《高速铁路牵引供电综合系统设计 盘面设计图.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路牵引供电综合系统设计 盘面设计图.doc（44页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、-范文最新推荐- 高速铁路牵引供电综合系统设计+盘面设计图 摘要： 世界已进入建设高速电气化铁路的新时期。特别是欧洲已经突破了国界，向路网化、国际化发展。高速电气化铁路已经成为国家社会经济发展水平和铁路现代化的主要标志之一。高速铁路在世界上己经有了40多年的历史,但中国还处在起步阶段.安全是铁路运输永恒的主题,牵引供电系统的安全可靠运行是保证列车安全运行的前提,在保证向列车安全可靠供电的同时 ,牵引供电系统的保护和监控环节发挥了极其重要的作用。本论文从高速铁路的外部供电电源，供电方式，牵引电气计算，牵引变电所，牵引供电系统的保护和控制以及综合监控系统等几个方面详细描述了高速铁路牵引供电系统的构
2、成要素和运行原理。进而对高速铁路的牵引供电系统进行设计和分析，消除牵引变电所供电设备隐患，缩小故障影响范围、减少对运输干扰，恢复列车正常的运行秩序，为本次设计的目的。关键词：牵引供电；高速铁路；供电方式；牵引变电所High-speed railway traction power supply system designAbstract：The world has entered a new period of the construction of high-speed electrified railway. Especially in Europe has broken through
3、the borders, to the road network of international development. High-speed electrified railway has become one of the main symbol of national socio-economic level of development and modernization of railways. High-speed railway in the world has had 40 years of history, but China is still in its infanc
4、y. Safety rail transport is eternal theme, safe and reliable operation of traction power supply system is to ensure the safe operation of trains on the premise, guaranteed to train safety reliable power supply at the same time, the traction power supply system protection and monitoring aspects also
5、play an extremely important role.In this thesis, it described constituent elements of high-speed railway traction power supply system and runprinciple from the external power supply, power supply, electric traction, traction substation, traction power supply system protection and control, as well as
6、 comprehensive monitoring system and other aspects detailed .And then it designed and analyzed the high-speed railway traction power supply system, to eliminate traction substation power supply equipment hidden, narrow the scope of failure to reduce interference on the transport, restore normal trai
7、n running order, the purpose of the design. 3.2牵引变电所供电方式的选择163.3电气主结线形式的选择和设计173.3.1高压侧结线的基本形式173.3.2牵引变电所27.5kV馈线侧主接线设计193.4模拟系统的结构设计203.5模拟实训系统功能设计213.6各个系统盘的设计233.6.11、2号牵引变电所实验模拟盘设计233.6.21、3号主变压器保护测控盘设计243.6.3AT所与变压器馈线保护测控盘设计263.6.4 模拟故障信号和电流及安全监控盘设计283.7系统实现的三个功能：283.7.1微机备自投283.7.2（自耦变压器和牵引模拟
