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目录
第1章课题设计任务要求 (1)
1.1 设计任务 (1)
1.2 设计的基本要求 (1)
1.3 设计的基本依据 (1)
第2章设计方案分析和确定 (1)
2.1 方案主接线的拟定 (1)
2.2 年运量和供电距离的分析 (2)
2.3 变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修 (3)
2.4 供电方式的优缺点 (3)
第3章变压器台数和容量的选择 (4)
3.1 牵引变压器备用方式的选择 (4)
3.2 牵引变压器台数和容量的选择 (5)
第4章主接线设计 (7)
4.1 电源侧主接线 (7)
4.2 牵引变压器接线 (8)
4.3 牵引侧主接线 (8)
4.4 倒闸操作 (10)
第5章牵引变电所的短路计算 (10)
5.1 短路计算的目的 (10)
5.2 短路点的选取 (10)
5.3 短路计算 (10)
第6章电气设备的选择 (12)
6.1 室外110kV进线侧母线的选择 (13)
6.2 室外27.5kV进线侧母线的选择 (13)
6.3 高压断路器的选择 (14)
6.4 隔离开关的选择 (15)
6.5 电压互感器的选取 (15)
6.6 电流互感器的选取 (16)
第7章电压水平的改善 (17)
7.1 接触网功率因数低的主要原因 (17)
7.2 串联电容补偿 (17)
第8章继电保护 (18)
8.1 继电保护的任务 (18)
8.2 继电保护基本要求 (18)
8.3 继电保护的拟用 (18)
第9章防雷保护装置 (19)
第10章总结 (19)
参考文献 (20)
第1章 课题设计任务要求
1.1 设计任务
SCOTT 接线牵引变电所电气主接线设计,对双线路供电经过本次设计，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。
1.2 设计的基本要求
（1）确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析其正常运行方式下的运行方式。
（2）确定牵引变压器的容量、台数及接线形式。 （3）确定牵引负荷侧电气主接线的形式。
（4）对变电所进行短路计算，并进行电气设备的选择。
（5）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。 （6）用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。
1.3 设计的基本依据
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两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为27000 kVA ，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2700 kVA ，各电压侧馈出数目及负荷情况如下： 25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为 m 503011k Mt L Q ??=，
m 304022k Mt L Q ??=，m 10120k Mt kWh q ?=?。10kV 共4回路(2路备)。
供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首端，送点距离30km ，电力系统容量为3000MVA ，选取基准容量为100MVA ，在最大运行方式下，电力系统的电抗标幺值为0.23；在最小运行方式下，电力系统的标幺值为0.25.主变压器为SCOTT 接线。
第2章 设计方案分析和确定
2.1 方案主接线的拟定
按110 kV 进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压等级馈线
数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。
方案一：两台牵引变压器，一次侧同时接于110 kV 母线，采用复线直接牵引供电方式如图2-1。
图2-1 复线直接牵引供电方式
方案二：两台牵引变压器和两台地区变压器，一次侧同时接于110 kV 母线(110千伏变压器最小容量为6300kVA)，采用复线AT 牵引供电方式。
2.2 年运量和供电距离的分析
由题意知：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为11L Q = 30?50Mt ·km ，22L Q = 40?30Mt ·km ，q ? = 120kWh/10kt ·km 。10kV 共4回路(2路备)。
故两方向上的年电量消耗为： 1W =q ?11L Q T=1576800MW
2W =q ?22L Q T=1261440MW
所以，每公里上的年消耗电量为：1W ?=52560MW ，1W ?=31536MW 因为直接供电方式和AT 供电方式均适应于两供电壁不平衡的情况，所以两种方案均符合要求。
2.3 变压器与配电装置的一次投资和和折旧维修
因为两种方案均采用的是容量相等的主变压器，方案二有多用了两台地方电力变压器，所以在一次投资方面方案一投资多一点。
2.4 供电方式的优缺点
直接供电方式结构最简单、维护管理最少、造价最低等优点，但是防干扰性较差，如果能和BT 供电方式相结合，则效果可大为改善。
AT 供电方式无需进步牵引网的绝缘程度即可将供电电压进步一倍。在相同的牵引负荷条件下，接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半。AT 供电方法牵引网单位阻抗约为BT 供电方法牵引网单位阻抗的1/4左右。从而提高了牵引网的供电能力，大大减小了牵引网的电压损失和电能损失。牵引变电所的间距可增大到90-100km ，不但变电所数量可以减少，而且相应得外部高压输电线数量也可以减少，还有利于选择既便利运营管理又缩短外部高压输电线长度的变电所地位。由于AT 供电方法无需在AT 处将接触悬挂履行电分段，故当牵引重载列车运行的高速度、大电流电力机车通过AT 处时，受电弓上不存在发生强烈电弧，能满足高速、重载列车运输的须要。同时，AT 供电方法对附近通讯线的综合防护后果要优于直接供电供电方法。
但AT 供电方式构造比较复杂。在开闭所、分区所、AT 所以及主变压器副边中点不接地的牵引变电所都设置自藕变压器等。牵引网中除了接触悬挂和正馈线之外，还
有维护线PW、横向联接线、帮助联接、横向联接、放电器等，所以，AT供电方法的工程投资要大于直接供电方式，相应的施工、维修和运行也比直供方式的工程投资大。
方案确定：综上所述，方案一较经济实惠，占地面积较少，故推荐方案方案一。
第3章变压器台数和容量的选择
3.1 牵引变压器备用方式的选择
牵引变压器在检修或发生故障时，都需要有备用变压器投入，以确保电气化铁路的正常运输。在大运量的双线区段，牵引变压器一旦出现故障，应尽快投入备用变压器，显得比单线区段要求更高。备用变压器投入的快供，将影响到恢复正常供电的时间，并且与采用的备用方式有关。备用方式的选择，必须从实际的电气化铁路线路、运量、牵引变电所的规模、选址、供电方式及外部条件(如有无公路)等因素，综合考虑比较后确定。我国的电气化铁路牵引变压器备用方式有以下两种。
(1)移动备用
采用移动变压器作为备用的方式称为移动备用。采用移动备用方式的电气化区段每个牵引变电所装设两台牵引变压器正常时两台并联运行。所内设有铁路专用岔线。备用变压器安放在移动变压器车上停放于适中位置的牵引变电所内或供电段段部
以便于需要作为备用变压器投人时缩短运输时间。在供电段所辖的牵引变电所不超过5～7个的情况下,设一台移动变压器其额定容量应与所辖变电所中的最大牵引变压器额定容量相同。当牵引变压器需要检修时可将移动变压器按计划调入牵引变电所。但在牵引变压器发生故障时移动变压器的调运和投入约需数小时。此间，采用移动备用方式的优点是牵引变压器容量较省。因此移动备用方式可用于沿线无公路区段和单线区段。
(2)固定备用
采用加大牵引变压器容量或增加台数作为备用的方式，称为固定备用。采用固定备用方式的电气化区段，每个牵引变电所装设两台牵引变压器，一台运行，一台备用。每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷，满足铁路正常运输的要求。
