电力牵引变电所设置与运行分析赵丹.doc

题 目： 电力牵引变电所设置与运行分析 院 系： 西南交通大学网络教育学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 赵丹 指导教师： 李瑞芳 学习中心： 太原学习中心 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院2011年 12 月29 日院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 电气工程及其自动化 年级 09年 学 号 09933412 姓 名 赵丹 学习中心 太原学习中心 指导教师 李瑞芳 题目 电力牵引变电所设置与运行分析 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩组组长 (签章) 年 月 日 诚信承诺一、 本论文是本人独立完成；二、 本论文没有任何抄袭行为；三、 若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。

　　　　　　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）： 年　　月　　日目录第1章 前言 11.1 课题的来源和目的 11.2 高速铁路AT供电方式介绍 2第2章设计原始资料和设计原则 42.1 设计依据、范围及设计年度 42.2 设计主要条件、原则 42.3 供电及负荷情况 52.4 外部电源 62.5 所址选择原则 6第3章电气主结线设计 73.1 220kV高压侧接线 73.2 27.5kV侧接线 8第4章 主要设备选型 94.1 牵引变压器 94.2 高压断路器 104.3 隔离开关 114.4 互感器 114.5 二次设备 12第5章 防雷设计 145.1 直击雷的防护 145.2 避雷针的保护范围计算 14第6章 接地设计 156.1 接地设计方案 156.2 接地电阻要求 156.3 牵引变电所接地方案 15第7章 保护配置 167.1 继电保护的基本任务 167.2 继电保护的基本要求 167.3 牵引变电所继电保护配置 16第8章 自用电方案 178.1 交流自用电 178.2 直流自用电 178.3 与通信专业自用电整合 17结 束 语 18致 谢 20摘 要随着我国《中长期铁路网规划》的实施,特别是在全球金融危机的背景下,我国多次追加用于铁路建设的资金项目,我国的铁路建设迎来了新一轮高峰,其中高速铁路成为铁路建设的重点。

客运专线以高速和快速技术为支撑，列车运行速度实现了历史性的跨越客运专线是以客运为主的快速铁路时速200至350km/h的铁路统称为客运专线，曲线半径一般在2200m以上客运专线运量大、效能高，社会经济效益显著客运专线列车最小行车间隔可达三分钟，列车密度可达每小时20列AT供电方式适用于高速电气化铁路,即牵引变电所的变压器接线方式为用两台单相变压器组成的V/V接线,线路的上下行在AT所和分区所并联,组成全并联AT供电方式牵引变电所是电气化铁路的牵引供电系统中的关键设备将地方电厂送来的220KV或110KV通过主变转换成27.5KV的电压，然后通过馈线送到接触网上，最后向电力机车供电本文根据给定的设计依据和原则，设计一座AT供电方式，满足250km/h高速客运专线铁路使用的牵引变电所分别从牵引变电所电气主结线、设备容量计算、设备选型、生产房屋布置、构架类型、保护装置配置、自用电方案、防雷接地方案等几个方面进行设计关键词 高速铁路; AT供电方式; 牵引变电所 第1章 前言牵引变电所是电气化铁路的牵引供电系统中的关键设备将地方电厂送来的220KV或110KV通过主变转换成27.5KV的电压，然后通过馈线送到接触网上，最后向机车内的整流装置供电。

牵引变电所的正常、优质工作，对牵引供电系统的电能质量、经济运行和可靠供电，起着关键性的作用；同时对保证电气化铁路的安全运输和经济效益有重大影响本文根据给定的设计依据和原则，设计了一座AT供电方式，满足250km/h高速客运专线铁路使用的牵引变电所分别从牵引变电所电气主结线、设备容量计算、设备选型、生产房屋布置、构架类型、保护装置配置、自用电方案、防雷接地方案等几个方面进行设计1.1课题的来源和目的高速铁路的定义我国一般指160--200公里/小时为准高速铁路； 最高运行速度达到200公里/小时及以上的铁路为高速铁路 高速铁路的优点旅行时间短：虽比飞机慢，但节省去回飞机场时间；比其他运输工具都快客货运量大：如：客运列车最大载客量可达1300人/列货运5000-5500吨、2万吨列车土地占用面积小：双线铁路能力为双向四车道高速公路的2倍，但占地仅为高速公路的1/2能源消耗低：高速列车的每人·公里能耗约为汽车、飞机能耗的1/5由于高速铁路采用电力机车牵引，与消耗石油的的飞机、汽车相比，更显示出节约资源的优势对环境污染小：以主要有害物二氧化碳为例：高速列车、小汽车、飞机平均每座席公里排放量比例为1：7.96：5.39,治理污染的费用为1：5.2:4。

外部运输成本低：比飞机、汽车等运输便宜运行准时：如：日本列车晚点率为0.3%，且晚点1分钟即统计晚点；西班牙承诺晚点5分钟即退回全部票款安全可靠：日本40多年、法国20多年来高速从未发生旅客伤亡事故法国道口、德国车轮曾出现事故）不受气候的影响：先进的列控系统作保证社会经济效益好：方便、快捷、便宜、环保、安全1.2高速铁路AT供电方式介绍AT供电方式又称自耦变压器供电式随着对外开放和引进国外先进技术，我国已逐渐在新建电气化铁道上采用，在AT牵引变电所中，牵引变压器将110（220） kV三相电降压至单相55 kV，然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端电压的一半27.5 kV，与正常接触网工作电压相同机车在正常运行时，由于接触网与钢轨及正馈线与钢轨间的自耦变压器线圈上的电压相等，因此接触网和正馈线上各通过二分之一的牵引电流，且大小相等方向相反，消除了对附近通信线路上的干扰同时减少了电能损耗正馈线与接触网同杆架设在支柱田野侧在AT供电方式区段，与接触网同杆架设在田野侧的还有一条保护线，它相当于架空地线，在自耦变压器处保护线经接触悬挂接地部分或双重绝缘子中部同钢轨连接。

保护线电位一般在500 V下，正常情况下无电流通过当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作为回路，减少了对铁路信号轨道电路的干扰同时对接触网起屏蔽作用也减少对架空通信线的干扰，另外起避雷线的作用，雷电可通过接在保护线上的放电器入地 横向连接线将钢轨与保护线并联，其目的是在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较大时，降低钢轨电位 除了牵引变电所馈出线处设置自耦变压器外，在供电臂中还要单独设置自耦变压器即 AT所AT所的间隔除考虑防止干扰外，还应考虑供电回路阻抗及钢轨电位的影响，一般按10～15km设置采用AT供电方式使牵引网电压增高，电流减小，牵引变电所间距离增大，提高了供电质量减少了投资自耦变压器并联于接触网上，不需增设电分段，能适应高速、大功率电力机车运行但AT供电方式也使牵引变电所主接线和接触网结构复杂，增设了AT所等不利因素1.2.1 AT供电方式基本原理 图1-1 AT供电方式示意图AT供电方式如图1-1其牵引网结构较复杂，由接触悬挂T、正馈线F、保护线PW(包括CPW线)、轨道大地系统R以及每隔一定距离设置的自耦变压器（AT）构成。

AT并联于接触导线和正馈线之间，AT中点和钢轨相连，使大部分回流流经正馈线，从而降低对 邻近通信线的干扰为尽量减小感应环的尺寸，正馈线和接触导线架设在同一支柱上一般情况下，正馈线和接触导线对钢轨具有相同的电压1.2.2 AT供电系统的构成AT供电电化区段，牵引供电系统由牵引变电所（S。