8、盘）保护测控313.7.3故障模拟364 结论与展望38致谢39参考文献40附录 高速铁路牵引供电系统盘面设计图41,37871绪论1.1论文的研究目的和意义高速铁路在世界上已经有了40年的历史，但在中国还处于初级发展阶段。安全是铁路运输永恒的话题，牵引供电系统的安全可靠运行是保证列车安全运行的前提，在保证牵引供电系统安全可靠地向列车供电方面，供电系统的保护发挥了极其重要的作用。一方面在正常状态下应满足列车运行的需求，另一方面在牵引供电系统发生故障的情况次下应有选择地迅速切除故障，以保障列车，设备，旅客的人生安全。按照铁道部的中长期铁路网规划，从2005年到2020年，铁道部将投入两万亿元资金
9、进行铁路建设，近期每年投资在2000亿元以上。到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，电化率均达到50%以上。所以对高速铁路牵引供电系统研究，是为了保证在牵引变电所发生事故、故障情况下，抢修人员能够迅速出动，以最佳的抢修方案、最快的抢修速度、最好的抢修组织，最大限度地减少对运输的影响。因此如何结合电气化铁路的设备现状和运行实际，进而对高速铁路的牵引供电系统进行设计和分析，消除牵引变电所供电设备隐患，缩小故障影响范围、减少对运输干扰，恢复列车正常的运行秩序，为本次设计的目的。 第2章对整个高铁牵引供电系统，包括系统的构成和供电回路，外部供电方式，牵引网供电方式等以及系统设备的远动监控系统。
10、第3章对高速牵引供电系统的变电所进行设计，包括高低压侧馈线的设计和电气主结线的选择。基于高速铁路牵引供电模拟系统的设计，包括对其各个功能盘的原理分析，以及实现的保护控制测量和自投等功能。第4章总结：对全文的工作进行概括总结，并对今后工作进行了展望。2 高速铁路牵引供电系统分析2.1牵引供电系统概述将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引
11、变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。图2-1牵引供电系统构成由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统供电装置给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车，牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大原件。电力机车工作原理：由于电力机车本身不带原动机需要靠外部电力经过牵引供电装置给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受
12、电弓，由司机控制其升降，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电臂装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 接触网是牵引网的主体，由于接触网分布广，结构复杂，运行条件又差，所以不仅日常维修工作量大，短路故障也较多，故与牵引供电的可靠性关系极大。轨道在非牵引情况下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除了仍然具有导轨功能外，还需要完成回流的任务。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。流过电力机车的负荷电流经钢轨和回流线回到牵引变电所。由于钢轨对地并非绝缘，所以部分电流沿大地流回到牵引变电所，形成地中电流。（3）分区所分区所
13、是将电气化铁路上下行接触网通过分区所并联起来，以提高供电臂末端接触网上的电压水平，均衡了上下行供电臂的电流，降低电能损失；为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区段通常加设分区亭，分区亭的作用是：其一，可以使相邻两供电区段实行并联供电或分开供电，也可使复线区段的上、下行实行并联或分开供电。其二，相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时，可以闭合分区亭内的断路器由非故障牵引变电所实行越区供电。图2-4分区所越区供电示意图（4）开闭所开闭所是为了保证不影响电力牵引安全可靠供电设的带断路器等设施的控制场所。多用于枢纽站、编组站、电力机务段和折返段等处。开闭所的主要作用
14、是在大的编组站和客运站实现分束、分段供电，提高供电的可靠性，缩小停电范围，减少事故对铁路运行的影响。2.3高速铁路外部供电电源2.3.1外部电源的供电方式和电压选择外部电源的供电方式是指电力系统与牵引变电所的连接方式,它去决定于牵引负荷的用电等级和电力系统的分布情况。 2.4.1按牵引网设备类型分类交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有3种：直接供电方式，BT（细流变压器）供电方式，AT（自耦变压器）供电方式和。交流电气化铁道对相邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。如果能实现由对称回路向电力机车供电。就可以大大减轻对通信线路的干扰。采用BT、AT、CC等供电方式就是