采用固定备用方式的优点是：其投入快速方便，可确保铁路正常运输，又可不修建铁路专用岔线，牵引变电所选址方便、灵活，场地面积较小，土方量较少，电气主接线较简单。其缺点是：增加了牵引变压器的安装容量，变电所内设备检修业务要靠公路运输。因此，固定备用方式适用于沿线有公路条件的大运量区段。
结合本次设计的任务书的要求，即该牵引变电所外部有公路连通，变电所外部没
有设置铁路岔线,当变电所需要检修时可能通过外部的公路到指定的变电所完成检修和设备维护，所以在当前进行电气化铁路牵引供电系统的设计中，牵引变压器的备用方式不再考虑移动备用方式。所以综合考虑情况该变电所采比较适合采用固定备用。
3.2 牵引变压器台数和容量的选择
牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，其容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务的问题。从安全运行和经济方面来看，容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧毁；反之，容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成其容量浪费，损耗增加，使运营成本增大。因此，在进行牵引变压器容量计算时，正确地确定计算条件，以合理地选定牵引变压器的额定容量是十分重要的。 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。
由已知得SCOTT 变压器计算容量为27000kVA 下面计算校核容量：
紧密运行时的列车对数为：
144101440==非N (对/日)
（1）一路设备的校核容量计算
用电时间为：
）
（min 2560120
25
2v 2t 11u =??==
∑L 总功率为：
）（VA t L A u k 856
251440365101012050301440
365q
Q 3
1111=??????=??=
∑∑ 其中 42.0144035
.12144n t N p 1u 1=??=∑=
T 上上, 42.01440
35
.12144n t N p 1u 1=??=∑=
T 下下
66.042.042.042.042.0p p -p p 11111=?-+=+=下上下上p 而 5.210
2
5.1210
t
n 1
u =?=
=
∑，取n=3 紧密运行时的电流为：
）（）（A A KI I 24725
856
4.23t 4.2311e max 1=??=∑∑??
== 最大容量为：
kVA I 135852475.272U 2S max 1max 1=??==
计算容量为：
）
（校VA K S S k 67932
13585
1max 1===
（2）二路设备的校核容量
用电时间为：
）（下下min 96012018
v t 22u =?==
∑L ）（上上min 660120
12v t 22u =?==
∑L (min)1569t 2u =+=∑
总功率为：
）（VA t
L A u k 411151440
365101012040301440
365q
Q 32
222=??????=??=
∑∑
其中 3.0144026
144n t N p 2u 2=??=∑=
T 上非上,
45.01440
29
144n t N p 2u 2=??=∑=
T 下非上
62.045.03.0-45.03.0p p -p p 22222=?+=+=下上下上p
而 5.110
15
10
t
n 2
u ==
=
∑，取n=2 紧密运行时的最大电流为：
）（）（A A KI I 14515411
4.22.2t 4.22.222e max 2=??=∑∑?
?==
最大容量为
)(79751455.272U 2S max 2max 2kVA I =??==
综合以上计算得校核容量为：
）
（校VA K S S k 39882
7975
2max 2=== 考虑10kV 电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电的计算容量为2700kVA,
考虑40%的裕量，即）（）（备用VA S k 118804.027*******=?+=
所以选择的安装容量为：
S=31500(kVA )
所以变压器选择为：2×31500kVA 牵引变压器，一次侧同时接于110 kV 母线，采用直接供电方式。其参数如表3-1所示。
表3-1 31500kVA 变压器参数
第4章 主接线设计
4.1 电源侧主接线
当牵引变电所只有两电源进线和两台主变压器时，常在电源线路间用横向母线将它们连接起来，即构成桥形接线。根据中间横向母线的位置不同而分为内桥接线和外桥接线两种，前者的桥接母线连接在靠变压器侧，而后者则连接在靠线路侧。内桥接线适用于线路故障较多的场所，外桥接线适用于变压器故障较多的场所，而变压器又不需要频繁的操作，故在此选内桥接线。
安装容量 kVA 空载损耗 kW 短路损耗 kW 阻抗电压 （%） 31500
38.5
148
10.5
4.2 牵引变压器接线
在该变电所中采用SCOTT牵引变压器，斯科特变压器原理电路图如图4-1，在电气主线图中它们的公共端接至接地网和钢轨；SCOTT变压器主接线如图4-2。
图4-1 SCOTT变压器原理电路图
图4-2 直接供电方式下SCOTT变压器主结线
4.3 牵引侧主接线
27.5 kV侧馈线的接线方式按馈线断路器备用方式不同可分为三种接线方式，馈线断路器100%备用的接线，馈线断路器50%备用方式，带旁路母线和旁路断路器的接线。这里两种方案均采用第二种接线方式，其连接方式：直接供电方式如图4-3和图4-4。
直供方式：上下行无需AT变压器，而是直接供给，所以他的母线就多出一根地线，分别与正、负馈线连接，为上下行线供电27.5kVA。变压器的备用方式是50%，即当上行或下行的变压器故障、检修的时候将备用变压器投入使用，提高了供电的可靠性和铁路运输的效率。在投入使用时先闭合母线上的隔离开关，然后闭合断路器，继而闭合母线侧隔离开关，最后将变压器侧隔离开关闭合，这样就成功将变压器投入使用。
图4-3 27.5KV侧的接线
图4-4 55KV侧的接线
4.4 倒闸操作
在牵引变电所给列车供电的时候要正确的进行倒闸操作，首先供电的时候要闭合110kV侧的断路器，因为断路器不可带电操作；然后相继闭合变压器侧和进线侧的隔离开关，使其给SCOTT变压器供电；变压器经过变电压和分相供电接触网，即图中所示的馈线。而在27.5kV侧的电压器的固定备用转换时，首先要将需要检修或者故障的变压器通过先断隔离开关后断断路器的顺序将其从线路中卸载下来，然后再通过先断路器后隔离开关的顺序将备用变压器接入线路中，保证牵引变电所的正常工作。
第5章牵引变电所的短路计算
5.1 短路计算的目的
（1）在选择电气设备时，为保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这需要全面的短路计算。
（2）在设计屋外高压配电装置时，需按短路计算条件检验软导线的相间和对地的安全距离。
（3）在选择几点保护方式和进行整定计算时，需要短路计算提供依据。
5.2 短路点的选取
因短路计算的主要计算式短路电流，所以对一次侧设备的选取一般选取110kV高压侧母线短路点作为短路计算点；对二次侧设备和牵引馈线侧断路器的选择一般选取27.5kV低压母线侧短路点作为短路计算点。
5.3 短路计算
电路示意图如图5-1
图5-1 短路示意图
电路简化图如图5-2，其中1d 点为110kV 高压母线短路点，2d 点为27.5kV 牵引母线短路点。
图5-2 短路简化图
取MVA S B 100=,V U k 115j =，变压器和线路的阻抗标幺值为 33.031500
1000
1001005.10100%*=??=?=
S S U X B K T 091.0115100
304.0x 2
j 21*=??==U S L
X B L 式中：1x 为线路单位阻抗；L 为线路长度；%K U 为变压器阻抗；S 为 短路回路的等值电抗为；为变压器容量。 （1）1d 点短路计算
回路的等值电抗为：
321
.023.0091.0*1=+=∑X
回路的等值电流为
12.3321
.011*1k *===
∑X I
短路电流有效值：
)
k (57.13
11510012.33
k *1A U S I I B B =??
