附1章牵引变电所主接线

牵引供电系统(A)石家庄铁道大学四方学院电气工程系小结电力机车类型列车运行的状况电力机车的牵引特性的要求牵引计算的结果(列车运行曲线、区间上行和下行能耗、区间运行时分及带电运行时分以及牵引平均电流）a.实测—需运行后才能获得。b.牵引计算—图解法得到列车电流及列车能耗牵引变电所进线铁塔(双回单塔)牵引供电系统车务部门机务部门工务部门电务部门车辆部门施工部门路内其他部门消防安全规定其它铁道部铁路局供电段电力机务段折返段领工区生产调度检修车间牵引变电所自耦变压器所分区所开闭所吸流变压器台接触网工区综合调度中心运输计划管理培训四电合一SCADA系统安全监控综合维护与救援电力调度旅客服务动车组调度列车运行调度路局机务处路局运输处路局电调供电局地、省电调行车调度变电所、开闭所、分区所、自藕变所、接触网工区机车调度供电段生产调度其他调度•附1.1概述•附1.2电气主接线的基本形式•附1.3牵引负荷侧电气接线•附1.4牵引变电所电气主接线举例•附1.5配电装置类型及要求附1章牵引变电所主接线§附1.1概述电气主接线主接线是变电所的重要组成部分，是进行变电所的设计、施工和运营管理的重要依据。大家在今后学习工作中都要养成按图设计、按图施工、按图检修和按图操作的习惯。变电所（含配电所、开闭所和分区所）的主接线，是由变压器（如果有的话）、高压开关、导线等高压电器组成的变换、分配电能的电路。在主接线图上，各种设备用规定的文字符号、图形符号以及设备之间的连线来表示，并标明各主要设备的规格、数量和型号。小结牵引网向电力机车供电的供电方式电力机车类型列车运行的状况电力机车的牵引特性的要求牵引计算的结果(列车运行曲线、区间上行和下行能耗、区间运行时分及带电运行时分以及牵引平均电流）a.实测—需运行后才能获得。b.牵引计算—图解法得到列车电流及列车能耗主接线的作用和主接线图的组成牵引变电所是一个统称，实际上它还包括供电系统中的开闭所（SSP)、分区所(SP)和自耦变压器所。这些供电设施构成了电气化铁路的牵引供电系统，如图所示。附1.1.1牵引变电所图1-2中心变电所，具有4路及以上电源进线并有系统功率穿过，除了完成一般牵引变电所的功能，还向其他牵引变电所供电。中间（或终端）牵引变电所，变电所有2路电源进线的为中间（或终端）牵引变电所，其中有系统功率穿越的称为通过式变电所；没有系统功率穿越的称为分接式变电所。图1-2中SS1为中心牵引变电所，SS2为分接式牵引变电所，SS3为通过式牵引变电所。图1-2牵引变电所高压输电线的引入方式牵引变电所平面接线图牵引变电所27.5kV侧设备牵引变电所27.5KV侧设备1.分区亭/分区所设在两相邻牵引变电所之间，起到开关作用的装置。作用：改变供电方式（单边供电、双边供电）实现“越区供电”缩小事故范围2.开闭所（SSP)设置在电气化铁道的枢纽站场，能送出多路馈电线的装置。开闭所相当于一个不变压的配电所。高压电网中称为开关站。其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同，一般两进多出（常用4~6出）。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。根据不同的要求，进出可以设置断路器、负荷开关。在铁路电力系统中，开闭所（sub-sectionpost）牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳闸断路器等设施的控制场所。多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。开闭所在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电所之间增设开闭所，也称辅助分区所（SSP即subsectioningpost）铁路开闭所的主要设备是断路器。电源进线一般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。单线就近无法获得第二电源时，也可只引一回电源。开闭所AT牵引网辅助分区所（SSP）的典型结构见下图。图中，T为接触网；F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线（protectionwire）；B为断路器；SD为保安接地器；LA为避雷器；OT为控制回路电源；PT为电压互感器；AT为自耦变压器。开闭所保护线的作用是当接触网或正馈线绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路，便于断电保护动作。§附1.1.2电气主接线图的基本元素§附1.1.2电气主接线图的基本元素§附1.1.2电气主接线图的基本元素§附1.1.3电气主接线设计的基本要求供电可靠性运行灵活性经济性投资省年运行费小占地面积小运行方式变换灵活操作方便断路器、母线等检修，不影响供电设备故障，尽量减少停运设备，保证Ⅰ、Ⅱ类负荷供电满足牵引负荷和地区负荷供电需要,尽量避免停电的可能性当技术与经济要求相矛盾时，则在满足技术要求的前提下，做到经济合理接线简单、明显，操作简便可靠。简单明了§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区符合；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线1.不分段的单母线发电机变压器QS13QS11QS12QF1负荷均衡分配特点：(1)接线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性；(2)每回路由断路器切断负荷电流和故障电流。检修断路器时，可用两侧隔离开关附1.2.1单母线接线使断路器与电压隔离，保证检修人员的安全。任一用电回路可从任何电源回路取得电能，不致因运行方式的不同而造成相互影响；(3)检修母线和与母线连接的隔离开关时，将造成全部停电。母线发生故障，将使全部电源回路断开，待修复后才能恢复供电；(4)检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其它回路不受影响。