15、为了提高供电回路的电气对称性，其中CC供电方式效率最高，但投资过大。目前，电气化铁路多采用BT、AT供电方式。下面主要介绍三种供电方式:图2-5电气化铁道牵引供电示意图( 1 )直接供电方式直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。 这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。我国现在多采用加回流线的直接供电方式,减轻电磁干扰影响。图2-6（a）直接供电方式( 2 )BT供电方式所谓B
16、T供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约34km安装一台)和回流线的供电方式。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流
17、线上，经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 1单边供电：即接触网的每个分段由牵引变电所从一边供应电能，如图2-7所示。每个牵引变电所的两个臂供两个接触网区段，相邻两个变电所之间的两段接触网相互绝缘。但为了在必要时实行越区供电，在接触网分界点设有柱上隔离开关，且照惯例，此两段接触网供同相电。单线单边供电方式是每个供电臂独立供电，变电所的倒闸操作及馈线保护都比较简单，故目前普遍采用。图2-7单边供电方式2双边供电：当相邻两牵引变电所之间的两段接触网用分区亭中的断路器连接，并从两变电所同时供电，这种供电
18、方式称单线双边供电，如图1一6所示。分区亭的作用是缩小接触网故障停电范围和检修时的停电范围。两边供电时，电力机车从两个牵引变电所取流，所以每条馈电线的电流相对减小，从而可以减小牵引网中的电压损失和电能损失，有利于改善供电臂的电压水平，降低铁路的运营成本，而且牵引变电压器和接触网悬挂的负荷载较均匀。同时由于电力机车两边的供电电流方向相反，故可以减小对通信线路的电磁感应千扰。两边供电的主要缺点是增设了分区亭中的一、二次设备，运营维护也需投人许多人力、物力。同时，当两牵引变电所的电压有差异时，还可能出现不平衡电流，从而产生附加的电能损失。2.5高速铁路牵引供电远动及综合监控系统2.5.1远动系统的基
19、本组成与远动信息内容( 1 ) 远动信息组成：•远动系统由调度端（控制中心、主站、控制端）、执行端（被控站、远方终端）及信道等组成。•调度端：设在控制中心内,完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等；•执行端:设在牵引变电所、开闭所、分区所,AT所及V停控制站内,执行端完成远动系统的数据采集、预处理，发送、接收及输出执行功能，常规远动系统被控端为远方终端设备（Remote Terminal Unit,即RTU）； 8遥调YT：调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。如变压器电压等级等。9. 遥视YS：现场重要设备的运行状态、重要场所的环境状态等通过视频图
20、像传送到调度端。图2-8铁路牵引供电、电力供电远动系统结构示意图2.5.2牵引供电运动及综合监控系统功能牵引供电系统的高效、可靠运行是实现高速电力牵引运输的根本保障。前应供电远动及综合监控系统用以实现对牵引供电系统中各种供电设备运行状态的监视、控制及沿线变电所、分区亭、开闭所的安全监控，迅速分析查找、切除牵引网故障点，实现高压设备运营状态的在线检测，为提高牵引供电系统调度管理自动化、智能化水平，确保高速牵引供电系统的安全、可靠、高效运行提供了强大的技术保障。牵引供电远动与综合监控系统主要由3大部分组成，即装设在电力调度系统所内的调度端系统，装设在铁路沿线的牵引变电所、分区亭、开闭所内的综合自动
21、化及安全监控系统，以及远动通道系统。调度端与综合自动化及安全监控系统间通过远程通信网络实现高效的数据通信，从而实现对牵引供电系统运行状态的监视、控制、测量、报警、记录等功能。随着计算机、数据通信、网络技术的不断发展，牵引供电远动与监控系统正由集中监控方式向开放型、分布式、网络化方向发展。分布式、网络化牵引供电监控系统因其在空间及功能上的分布处理，从而具备良好的扩展性、高度的自律性及广泛的适应性，已成为高速铁路牵引供电监控系统的发展趋势。图2-9 铁路监控供电系统构成牵引供电远动与综合监控系统主要功能：控制功能：系统具备对牵引供电系统各种开关设备、保护测控装置、安全监控摄像头等对象的控制功能，主