=?
=
短路电流的最大值有效值：
）
（kA 37.257.151.1sh =?=I
短路容量：
)(31210012.3k *1MVA S I S B =?=?=
（2）2d 点短路计算
回路的等值电抗为： 651
.023.0091.033.0*2=++=∑X
回路的等值电流为
54.11
*k *==
∑
X I
短路电流有效值：
)
k (23.33
5.2710054.13
k *2A U S I I B B =??
=?
=
短路电流的最大值有效值：
）
（kA 07.523.357.1sh =?=I
短路容量：
)(15410054.1k *1MVA S I S B =?=?=
表4-1 短路计算值
)kA (I
）（kA sh I
110kV 侧 27.5kV 侧
1.57 3.23
2.37 5.07
第6章 电气设备的选择
电气设备的选择的基本原则是要能够满足牵引变电所的负荷容量；能够准确、快
速的断开故障电路，保证设备安全和人生安全；能够保证有能力承受长期最大馈线电流和最大短路电流；同时实现各种保护。
6.1 室外110kV 进线侧母线的选择
室外110kV 进线侧的母线为软母线，且每段负荷不同，母线截面可采取相同截面，并以最大长期工作电流方式来选择为宜。母线长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑。
经计算：
）
（A I 94.214)3110(315003.1omax =?÷?= 经查表得LGJ-70/40型钢芯铝绞线的允许载流量为340A （基准环境温度为25
度），符合式子）
，（1k k yx cmax =≤I I 式中：cmax I 表示通过导线的最大持续电流，yx I 表示对于额定环境温度下的允许电流，K 表示温度修正系数。
考虑裕度，110kV 进线侧的母线选用截面积为2mm 70的钢芯铝绞线（LGJ-95/55）。参数如表6-1所示。
表6-1 LGJ-95/55参数
额定电压（kV ） 允许载流量（A ）
最大允许电流（kA ） LGJ-95/55
110
335
20
6.2 室外2
7.5kV 进线侧母线的选择
母线的最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑，我们选择容量为31500kVA,电压为27.5/10.5kV 的三相双绕组电力变压器。经计算：
）
（）（A I 75.85935.27315003.1cmax =?÷?= 由资料得钢芯铝绞线（LGJ-630/45）的允许载流量为1120A （基准坏境温度为25度且允许温度为70度），符合式子），（1k k yx cmax =≤I I ，故初步确定27.5kV 侧的母线选用截面积为2mm 630的钢芯铝绞线（LGJ-10）。参数如表6-2所示。
表6-2 LGJ-630/45参数
额定电压（kV ）
允许载流量（A ）
最大允许电流（kA ） LGJ-630/45
27.5
1120
25
6.3 高压断路器的选择
由于牵引变电所工作电流变动比较大，所以断路器的工作环境比其他变电所的要恶劣，断路器的故障跳闸、操作次数要比一般的供电系统多。从减少维修工作量考虑，110kV 用6SF 断路器，27.5kV 侧的断路器选用电气换铁路专用的真空断路器。
（1）110kV 侧断路器的选择
最大工作电流按变压器的1.3倍计算
)(93.2143
110315003.13
3.13.1e A U S I I N N =??
=?
==
初选额定电流为1250A 的1250/1106-F S 的六氟化硫断路器。 短路热稳定性校验
）（）（）（S A K I ??=??=??k 1024.1175165t 8
2t e
S A Q ??=k 1094.46d
d 2
t e t Q K I >??）
（ 满足热稳定性。 （b ）短路动稳定性校验
A K I 3499715016522u e 1=??=?
A
6200i ch =
故动稳定性也满足。参数如表6-3。
表6-3 1250/1106-SF 的参数
额定电流（A ） 短路开断电流
（kA ）
额定电压（kV ） 最高电压（kV ） 1250/1106-SF
1250 40
110
126
（2）27.5kV 侧断路器的选择
)(73.8593
5.27315003.13
3.13.1e A U S I I N N =??
=?
==
初选额定电流为1250A 的ZN12-35型的真空断路器。 短路热稳定性校验
）（）（）（S A K I ??=??=??k 1096.4175661t 82t e
S A Q ??=k 1094.46d
d 2
t e t Q K I >??）
（ 满足热稳定性。 （b ）短路动稳定性校验
A K I 14019815066122u e 1=??=?
A
6200i ch =
故动稳定性也满足。参数如表6-4。 表6-4 ZN12-35断路器参数
额定电流（A ） 开断电流（kA ） 额定电压（kV ） 热稳定电流（kA ） 动稳定电流峰值（kA ）
ZN12-35
1250
31.5
35
31.5
63
6.4 隔离开关的选择
选择隔离开关，首先应考虑装置的种类和形式、屋内或者屋外使用，对于污秽地 区的屋外式要保证绝缘泄露比距的需要。 隔离开关的其他选择条件与断路器的类似。
经过计算和校验110kV 侧选择型号为GW4-110/1250-25的隔离开关；27.5kV 侧选择 型号为GW4-35/1000的断路器。参数如表6-5。
表6-5 隔离开关参数
额定电压（kV ） 额定电流（A ） 最大断开电流（kA ）
GW4-110/125
0 110 1250 25 GW4-35/1000
35
1000
63
6.5 电压互感器的选取
（1）供继电保护用的电压互感器的选择：准确级为3级。供110kV 侧计费的电压互感器选择：准确级为0.5级。
由于电压互感器装于110kV 测知识用来计费的，不需要保护，因此选用
1106-JCC 型准确级为0.5级，额定容量为500MVA 的电压互感器可以满足要求。由
于电压互感器是并联在电路中的，当主回路发生短路时，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要校验短路的稳定性。 （2）27.5kV 侧电压互感器的选择
由于电压互感器位于27.5kV 侧主要起到保护作用，用于保护牵引网馈线上锁发生的故障或事故，故其准确级为3级，因此选用JDJJ-35型准确级为3级，额定容量为600MVA 的电压互感器可以满足条件。由于电压互感器是并接于主回路中，当主回路发生短路时，短路电流不会流入互感器，因此电压互感器不需要校验短路稳定性。
6.6 电流互感器的选取
（1）110kV 侧电流互感器的选取
最大长期电流按变压器过载的1.3倍考虑
)(93.2143
110315003.13
3.13.1e A U S I I N N =??