§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区符合；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线2.单母线分段接线用断路器或隔离开关将单母线分段，以提高供电的灵活可靠性。这种接线，广泛应用在10～35kV地区负荷和110kV电源进线回路较少的接线系统。§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区符合；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线3.单母线带旁路母线接线增设—组旁路母线W3和一台公共备用的旁路断路器QFP，组成具有旁路母线的单母线接线,使检修出线断路器时不致停电。这种接线，广泛应用在牵引负荷和35kV以上线路。特别是负荷较重要，线路断路器多、检修断路器不允许停电的场合。§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区负荷；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线1.双母线设有两套母线为工作母线(W1)和备用母线(W2)，通过母联断路器(QFC)连接，每条电源线路和馈电线路经断路器后用两只隔离开关分别与两套母线连接。附1.2.2双母线接线特点：(1)运行灵活，可靠性高；(2)隔离开关数量多，配电装置结构复杂，转换操作步骤较繁琐；(3)一次投资费用增加。适用于牵引变电所电源回路较多(四回路以上)，且具有通过母线给其它变电所输送大功率供电回路的场合。110kV以上的母线，如线路较多且检修断路器不允许停电，即可采用具有旁路母线的双母线接线。运行分析：可靠性高，运行灵活。(1)工作母线发生故障时，可将全部回路迅速转换到备用母线供电，缩短停电范围；(2)检修母线时可倒换到由另一母线工作而不断电，修理任一回路的母线隔离开关时，只需使本回路停电；(3)若无备用断路器，检修任一断路器，可通过一定的转换操作用母联断路器代替被检修的断路器，而停电时间很短。按单母线带旁路母线方式运行，被检修断路器两侧用导线跨接，如图所示；(4)还可按单母线分段的接线方式运行，通过QFC使两套母线并列运行。2.双母线分段接线母线倒闸操作3.双母线带旁路母线接线§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区符合；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线1.桥形接线当牵引变电所只有两条电源回路和两台主变压器时，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。四个连接元件仅需三个断路器，配电装置结构也较简单。按中间横向桥接母线位置不同可分为：①内桥形②外桥形能满足牵引变电所的可靠性，具有一定的运行灵活性，使用电器少，建造费用低，结构上便于发展为单母线或带旁路母线的单母线接线。附1.2.3无母线接线（1）.内桥当任一线路故障或检修时，不影响变压器的并列工作。在电气化铁道中，线路故障远比变压器故障多，故内桥接线在牵引变电所应用较广泛。若两回电源线路接入系统的环形电网，并有穿越功率通过桥接母线，桥路断路器(QF)的检修或故障将造成环网断开，为此可在线路断路器外侧安装一组跨条，如图中的虚线所示，正常工作时用隔离开关将跨条断开。安装两组隔离开关的目的是便于它们轮流停电检修。（2）.外桥外桥接线的特点与内桥接线相反，当变压器发生故障或运行中需要断开时，只需断开它们前面的断路器1QF或2QF，而不影响电源线路的正常工作。但线路故障或检修时，将使与该线路连接的变压器短时中断运行，须经转换操作后才能恢复工作。因而外桥接线适用于电源线路较短、负荷不恒定、变压器要经常切换(例如两台主变中一台要经常断开或投入)的场合，也可用在有穿越功率通过的与环形电网连接的变电所中。§附1.2电气主接线的基本形式单母线接线1.单母线：简单，经济性好，可靠性低，适用于可靠性要求不高的10～15kV地区符合；2.单母线分段：提高了供电的可靠性与运行的灵活性；3.带旁路母线的单母线：检修出线不停电。双母线接线无母线接线1.桥形接线2.简单接线某些中间式(或终端式)牵引变电所，如采用从输电线路分支连接(又称T型连接)的电源线路，且进线线路较短，变电所高压母线无穿越功率通过，在这种情况下桥形接线的桥路断路器没有任何作用，考虑运行的灵活性，可在两电源线路间保留带有隔离开关的跨条，形成简单接线或称双T型接线。2.简单结线或双T接线2.简单接线或双T接线与桥形接线相比，所用高压电器更少，配电装置结构更简单，线路继电保护也简单。任一电源线路故障，则由输电线路(1SL或2SL)两侧继电保护动作，使两端断路器(3QF与5QF、4QF与6QF)跳闸而断开。牵引变电所引入线的方式又称牵引变电所一次侧主接线方式。主要有以下3种，如图1-5所示。小结牵引变电所、分区所、开闭所、自耦变压器所、中心所、终端所、中间所、通过所、分接所的概念电气设备的电气符号电气主接线的基本要求电气主接线的基本形式：单母线、双母线、无母线（桥型接线、双T接线）牵引变电所主接线由两部分组成：高压侧和低压侧。常见的牵引变电所高压侧主接线形式为双“T”接线，也有采用桥型接线的。附1.3.1牵引负荷及牵引供电系统的特点1）接触网故障率高且无备用,对馈线断路器要求高2）影响牵引侧接线的因素多；铁路的具体运行情况（运量、单复线、枢纽站场、馈线数目、负荷等）不同。附1.3牵引负荷侧的电气主接线3）牵引网的供电方式（直供、BT、AT、CC）不同；牵引侧一般为单相母线；4）馈线断路器动作频繁。5)牵引变电所的主变类型（单、三、三－二相）和备用方式不同；牵引侧多采用单母线分段的接线形式。馈出线与母线之间断路器采用100%或50%备用。附1.3.2牵引侧母线的特点：①馈线结构简单，牵引侧均为