22、要有：断路器、隔离开关的合闸/分闸操作,重合闸的投入/切除工作;开关的程控操作;信号复归;测控保护单元复归;测控/保护单元定值整定、修改及查询；开关的操作闭锁、遥信闭锁控制；当地监控与远方监控系统间控制权的获取控制；安全监控系统摄像头控制。 ( 2 ) 安全监控系统变电所安全监控系统由视频（图像）监控及防灾报警系统构成，是变电所安全运营的重要设备之一。安全系统监控系统可作为变电所综合自动化系统的一个组成单元，也可作为一套完整的独立安全监控系统。变电所安全监控系统具有以下功能：1.在变电所内的前端视频主机上，对现场的多路图像和声音进行全天候记录，并按调度指令有选择地将一路或多路视频/音频信号传送
23、到调度控制中心,以实现对变电所的监控,2.具有录像资料，操作记录等资料数据的远程检索,回放,存储及回放功能.3.具有摄像机，电源及监控主机等的故障自动判断和向中心报告的功能；中心收到故障报警后可在电子地图上显示并提供语音提示。1.监控中心除能够接受报警和进行报警处理外，还可通过操作计算机鼠标，手动或自动实现视屏图像的任意调用，切换。2.多媒体功能。3.可在变电所当地及调度中心对云台的上下，左右转动，镜头的变焦，变倍，变光圈，报警灯光及雨刷等进行当地和远程控制。图2-10 安全视频监控系统3.高速铁路牵引供电模拟系统设计3.1牵引变电所模拟系统电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的
24、电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为4050公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。 牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 此次设计的系统中采用的是两边供电方式，两条高压线各自为220
25、kv(2)牵引变电所向接触网的供电方式单线区段 一边供电；两边供电。双线区段 同相一边并联供电；同相一边分开供电；双边扭结供电。此次设计中采用的是单线区段两边供电方式。3.3电气主结线形式的选择和设计3.3.1高压侧结线的基本形式（1）单母线结线图3-1 单母线结线图如图3-1所示，单母线接线的的特点是整个的配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守以下操作顺序：对馈线送电时必须先合1QS和2QS再合入1QF；如欲停止对其供电必须先断开1QF然后断开1QS和2QS（2）采用双T型接线双T型接线也叫分支接线
26、，它于外桥式接线相似，区别是用桥隔离开关代替了原来的桥断路器。双T型接线设置了桥隔离开关目的是当某一因故障或检修退出运行时，另一输电线路可借助桥隔离开关向两台变压器同时供电。母联隔离开关经常是闭合的（即图中的7QS），两组进线只有一组向变电所供电的是工作电源(主电源)，另一组输电线则是备用电源(副电源)，与桥式接线相比，省去一台断路器，隔离开关也减少了。因此屋外配电装置的结构简化，占地面积减小，相应的以桥断路器为作用的保护装置也随之取消，控制室内的二次接线大为减化。图3-2双T型接线牵引变电所主接线图（3）采用桥型结线当只有两条电源回路和两台主变压器时，常在电源线间用横向母线将它们连接起来，即
27、构成桥型结线。桥型结线按中间横向桥接母线的位置不同，分为内桥形和外桥形两种，如图2-3所示。前者的连接母线靠近变压器侧，而后者则连接在靠近线路侧。 （2）馈线断路器50%备用的接线如图5所示。此种接线用于单线区段，牵引母线同相的场合和复线区段，每相母线只有两条馈线的场合。这种接线每两条馈线设一台备用断路器，通过隔离开关的转换，备用断路器可代替其中任一台断路器工作。牵引母线用两台隔离开关分段是为了便于两段母线轮流检修。图3-4 馈线断路器100%备用的接线图3-5 馈线断路器50%备用的接线电气主结线方案的分析（1）220kV侧结线的选择方案一：采用单母线结线 优点：结线简单清晰，使用设备少，经
28、济比较好，而且在远期调整时线路变换更比较方便。由于结线简单，操作人员发生误操作的可能性就要小。 缺点：不够灵活可靠，接到母线上任一元件故障时，均使整个配电装置停电。方案二：采用内桥结线 优点：形结线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，在结构上便于发展为单母线或具有旁路母线的单母线结线。此结线方案适用于有系统功率穿越，线路检修停电机会较多，主变压器不需经常切换的牵引变电所。 缺点：经济性较单母线要差。方案三：双T与桥式接线相比，省去一台断路器，隔离开关也减少了。因此屋外配电装置的结构简化，占地面积减小，相应的以桥断路器为作用的保护装置也随之取消，控制室内的二次
29、接线大为减化。比较结论：作为牵引变电所，必须保证供电的可靠性和灵敏性，根据任务书的依据，一次侧采用双T型接线比较合理（2）27.5kV侧结线的选择 牵引负荷侧一般采用馈线断路器50%备用的接线。3.4模拟系统的结构设计系统高压侧按两路220KV进线主备自投运行方式，馈线侧按一条供电臂供电进行配置，设变电所、分区所两套综合自动化系统。 8）接触网瞬时故障和永久故障3.5.2当地监控功能设计1)提供牵引变电所、综合自动化系统友好、直观的监控人机界面。2)实时显示被控制站的开关状态、预告及事故信号及各种测量量。3)完成对开关设备、重合闸及自投装置等的控制操作。4)实时显示测控保护单元上送的保护信息。