=?
==
经查阅资料得电流互感器LCW-110的电流互感器。 （a ）短路热稳定性校验
）（）（）（S A K I ??=??=??k 1006.5175300t 8
2t e
S A Q ??=k 1094.46d
d 2
t e t Q K I >??）
（ 满足热稳定性。
（b ）短路动稳定性校验
A K I 6363015030022u e 1=??=?
A
6200i ch =
故动稳定性也满足。 （2）27.5kV 侧电流互感器的选取
最大长期电流按变压器过载的1.3倍考虑
)(75.8593
5.27315003.13
3.13.1e A U S I I N N =??
=?
==
经查阅资料得电流互感器LCW-35的电流互感器。 （a ）短路热稳定性校验
）（）（）（S A K I ??=??=??k 1025.2175200t 82t e
S A Q ??=k 1089.16d
d 2
t e t Q K I >??）
（ 满足热稳定性。 （b ）短路动稳定性校验
A K I 4242015020022u e 1=??=?
A 5800i ch =
故动稳定性也满足。
第7章 电压水平的改善
7.1 接触网功率因数低的主要原因
(1) 整流型机车由于交流侧电流波形畸变及整流换相过程中重叠导通角的影响。 (2) 牵引网阻抗影响。 (3) 牵引变压器影响。
7.2 串联电容补偿
如选择型号CY-1-20-1型电容器，已知V U CN 1000=，var k 20=CN Q ，
V Kv U 5.28875.27%5.10=?=?。
）（Ω=?=501032
CN CN
CN
Q U X ,）
（A U Q I CN
CN CN 20== 并联电容器数：
9.2120
9
.419==
=
CN
I I m ，取m=22。 串联电容器数：
8.46
.010005
.2887sin =?=?=
?CN U U n ，取n=5
电容器组总容量和总阻抗为：
var 210020521K Q n m Q CN C =??=??=
Ω=?=?=
9.1150215
n CN C X m X 校验：A A X U I C C 9.4192.4209
.111000
5max >=?==
V V X I U C 5.28871.29986.09.119.419sin >=??=??=??
所以补偿容量满足要求。
第8章 继电保护
8.1 继电保护的任务
当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
(1)供电系统需迅速地切断故障，并保护系统无故障部分继续运行。
(2)当系统出现非正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。
8.2 继电保护基本要求
继电保护应具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
8.3 继电保护的拟用
本设计中主要是SCOTT 变压器的保护和馈线的保护。 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；
主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。即主线路上的保护使用分段式保护，有效的保护器件和线路的安全，同时可以加装自动重合闸装置，保证最大的工作时间和工作的可靠性。
后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。
（1）远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
（2）近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。
第9章防雷保护装置
牵引变电所是重要的电力枢纽，一旦发生雷击事故就会造成大面积停电，同时一些重要的电气设备可能遭到损坏。变电所的雷害事故主要包括两方面：一是雷直击变电所，二是雷击输电线路产生雷电波沿线路入侵变电所。
对于直接雷击一般采用避雷针或者避雷线。对于雷电波侵入组要措施是阀式避雷器限制电压幅值，同时加以其他相应的辅助措施，避雷器应该与被保护设备并联，且安装在被保护装置的电源侧。
第10章总结
此次的课程设计主要是建立在选择一个SCOTT联结方式的牵引变电所的主接线的经济、简单、可靠、环保的方案。在方案的选择上我们选择了直接供电方式，就是不需要AT变压器，这就节省了基建和简化了接线。牵引变电所设计可分为三部分。第一部分是牵引变压器的选择和继电保护设计；第二部分是高压进线的设计；第三部分是低压出线的设计选择。电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。然后在器件的选择上就得根据所给条件并结合实际条件加以确定。
通过这个小学期的经历，认识到了所学的专业知识的重要性，也很好的弥补了在
1 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两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为22000 kV A (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2200 kV A ，各电压侧馈出数目及负荷情况如下：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为 kM 50Mt 30L Q 11??=，kM 30Mt 40L Q 22??=，kM Mt 10kWh 120Δq ?=。10kV 共4回路(2路备)。 供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首端，送电线距离30km ，主变压器为SCOTT 接线。 2 题目分析及解决方案框架确定 2.1 牵引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。 由已知牵引负荷量，可知25kV 侧的额定电流e I 为 =e I U 3S/=523(A)25)3(22000=? SCOTT 变压器计算容量公式为： 当Mx Tx I I >时： (kV A)2UI S Tx = 当Tx Mx I I >时： 2Tx 2 Mx I 3I U S +=(kVA) 校核容量公式为： 当Mmax Tmax I I >时： (kV A)2UI S Tmax bmax = 当Tx Mx I I >时： 2Tmax 2 Mmax bmax I 3I U S +=(kVA) (kV A)k S S bmax 校核=(k=1.5) 方案A ：当Mx Tx I I >时，假设M I =0、T I =Tx I (kV A)2UI S Tmax bmax =29150(kVA)523252=??= 当Tx Mx I I >时，假设T I =0，M I =Mx I 2Tmax 2Mmax bmax I 3I U S +==A)23875.9(kV 25523305233252=??=+?? 校核容量为取两者较大的，所以：29150(kV A)S bmax = (kV A)k S S bmax 校核==19767(kV A)1.529150=
供配电工程课程设计任务书 1．题目 能动学院10kV变电所电气设计 2．原始资料 2.1 课题原始资料 工程概况地下室为自行车库，地上五层，集实验室、办公室、研究室等综合性建筑。框架结构,现浇楼板，共有南北两栋楼。根据工程的总体规划，学院楼拟用两台变压器，一用一备，两路10kV电源进线引自校内10kV总配电所，变压器设在北楼一层的室内。现已建一台10/0.38kV变压器，另一台为二期工程，二级负荷的备用电源引自校内10kV总配电所。在南楼设置总配电间，电源引自北楼变电所。本工程消防负荷(如排烟风机、消防电源、应急照明、防火卷帘等)、弱电电源、客梯电力等为二级负荷，其余照明、空调、实验用电等均为三级负荷。二级负荷采用双回路(分别引自两段低压母线)供电，消防负荷采用双回路供电，两路电源末端配电箱自动切换；三级负荷采用单回路供电。 电力负荷：
2.2 供电条件 （1）供电部门110/10kV变电所位于工程附近1.5km处，10kV母线短路电流为20kA，根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线供电。 （2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。不同电价负荷，计量分开。如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。 （3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。 2.3 其他资料 当地最热月的日最高气温平均值为38℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。当地年雷暴日数为35天。当地地质平坦，海拔高度为100m，土壤为普通粘土。 3．具体任务及技术要求 本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下： 第1周周一：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。 周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。 周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。 周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。
变电站课程设计
