的容量计算、牵引变压器的选择和运行技术指标的计算并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，最后完成对牵引变电所主接线图主接线图的设计。
关键词： 容量计算；设备选择；主接线图
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目 录
第1章 牵引变电所主结线设计原则及要求 ..................................................................... 6
1.1概述 ......................................................................................................................... 6 1.2电气主接线基本要求 ............................................................................................. 6 1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 ......................................................... 7 第2章 牵引变电所电气主接线图设计说明 ..................................................................... 8
2.1 概述 ........................................................................................................................ 8 2.2 具体分析 ................................................................................................................ 8 2.3 D所主接线方式 ..................................................................................................... 8 第3章 短路计算 ................................................................................................................. 9
3.1短路点的选取 ......................................................................................................... 9 3.2短路计算 ................................................................................................................. 9 第4章 设备及选型 ........................................................................................................... 11
4.1硬母线的选取 ........................................................................................................ 11 4.2支柱绝缘子和穿墙导管的选取 ........................................................................... 14 4.3高压断路器的选取 ............................................................................................... 15 4.4高压熔断器的选取 ............................................................................................... 16 4.5隔离开关的选取 ................................................................................................... 17 4.6电压互感器的选取 ............................................................................................... 18 4.7电流互感器的选取 ............................................................................................... 19 4.8避雷器的选取 ........................................................................................................ 20 4.9避雷针的选取 ....................................................................................................... 20 后 记 ............................................................................................................................. 22 参考文献 ............................................................................................................................. 23 附 录I ................................................................................................................................ 24 附 录II .............................................................................................................................. 25
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第1章 牵引变电所主结线设计原则及要求
1.1概述
牵引变电所（含开闭所、降压变电所）的电气主结线，是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。用规定的设备文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的单线或三线结线图，称为电气主结线图。它不仅标明了各主要设备的规格、数量，而且反映各设备的连接方式和各电气回路的相互关系，从而构成变电所电气部分主系统。电气主结线反映了牵引变电所的基本结构和功能。在运行中，它能表明与高压电网连接方式、电能输送和分配的关系以及变电所一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据；在设计中，主结线的确定对变电所电气设备选择、配电装置布置、继电保护装置和计算、自动装置和控制方式选择等都有重大影响。此外，电气主结线对牵引供电系统运行的可靠性、电能质量、运行灵活性和经济性起着决定性作用。此外，电气主结线及其组成的电气设备，是牵引变电所的主体部分。因此，电气主接线的设计与运行，具有十分重要的意义。
1.2电气主接线基本要求
1.2.1安全性
主要体现在：隔离开关的正确配置和隔离开关接线的正确绘制。 隔离开关的主要用途是将检修部分与电源隔离，以保证检修人员的安全。 在主接线图中，凡是应该安装隔离开关的地方都必须配置隔离开关，不能有个别遗漏之处，也不允许从节省投资来考虑而予以省略。
主接线的安全性是必须绝对保证的，在比较分析主接线的特点时，不允许有“比较安全、安全性还可以”等不合适的结论。
1.2.2可靠性
电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电所来说是可靠的，而对另一些发电厂和变电所则不一定满足可靠性要求。
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电气主接线可靠性的高低，与经济性有关。一般来讲，主接线的可靠性愈高，所需的总投资和年运行费愈多。另一方面，可靠性愈高，因停电而造成的经济损失愈小。所以，对主接线可靠性进行分析时，要根据资金是否充沛，停电的经济损失多少等，从各方面加以综合考虑。
1.2.3经济性
它通常与可靠性方便性之间有矛盾。在可能和充分论证的条件下，可采用按远期规划设计主接线规模、分期实施投资、增加设备等措施，达到最好的经济效益。
1.2.4方便性
1．操作的方便性：尽可能使操作步骤少，以便于人员掌握，不致出错。 2．调度的方便性：根据调度要求，方便地改变运行方式。
3．扩建的方便性：总的来说，对主接线的要求主要是可靠性和经济性两个方面。
1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤
在电气主结线的设计中，应遵循的主要原则与步骤：
1. 以批准的设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策和有关的技术政策、技术规范和规程为准则，结合工程具体特点和实际调查掌握的各种基础资料，进行综合分析和方案研究。
2. 主结线设计与整个牵引供电系统供电方案、电力系统对电力牵引供电方案密切相关，包括牵引网供电方式、变电所布点、主变压器接线方式和容量、牵引网电压水平及补偿措施、无功、谐波的综合补偿措施以及直流牵引系统电压等级选择等重大综合技术问题，应通过供电系统计算进行全面的综合技术经济比较，确定牵引变电所的主要技术参数和各种技术要求。
3. 根据供电系统计算结果提供的上述各种技术参数和有关资料，结合牵引变电所高压进线及其与系统联系、进线继电保护方式、自动装置与监控二次系统类型、自用电系统，以及电气化铁路当前运量和发展规划远景等因素，并全面考虑对主结线的基本要求，做出综合分析和方案比较，以期设计合理的电气主结线。
4. 新技术的应用对牵引变电所主结线结构和可靠性等方面，将产生直接影响。
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第2章 牵引变电所电气主接线图设计说明
中心变电所：有4路以上进线并有系统功率穿越。中间通过式变电所：有两路进线并有系统功率穿越。中间式变电所：有两路进线，无系统功率穿越。不同类型的牵引变电所采取不同型式的电气主接线。
2.1 概述
根据原始资料D所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线。27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。所用电有地方10kV可靠电源。
对D所做出具体分析并得出该所变电站的主接线方式。
2.2 具体分析
（1）首先确定D所为中间通过式牵引变电所。因为这类牵引变电所一般有两类电源进线，且有系统功率穿越，符合D所原始资料中线路供电的情况。
（2）外桥接线中，按保证牵引符合供电的需求一般有两回路，主要向牵引负荷和地区负荷供电，桥型接线中的间牵引变电所还有穿越功率通过母线，并向临近牵引变电所或地区变电所供电，符合D所原始资料中的情况。
（3）由于D所直接由地方区域变电所乙站供电，方便引入高压室，便于接线。所以牵引负荷侧主母线采用不分段单母线的接线方式，并设有室外辅助母线。
（4）对于D所不采用双母线接线是因为D所只有两条电源进线，而双母线接线则要求进线要有4条以上，所以此点不符合。
（5）对于D所不采用双T型接线，是因为D所有系统功率穿越，而双T接线只适用于无功率穿越的变电所，所以此点不符合。
2.3 D所主接线方式
（1）110KV高压侧采用外桥接线的三相牵引变电所主接线。 （2）27.5KV牵引负荷侧采用不分段单母线的接线方式。
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