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电气化铁道供电系统与设计课程设计报告
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2011 年 12 月 30 日
自动化与电气工程学院 电气化铁道供电系统与设计
一、 题目
某牵引变电所戊采用AT供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，SCOTT接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表所示。 牵引变电所 供电臂 长度km 23.6 戊 10 α 95 168 602 144 端子 平均电流A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A β 206 291 1086 194 二、 题目分析及解决方案框架确定
2.1题目分析
根据分析题目提供的资料可知，该牵引变电所要担负向区段安全可靠的供电任务，因此采用AT供电方式向复线区段供电的方式，可减轻对邻近通信线路的干扰影响，大大降低牵引网中的电压损失，扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所的数目。
2.2此牵引变电所的解决方案框架
(1)在牵引变电所的主变压器采用斯科特接线形式（三相—两相平衡变压器），设置两台主变压器，正常时一台工作一台备用，当电源失压或主变压器故障时，在主用断路器跳闸后，有备用电源自动投入装置使备用的线路—变压器组投入与工作，从而可保证不间断的供电，因主变压器二次侧采用对称的55kV，故每相所使用的断路器、隔离开关均为双极联动，并采用并联电容补偿装置跨接于每相的两条线上。
(2)设该牵引变电所为通过式牵引变压器，则110kV牵引侧的接线设计为外桥接线形式。
(3)牵引变电所馈线侧采用复线区段馈线断路器50％备用，且无馈线备用的接线方式，这种接线方便于工作，当工作断路器需检修时，可有各自的备用断路器来代替其工作 ，断路器的转换操作较方便，供电可靠性高。
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三、设计过程
斯科特结线变压器由两台单相变压器按规定连接而成。一台变压器的原边绕组两端引出，分别接到三相电力系统的两相，称为M座变压器；另一台单相变压器原边绕组一段引出，接到三相电力系统的另一相，另一端接到M座变压器原边绕组的中点O，称为T座变压器。这种结线型式把对称三相电压变换成相位差为
?2的对称
二相电压，用两相中的一相供应一边供电臂，另一相供应另一边供电臂。图1中M座变压器原边绕组匝数、电压分别用w1、U1M表示，两端分别接入电力系统的B、C相；副边绕组匝数、电压分别用w2、U2M表示，向左边供电臂供电。T座变压器原边绕组匝数、电压分别为
3
w1、U2T，一端接到M座变压器原边绕组的中点O，另2
一端接到电力系统的A相；副边绕组匝数、电压分别为w2、U2T，向右边供电臂供电。原、副边电流如图中标示。
ABCIB座1MIC座1TIAω1OM座IMω2座2MT座ω2座2TIT
图1 斯科特变压器原理电路图
3.1牵引变电所110kV侧主接线设计
斯科特接线形式牵引变电所要求有两回电源进线和两台变压器，因有系统功率穿
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越，属通过式变电所，所以我们选取结构比较简单且经济性能高的桥式接线。图2为内桥接线，连接在靠近变压器侧，其适合于线路长，线路故障高，而变压器不需要频繁操作的场合，这种接线形式可以很方便地切换或投入线路。图3为外桥接线，连接在靠近线路侧，其适合于输电距离较短，线路故障较少，而变压器需要经常操作的场合，这种接线方便于变压器的投入以及切除。为了配合牵引变电所在出现变压器故障时备用变压器的自动投入，选择采用外桥接线便于备用变压器的投入以及故障变压器切除。
QS1QFQS2ⅠQFdⅡQS3QF1QF2
图2 单母线分段接线 图3 外桥接线
3.2牵引变电所馈线侧主接线设计 （1）27.5KV(或55KV)侧馈线的接线方式
该牵引变电所采用AT供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，SCOTT接线。AT供电方式馈电线有接触网（T）正馈线（F）两根线，断路器和隔离开关均为双线；另有中线馈出，不设断路器和隔离开关。当牵引变压器（斯科特接线变压器）副边线圈无中点抽头时，在变电所内还应另设自耦变压器。一般将自耦变压器设在馈电线外侧，当相邻变电所越区供电时，可作为末端的自耦变压器使用。双线
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