第一章 主变的选择 1、1 设计概念 变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节。它起着变换和分配电能的作用。 变电站的设计必须从全局利益出发，正确处理安全与经济基本建设与生产运行。近期需要与今后发展等方面的联系，从实际出发，结合国情采用中等适用水平的建设标准，有步骤的推广国内外先进技术并采用经验鉴定合格的新设备、新材料、新结构。根据需要与可能逐步提高自动化水平。 变电站电气主接线指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务，变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。 一次主接线的设计将直接影响各个不同电压侧电气设备的总体布局，并影响各进出线的安装间隔分配，同时还对变电所的供电可靠性和电气设备运行、维护的方便性产生很大的影响。主接线方案一旦确定，各进出线间和电气设备的相对位置便固定下来，所以变电所的一次主接线是电气设计的首要部分。 1.2 初步方案选定 1. 2.1负荷分析计算 根据任务书可知初建变送容量MVA S 35001=，且预测负荷增长率%4=W 每年，所以有如下每年的负荷变化量。 MVA S 3501= MVA S W S 364350%)41(1)1(2=?+=+= 2)1(3W S +==1S 350%)41(2?+56.378=MVA 3 )1(4W S +=350%)41(13?+=S 702.393=MVA MVA S W S 450.409350%)41(1)1(544=?+=+= MVA S W S 829.425350%)41(1)1(655=?+=+= MVA S W S 862.442350%)41(1)1(766=?+=+= 576.460350%)41(1)1(877=?+=+=S W S MVA 1.2.2 主变压器台数、容量的确定 （1）台数的确定 根据变电站主变压器容量一般按5——10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑
电力牵引传动课程设计 实验报告
三相异步电机的VVVF控制实验报告 一、实验目的 通过实验将学习到的理论知识与实际相结合，进一步加深对三相异步电机VVVF调速控制的理解，深入了解VVVF控制的基本原理以及基本控制方法。 二、实验原理 1、变频调速基本控制方法 n=n01?s=60f1 p 1?s 一台电机如若希望获得良好的运行性能、力能指标，必须保持其磁路工作点稳定不变，即保持每极磁通量?m额定不变。 异步电机定子每相电势有效值公式： E1=4.44f1W1K w1?m 其中：f1—定子供电频率（HZ）；W1—定子每相串联匝数； K w1—基波绕组系数；?m—每极气隙磁通（Wb）。 ?m∝E1/ f1 E1不易控制。频率f1只要不很低，定子阻抗远远小于励磁阻抗，此时定子压降可忽略不计，U1近似等于E1。而U1很容易控制。 只要控制U1/ f1恒定，即实现恒压频比，即可使气隙磁通?m维持在额定值。
（1）基频以下调速 机械特性： T m = 3 2Ω0 U 2 R 1+ (X 1+X 2′)2 +R 12 ≈32Ω0U 12 X 1+X 2 ′=3p 1U 121 12′ =C （U 11 ）2 S m ≈R 2′12′=11n 0=60f 1 ∝f 1 最大转速降n 0S m 为恒定值。 低频时定子电阻R 1不能忽略 , 因此U 1不能认为近似等于E 1。如果还是控制U 1/ f 1恒定，并不能保证E 1/ f 1恒定，气隙磁通?m 就不能维持在额定值，而是小于额定值，电机没有得到充分利用，带载能力下
降，致使最大转矩T m减小。 低频时对定子电压进行相应补偿，才能保证E1f1恒定，如要求调速过程中电机的过载能力不变，即过载倍数K T不变，而电机容许输出转矩（额定转矩）T N=T m/K T,如前所述，T m为恒定值，所以T N也为恒定值。可见基频以下调速可实现恒转矩输出。 基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速” （2）基频以上调速 机械特性：
工厂供电课程设计报告 题目ＸX机械厂降压变电所的电气设计 姓名 学号 班级 指导老师 完成日期2014.5.24
一、设计任务书 (一)设计题目 ｘｘ机械厂降压变电所的电气设计 (二)设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式,确定变电所主变压器的台数与容量、类型,选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置,确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三)设计依据 １.工厂总平面图 图11—2××机械厂总平面图 2．工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4200h,日最大负荷持续时间为6 ｈ。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表１—７4所示。? 表1-74 工厂负荷统计资料
3．供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定,本厂可由附近一条10 kV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ －150，导线为等边三角形排列，线距为１．５m;干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约6 ｋm。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500 ＭV A。此断路器配备有定时限过电流保护种电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1．6ｓ。为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为70 kｍ,电缆线路总长度为15 km。 4．气象资料本厂所在地区的年最高气温为3５℃,年平均气温为2６℃,年最低气温为-100Ｃ，年最热月平均最高气温为35℃，年最热月平均气温为27℃，年最热月地下o.８ｍ处平均温度为24℃。当地主导风向为东南风,年雷暴日数为15。 5．地质水文资料本厂所在地区平均海拔6０0m。地层以粘土（土质)为主；地下水位为3m。 6.电费制度本厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元／kV A，动力电费为0.20元/ｋw·h，照明(含家电)电费为0．56元/kw·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算,一次性地向供电部门交纳供电贴费:6~lOkV为８０0元/ｋV A 二、设计说明书 (一)负荷计算和无功功率补偿
35KV变电站继电保护课程设计(同名16366)
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
目录 1 选题背景 (1) 2 方案论证 (1) 2.1 变压器容量和台数选择 (1) 2.2 主接线方案拟定 (1) 3 过程论述 (3) 3.1 电压不对称系数计算 (3) 3.2 变压器与配电装置的一次投资与折旧维修费 (6) 3.3 各方案的电能损耗 (7) 4 设计体会 (9) 参考文献 (11)
1 选题背景 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三个方向馈电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为12000kV A（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3850kV A。各电压侧馈出线数目及负荷情况如下： 25kV回路（1路备）：两方向年货运量与供电距离分别为Q1L1=33×60Mt.Km; Q2L2=31×25Mt.Km，K R=0.2，△q=100KWh/Kt.Km。 10kV回路（2路备）：供电电源由系统区域变电所以双回路110KV输送线供电。 本变电所是终端变，送电线距离10kM。 主变压器为三相接线，要求：画出变电所得电气主接线。（包括变压器容量计算；各种方案主接线的比较；主设备的选择；） 由题意知，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，应保证安全可靠持续性的供电。10千伏地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内的自用电和地区三相负载等均为二级负荷，也应满足有足够安全可靠供电的要求。本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。 2 方案论证 2.1 变压器容量和台数选择 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。 因没有校核容量，只考虑计算容量来选择变压器，牵引变压器计算容量为12000kV A,故选择容量为12500kV A的变压器，而地区变压器选择6300kV A变压器。 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:2×12500kV A牵引变压器+2×6300kV A地区变压器，一次侧同时接于110kV母线，（110千伏变压器最小容量为6300kV A）。 方案B:2×16000kV A的三绕组变压器，因10千伏侧地区负荷与总容量比值超过15%， 采用电压为110／25／10.5kV A，结线为 0// Y??两台三绕组变压器同时为牵引负荷与地区电力负荷供电。各绕组容量比为100:100:50。 2.2 主接线方案拟定 按110kV进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压级馈线数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。 （1）对于上述方案A，因有四台变压器，考虑110kV母线检修不致全部停电，采用
