摘 要
交流与直流牵引变电所设计师电力牵引供电系统的重要组成部分。其内容包括电气设备选择、电气主接线和配电装置设计、控制保护系统的技术方案与接线方式、接地装置设计等。它对整个供电系统的技术经济指标、运行方式都有重大的影响。
牵引变电所与供变电系统其他供电装置的设计，不仅要满足正常运行方式下的各种工作状态及运行条件的要求，而且还应考虑在故障条件下如何缩小或限制故障的范围和影响，并保证电气设备在故障状态下安全可靠地工作。
关键词 短路电流；主接线；电气设备
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目 录
第一章 电气主接线与高压配电装置 ..................................................................................................... 1
1.1概述 ............................................................................................................................................. 1 1.2电气主接线应满足的基本要求 ................................................................................................. 1 1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 ............................................................................. 2 第二章 牵引变电所主接线的确定 ......................................................................................................... 3
2.1原始资料 ..................................................................................................................................... 3 2.2确定C所主接线形式 ................................................................................................................. 3 2.3说明理由 ..................................................................................................................................... 3 第三章 短路计算 ..................................................................................................................................... 5
3.1短路计算的相关概念、内容和目的 ......................................................................................... 5 3.2短路计算点的确定原则 ............................................................................................................. 5 3.3短路计算 ..................................................................................................................................... 5 第四章 设备及选型 ................................................................................................................................. 8
4.1 母线的选取及校验 .................................................................................................................... 8 4.2支柱绝缘子及穿墙套管的选取及校验 ................................................................................... 12 4.3高压断路器选取及校验 ........................................................................................................... 14 4.4隔离开关的选取及校验 ........................................................................................................... 16 4.5高压熔断器的选取及校验 ....................................................................................................... 18 4.6电压互感器选取 ....................................................................................................................... 19 4.7电流互感器选择 ....................................................................................................................... 20 4.8避雷器的选取 ........................................................................................................................... 24 结 论 ..................................................................................................................................................... 25 参考文献 ................................................................................................................................................. 26 附录1 ...................................................................................................................... 错误！未定义书签。
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第一章 电气主接线与高压配电装置
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。
1.2电气主接线应满足的基本要求
电气主接线应满足安全性、可靠性、经济性和方便性四项基本要求： 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。 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。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。由事故造成中断供电的机会越少、影响范围越小，停电时间越短，主结线的安全可靠性就越高。
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3. 经济性
经济性主要取决于汇流母线的结构类型与组数（几组母线）、主变压器容量、结构形式和数量、高压断路器配电单元数量、配电装备结构类型（屋内或屋外式）和占地面积等因素。它通常与可靠性方便性之间有矛盾。为此，必须力求技术、经济两者的统一，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使投资和运行费最省。 4. 方便性
(1)操作的方便性 尽可能使操作步骤少，以便于操作人员掌握，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
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. 应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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第二章 牵引变电所主接线的确定
2.1原始资料
C所由丙站送出的两回110kV线路供电。但正常运行时，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回110kV线路（L6）平时不向牵引负荷供电。只经过C所的110kV母线转接至某企业110kV变电站。
C所内采用两台变压器，固定全备用。所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。牵引侧除向两个方向的牵引网供电外，还要向电力机务段供电（两回）和地区10kV 负荷供电（一回）。C所内设有27.5/10kV 1000kVA动力变压器一台。10kV高压间内设有4路馈线，每路馈线设有：电流表、电压表、有功电度表、无功电度表。设有电流速断和接地保护，继电保护动作时间0.1秒。10kV高压间设在27.5kV高压室一端，单独开门。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。
2.2确定C所主接线形式
高压侧采用双T形式的三项牵引变电所主接线；
牵引负荷侧才有单母线用隔离开关分段带旁路母线的接线方式。
2.3说明理由
1.首先确定C所为中间式牵引变电所。因为这类牵引变电所一般有两类电源进线，主要向牵引负荷和地区负荷供电，且无系统功率穿越。以上几点符合原始资料中C所的有两回110KV线路供电，向某企业110KV变电站供电的实际情况。
2.双T接线中，两路电源、两台主变压器只需要两套断路器，并且110KV侧无系统功率穿越，这些都是符合原始资料中C所情况的。况且双T接线结构简单,110KV侧无需设置继电保护装置，使二次接线装置也较为简单，可节省投资。
3.由于C所牵引侧除向两个方向的牵引网供电以外，还要向电力机务段供电（两回）
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