1.某重型机械制造厂35KV总降变电所及高压配电系统设计 设计依据原始资料如下： （1）工厂总平面布置图 （2）生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的大型电机、变压器、锅炉配件制造任务。年生产规模为制造大型电机配件7500台，总容量为45万kw ，制造电机总容量6万kw ，制造单机最大容量为5520kV?A ；生产电气配件60万件。本厂为某大型钢铁联合企业重要组成部分。 （3）工厂各车间负荷情况及转供负荷情况如表1所示。 （4）供电协议： 1）当地供电部门提供两个供电电源，共设计者选用。从某220/35kV区域变电所提供电源，该变的所距厂南10km 。从某220/35kV区域变电所提供 电源，该变的所距厂南5km 。 2）电力系统短路数据如表2所示。 3）供电部门提出的技术要求： a)区域变电所35kV馈出线定时限过电流保护整定时间为1.8s ，某变电所 35kV馈出线过电流保护整定时间为1.1s 。 b)工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9 。 c)在总降压变电所35kV侧进行计量。 d)供电贴费为700元/ (kV?A)，每月电费按两部分电价制：基本电费为18 元/(kV?A)，动力电费为0.4元/(kV?A)，照明电费为0.5元/(kV?A)。 e)工厂负荷性质。本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班制， 年最大有功负荷利用小时数为2300h。锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会 使锅炉发生危险，又由于该厂距离市区较远，消防用水需要厂方自备。 锅炉房供电要求有较高的可靠性，其中60%为一、二级负荷。 f)工厂自然条件： ?气象资料。年最高气温31O C，年平均气温20O C，年最低气温-27O C， 年最热月平均最高气温31O C，年最热月地下0.7~1m处平均温度20O C，
变电所设计任务书（1） 一、题目220KV区域变电所设计 二、设计原始资料： 1、变电所性质： 系统枢纽变电所，与水火两大电力系统联系 2、地理位置： 本变电所建于机械化工区，直接以110KV线路供地区工业用户负荷为主。 3、自然条件： 所区地势较平坦，海拔800m，交通方便有铁，公路经过本所附近。最高气温十38o C 最低气温-300C 年平均温度十100C 最大风速20m／s 覆冰厚度5mm 地震裂度＜6级 土壤电阻率＜500Ω.m 雷电日30 周围环境较清洁、化工厂对本所影响不大 冻土深度1.5m 主导风向夏南，冬西北 4、负荷资料： 220KV侧共4回线与电力系统联接 110KV侧共12回架空出线，最大综合负荷
10KV 侧装设TT —30－6型同期调相机两台 5．系统情况 设计学生：＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成设计日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4╳4╳
变电所设计任务书（2） 一、题目220KV降压变电所设计 二、设计原始资料 1．变电所性质： 本所除与水、火两系统相联外并以110及10KV电压向地方负荷供电2．地理位置： 新建于与矿区火电厂相近地区，并供电给新兴工业城市用电 3．自然条件； 所区地势较平坦，海拔600m，交通方便有铁、公路经过本所附近 最高气温十400C 最低气温—250C 年平均温度十150C 最大风速＿20m/s＿ 覆冰厚度10mm 地震裂度＿6级 土壤电阻率>1000Ω·m 雷电日＿＿＿40＿＿ 周围环境＿空气清洁＿建在沿海城市地区，注意台风影响 冻土深度1·0m 主导风向夏东南风、冬西北风 4·负荷资料： 220KV侧共3回线与电力系统联接
单母线分段带旁路的接线出现误操作的几率很大，所以本设计不予采纳。 10KV 10KV采用带有母联断路器的双母线接线的分析：详见110KV变电所一次负荷设计 1.个人课程设计总结 桑瑾电气0804 0801120407 经过两个星期的努力，我们终于完成了本次变电所所电气主接线课程设计。回想这十多天的努力，虽然辛苦，却有很大的收获和一种成就感。 在这次课程设计中，在我们小组，我主要负责变压器选型以及短路电流计算，在电气主接线形式的确定中也发表了主要意见。 通过本次课程设计，我加深了对变电所电气主接线知识的理解，基本掌握了变电所电气主接线设计的步骤，所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。在具体的设计过程中，涉及了很多知识，知识的掌握深度和系统程度都关系到整个设计的完整性和完善性，正是这样有趣而且具有挑战性的任务，激发了我的兴趣，我会尽可能的搜罗信息，设计尽量合理的电气主接线，而这个过程，也是我学习进步的过程。因此本次设计不但是我对所学的知识系统化，也锻炼了我查找资料、分析信息、选择判断的能力。 在之前的理论学习中，对变电所电气主接线设计的各种信息了解不够全面，对于《电力系统暂态分析》、《电力系统稳态分析》以及《发电厂电气部分》等专业可乘的知识不能联系起来，所学到的知识感觉都是分散的，不能融会贯通。而且以前所掌握的知识还不足以在整个课程设计中达到轻车熟路的程度。 通过此次课程设计，我熟悉和学习了变电所电气主接线设计和各种计算。其中包括：短路电流计算、电气设备选型、导体选择计算、防雷保护等。掌握了各种电气主接线使用条件、优缺点、接线形式。了解了各种电气设备的性能指标，校验方法，以及导线的选择。 在整个的程设计中，把遇到的疑问做了笔记，并通过各种资料去了解相关的知识。也希望带着这些疑问在学习中与其他同学讨论或请教来解决。除此之进行外变电所电气主接线设计通过边做边学习及向同学、老师请教，在规定时间内顺利完成了任务范围内的工作。 回顾整个课程设计的过程，自己还有以下一些方面需要进一步加强，同时也可以在以后的学习工作中不断勉励自己：虽说对整个设计过程中涉及的计算机基本的规范已有较为深刻的了解，但因为初次做变电所电气主接线设计，对部分设备性能、使用方面了解不足，在今后的学习中应通过多查阅各种相关资料来掌握；对于所学专业知识应多熟悉，将所学的知识联系起来。 本次课程设计大大增强了我们的团队合作精神，培养了我们自学的能力，
新能源与动力工程学院课程设计报告 远程监控技术课程设计 专业电力工程与管理 班级电力1201 姓名周勇 学号201211321 指导教师王书平 2015年7月
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书 课程名称：远程监控技术课程设计指导教师（签名）： 班级：电力工程与管理1201 姓名：周勇学号：201211321 一、课程设计题目 电力系统远动变电站综合自动化的设计。 二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 初步掌握变电站监控设计步骤和方法；了解变电站监控系统的整体构成。 三、课程设计的目的 主要目的是通过该课程设计使学生了解变电站监控系统的整体构成及关 键性技术，进一步巩固所学知识并能够合理利用。 四、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 1. 主要设计原则和主要设计标准； 2. 根据原始资料确定系统应实现的功能，包括调度中心及RTU应实现的功能。 3. 变电站监控系统的系统构成及配置； 4. 调度中心：系统构成、系统网络结构、软硬件配置等； 五、工作进度安排 7月 9 日熟悉课程设计内容及要求制定方案。 7月10日设计电路及软件测试。 7月11日采购数字电压表组件按照设计电路进行焊接。 7月12日产品整理并完成设计报告及答辩。 六、主要参考文献 [1] 柳永智，刘晓川主编．电力系统远动中国电力出版社，2006年7月。 [2]刘功，合肥供电公司，变电站综合自动化系统的发展。 审核批准意见 系主任（签字）年月日
指导教师评语及成绩指 导 教 师 评 语 成绩设计过程 （40） 设计报告 （50） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 指导教师签字： 年月
目录 一、前言 (2) 1、设计内容：（原始资料16） (2) 2、设计目的 (2) 3、任务要求 (3) 4、设计原则、依据 (3) 原则：. (3) 5、设计基本要求 (3) 二、原始资料分析 (3) 三、主接线方案确定 (4) 1 主接线方案拟定 (4) 2 方案的比较与最终确定 (5) 四、厂用电（所用电）的设计 (5) 五、主变压器的确定 (6) 六、短路电流的计算 (7) 七、电气设备的选择 (8) 八、设计总结 (11) 附录 A 主接线图另附图 (12) 附录 B 短路电流的计算 (12) 附录C :电气校验 (15)
、尸■、■ 前言 1、设计内容：（原始资料16） 1）待设计的变电站为一发电厂升压站 （2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组 发电机型号：QFSN-200-2 U e=15750V cos =0.85 X g=14.13% P e=200MW （3）220KV出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA T max=200MW （4）当地最高温度41.7 C,最热月平均最高温度32.5 C,最低温度-18.6 C, 最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3 C。 （5）厂用电率为8%厂用电电压为6KV发电机出口电压为15.75KV。 6）本变电站地处8度地震区。 7）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为0.054。 （8）设计电厂为一中型电厂，其容量为2X 200 MW=40MW最大机组容量200 MW 向系统送电。 （9）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。 2、设计目的 发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到： 1）巩固“发电厂电气部分” 、“电力系统分析”等课程的理论知识。 2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。 3）掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。 4）学习工程设计说明书的撰写。 （5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。
电力牵引供电系统课程设计评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 设计原始题目 (1) 1.1具体题目 (1) 1.2要完成的内容 (2) 2 设计课题的计算与分析 (2) 2.1计算的意义 (2) 2.2详细计算 (2) 2.2.1 牵引变压器容量计算 (2) 2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3) 2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3) 2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3) 2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3) 2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4) 3 小结 (5) 参考文献 (6) 附录 (7)
1 设计原始题目 1.1 具体题目 《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。设计基本数据如表1所示。 SYSTEM2SYSTEM1 L1L2L3 B A 图1 牵引供电系统示意图 表1设计基本数据 项目B牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）320 右臂负荷全日有效值（A）290 左臂短时最大负荷（A）410 右臂短时最大负荷（A）360 牵引负荷功率因数0.85（感性） 10kV地区负荷容量（kVA）2*1200 10kV地区负荷功率因数0.83（感性） 牵引变压器接线型式YN,d11 牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线 左供电臂27.5kV馈线数目 2 右供电臂27.5kV馈线数目 2 10kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用 预计中期牵引负荷增长40%
电力工程课程设计 专业：电气工程及其自动化班级：电气1404 姓名：张勇 学号：201209927 指导教师：王思华 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2015年7月17日
1.某轧钢厂降压变电所的电气设计 1.1设计依据 1.工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5200h，日最大负荷持续时间为6.5h。该厂除冶炼车间、制坯车间和热轧车间属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表l所示。 2.供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条6kV的公用电源干线取得工作电源。该电源干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-240，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约5km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为600MV A。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为40km，联络线电缆线路总长度为15km。 3.气象资料本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为25℃，年最低气温为-3℃，年最热月平均最高气温为36℃，年最热月平均气温为29℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东风，年雷暴日数为25。 4.地质水文资料本厂所在地区平均海拔300m，地层以砂粘土为主；地下水位为2m 。 5.电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费：每月基本电费按主变压器容量计为20元/kV A，动力电费为0.3元/kW·h，照明(含家电)电费为0.4元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。 表1 轧钢厂负荷统计资料
青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书 课题名称：工厂供电课程设计 系部：机电工程系 专业班级： 学号： 学生： 指导老师： 青岛理工大学琴岛学院教务处 2017年7 月2 日
目录 1绪论 (1) 2 110kV变电所线路设计 (2) 2.1 变电站在电力系统中的作用 (2) 2.2主接线的选择 (2) 3设计电力变压器 (3) 3.1负荷计算 (4) 3.2变电所变压器的选择 (5) 4主接线图及仿真 (6) 5变电所电气设备选择 (8) 5.1断路器与隔离开关的选择 (8) 5.2互感器的选择 (8) 5.3熔断器的选择 (9) 5.4母线的选择 (9) 结论 (11) 致谢 (13) 参考文献 (14)
1 绪论 本次设计为110kv变电所设计，变电所是发电厂与用电负荷的重要联系，用来升降电压、聚集以及分流电能的作用。变电站的安全性能的运转与人民生产生活密切相关。变压 器与主接线的方案的确定是本次变电所设计规划的核心的一个环节，设计连线体现变电所的应用，建造消耗，是否正常没失误的动作，能够检查处理的目的要求；我对其主要分析跟探讨了110KV变电所线路连线的重点和要求，主要研究110kV变电所要求的目的、看点、设计重点、如何区别工具等。
2 110kV变电所线路设计 2.1 变电站在电力系统中的作用 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计建设一座110KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。 最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择。 本工程初步设计内容包含变电所电气设计，变电所从110KV侧某变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。 2.2主接线的选择 根据本次设计要求，以惜福镇为地点，建一座110KV变电所，调查，研究查资料，35KV的用电要求，基本满足二级供电要求可采用内桥式接线和单母线分段接线。
供配电课程设计心得体会 篇一：单层厂房供配电设计实训心得 单层厂房供配电设计实训心得 建筑供配电与照明综合实训是建筑设备工程技术专业的一门专业必修课，在学完建筑供配电与照明课程后，需要有一个实践环节，强化所学内容。参加本综合实训，使学生把在课堂上所学到的知识，应用于具体的工程设计，使之进一步加深对基本理论的掌握与理解，完善理论与实践的衔接。同时培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，了解并运用有关设计规范和规程，掌握建筑供配电与照明的基本内容及程序。根据设计任务书，对指定的车间进行电气设计。要求学生运用相关的理论知识，进行车间的照明配电系统设计、动力配电系统设计与计算、防雷接地系统设计，
熟悉并能正确的应用有关设计规范。着重于知识的运用与分析和解决问题的能力的培养和提高。课程设计的主要目的是理论联系实际，培养学生综合运用先修课程和所学建筑供配电工程的专业知识进行电气施工图设计的能力，学会选择和确定电气设备的型号和规格，学会查找和运用有关设计手册和技术资料，为将来的工程设计或施工识图打下良好的基础。 本次实训主要是设计单层厂房供配电，我认为工厂供电工作，不仅对电力工业是一种促进，而且对发展工业生产，实现工业现代化也具有非常重要的意义。随着现代文明的发展与进步，社会生产与生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。电能从区域变电站进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控
制、变换、分配和传输等问题。而变电所就担负着这一重任，一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。工厂的供电工作要很好的为工业生产服务，必须满足如下基本要求。 （1）安全：在电能供应分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠：根据可靠性的要求，工厂内部的电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级 负荷三种。一级负荷因突然停电会造成设备损坏或造成人身伤亡，因此必须必须有两个独立源供电;二级负荷突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱，因此必须有两回路供电，但当去两回路有困难时，可容许有一回专用线路供电；三级负荷由于突然停电造成的影响或损失不大，对供电电源工作特殊要求。 （3）优质：应满足用户对电压、
成绩 课程设计说明书 题目110/10kV变电所电气部分课程设计 课程名称发电厂电气部分 院(系、部、中心)电力工程学院 专业继电保护 班级 学生姓名 学号 指导教师李伯雄 设计起止时间： 11年 11月 21日至 11年 12 月 2日
目录 一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分 析 (1) 二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 (1) 三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 (3) 四、分析确定所用电接线方式 (6) 五、进行互感器配置 (6) 六.短路计算 (9) 七、选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关 (10) 八、选择10kV硬母线 (13)
一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析 1.1、待设计变电所在系统中的地位和作用 1.1.1 变电所的分类 枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所 1.1.2 设计的C变电所类型 根据任务书的要求，从图中看，我设计的C变电所属于终端变电所。 1.1.3 在系统中的作用 终端变电所，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务。电压为110kV及以下。全所停电时，仅使其所供用户中断供电。 1.2、所供用户的分析 1.2.1 电力用户分类、对供电可靠性及电源要求 （1）I类负荷。I类负荷是指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。I类负荷任何时间都不能停电。对接有I类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并应能自动切换；I类负荷通常装有两套或多套设备；I类负荷的电动机必须保证能自启动。 （2）II类负荷。II类负荷指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。II类负荷仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。对接有II类负荷的厂用母线，应有两个独立电源供电，一般采用手动切换。 I类、II类负荷均要求有两个独立电源供电，即其中一个电源因故停止供电时，不影响另一个电源连续供电。例如，具备下列条件的不同母线段属独立电源：①每段母线接于不同的发电机或变压器；②母线段间无联系，或虽然有联系，但其中一段故障时能自动断开联系，不影响其他段供电。所以，每个I类、II 类负荷均应由两回接于不同母线段的馈线供电。 （3）III类负荷。III类负荷指较长时间（几小时或更长时间）停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。III类负荷停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电。III类负荷对供电可靠性无特殊要求，一般由一个电源供电，即一回馈线供电。 1.2.2 估算C变电所的回路数目 根据上述要求，重要负荷（I类、II类）比例是55%，重要负荷需用双回线，每回10kV馈线输送功率1.5~2MW，经计算，高压侧回路数为2，低压侧回路数为18÷1.5=12。
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计 摘要：牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。直流制存在
新能源与动力工程学院 课程设计报告 电力工程课程设计 2015年 7 月 兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书 专业 电力工程与管理 班级 1201班 姓名 关海波 学 号 201211318 指导教师 杜露露
课程名称：电力工程课程设计指导教师（签名）：杜露露 班级：电力1201 姓名：关海波学号： 201211318
指导教师评语及成绩评定表 指导教师签字： 年月日 目录
第一章设计任务 ............................................................ - 0 - 1.1、设计要求 ............................................................ - 0 - 1.2、设计依据 ............................................................ - 0 - 1.2.1、工厂总平面图................................................... - 0 - 1.2.2、工厂负荷情况................................................... - 1 - 1.2.3、供电电源情况................................................... - 1 - 1.2.4、气象资料....................................................... - 1 - 1.2.5、地质水文资料................................................... - 1 - 1.2.6、电费制度....................................................... - 3 - 第二章负荷计算和无功功率补偿................................................ - 3 - 2.1、负荷计算 ............................................................ - 3 - 2.1.1、单组用电设备计算负荷的计算公式................................. - 3 - 2.1.2、多组用电设备计算负荷的计算公式................................. - 4 - 2.1.3、各车间负荷统计计算............................................. - 4 - 2.1.4、总的计算负荷计算............................................... - 7 - 2.2、无功功率补偿......................................................... - 9 - 第三章变电所位置与型式的选择................................................ - 10 - 3.1、变配电所的任务...................................................... - 10 - 3.2、变配电所的类型...................................................... - 10 - 第四章变电所主变压器及主接线方案的选择..................................... - 10 - 4.1、变电所主变压器的选择................................................ - 10 - 4.1.1、变压器型号的选择.............................................. - 10 - 4.2、变电所主接线方案的选择.............................................. - 11 - 第五章短路电流的计算....................................................... - 13 - 5.1、绘制计算电路........................................................ - 13 - 5.2、确定短路计算基准值.................................................. - 13 - 5.3、计算短路电路中各个元件的电抗标幺值.................................. - 13 - 5.3.1、电力系统...................................................... - 13 - 5.3.2、架空线路...................................................... - 13 - 5.3.3、电力变压器.................................................... - 13 - 5.4 、k-1点（10.5kV侧）的相关计算....................................... - 14 - 5.4.1、总电抗标幺值.................................................. - 14 - 5.4.2、三相短路电流周期分量有效值.................................... - 14 - 5.4.3、其他短路电流.................................................. - 14 - 5.4.4、三相短路容量.................................................. - 14 - 5.5 、k-2点（0.4kV侧）的相关计算........................................ - 14 - 5.5.1、总电抗标幺值.................................................. - 14 - 5.5.2、三相短路电流周期分量有效值.................................... - 14 - 5.5.3、其他短路电流.................................................. - 14 - 5.5.4、三相短路容量.................................................. - 14 - 第六章变电所一次设备的选择校验............................................ - 16 - 6.1、10kV侧一次设备的选择校验........................................... - 16 - 6.2、380V侧一次设备的选择校验........................................... - 16 - 6.3、高低压母线的选择.................................................... - 16 -