30、5)采集、显示及存储保护单元的各类报告，进行负荷录波、故障录波及谐波分析显示。6)完成对测控保护装置的复归、参数整定及传动实验。7)实现相应的历史数据存储、流水打印、报警等信息处理功能。8)实现画面修改、数据库维护等系统维护功能。当地监控计算机主要指标如下：lCPU主频：≥2GHz以上l内存容量：≥1Gl硬盘存储器：≥60GBl高分辨率图形卡l8倍速以上 DVD—ROM3.5.3所内数据通信功能设计通过配置的所内通信网络，完成与各间隔单元的接口功能，实施对间隔单元的数据采集与控制输出，所内通信网络应达到工业级网络标准。a.所内网络通信速率应不低于10Mbps，装置
31、应提供多种通信方式接口，具备多种规约转换功能，把相关数据信息上传监控系统，当发生事故或异常时，应能产生事故或告警音响信号。b. 通过接收天线完成系统GPS对时功能。c. 每所应单独提供一台通信服务器（装置），装置应采用强、弱电回路在物理空间上严格分开的结构。d. 装置应采用整面板形式，面板上应装有汉化液晶显示器、工作指示灯和操作键盘。 从系统盘面图来看，由最上方的1#进线引入220kv电压，然后通过一定数量的断路器，自动开关和隔离开关，最终进入母线，也可以认为其就是高速铁路牵引供电系统中外部220kv电压，通过牵引变电所将电压传送给接触网，由接触网再传给电力机车。此系统中采用了高电压模拟低电压
32、的技术，通过电源线接入系统的是380v交流电压，通关系统内部的模块转换，使之变为铁路专用供电电压110kv。其盘面有一定数量的开断按钮，用于系统内部故障或者线路短路时开断相应的设备，在系统一般工作情况下，红色按钮亮，表示系统工作正常，当系统发生故障时绿色按钮亮，说明系统内部故障处于隔断状态。详见附录1图3-6 牵引变电所1号模拟盘3.6.21、3号主变压器保护测控盘设计对于这个盘来说，其实也是对一次回路的复示，主要是对主变压器的内的设备和数据进行监控，当设备发生故障和数据异常时，进行断路和隔开保护。其主要原理是接收牵引供电系统的事故模拟盘或者系统本身发出的故障信号，通过其内部的微机保护控制装置
33、对故障数据进行分析，然后给出判断，使继电器动作，给出相应的开关，按钮的分合闸动作，达到切断故障危险信号的目的，启动自投逻辑，将备用机投入运行。详见附录2其故障一般分为内部故障和外部故障：内部故障: 变压器邮箱内发生的故障，如线圈的匝间短路，一相接地短路，线圈层间短路，铁芯烧坏等。外部故障：变压器油箱外所发生的故障，如套管故障，引出线上的故障等。（ 1 ） 变压器的保护：1）瓦斯保护轻瓦斯是油箱内部有少量气体溢出或油位下降，使轻瓦斯浮子动作发出信号报警。重瓦斯是油箱内部有电弧烧蚀事故时产生大量油气体，油气流通过瓦斯继电器时，冲击挡板使重瓦斯继电器接点动作，发出跳闸信号。 图3-91、3号变压器交
34、流电输入回路原理图电流互感器：用来变换电路中的电流，以提供电流信号给测量仪表，继电器或自投装置，并使之与高压电路隔离电流互感器：用来变换电路中的电流，以提供电流信号给测量仪表，继电器或自投装置，并使之与高压电路隔离3.6.3AT所与变压器馈线保护测控盘设计两者检测馈线处的电流值，但所指的对象不同，一个指向AT所，一个指向分区所，盘面上的开关按钮可以控制馈线的开关，一旦馈线发生故障进行隔离故障，开关分为按钮开关和手动分合开关，都是根据故障模拟盘送来的故障信号给微机监测装置进行判断，要隔断哪一种继电器，隔开哪一路的设备工作。在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线
35、系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。具体实现方式有以下几种：传统的电流保护，重合器方式的馈线保护，基于馈线自动化的馈线保护。在变电所及AT所馈线保护测控盘 271断路器控制回路原理图中，我们可以看到其可以实现许多功能，包括手动合分闸遥控合分闸之外还有保护出口，其用于判断断路器属于什么状态是合还是分，中间的WXB为馈线保护控制装置，用来接收来自外部的电流，电压和故障信号，通过微机内部自行判断开断断路器实现故障隔离。还有对此处的防跳装置做一点说明，因断路器手动控制或自动合闸时，如果遇到永久性故障，继电器保护立即使其跳闸。此时如控制开关未复归或自动装置出口继电器出口被卡主，使合
36、闸回路一直通电，将断路器再次合闸继而又跳闸，如此反复出现“跳跃”现象，导致断路器损坏。为防止此种情况，应在控制回路中设电气“防跳”措施，或断路器本身设置机械“防跳”。 (2)PT断线检测PT就是电压互感器,其与变压器一样都是用来变化线路上的电压,但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电.当110kv运行进线电压任意一项低于定值,但110kv运行进线电压或27.5kv母线电压中至少有一项大于定值时,启动PT断线
37、告警.图3-13 PT断线检测方案框图（3）自投流程此微机备自投装置内部集成了下列各种自投方案，对于如图的双T型接线的牵引变电所，微机备自投有如下运行方式图3-14 双T型接线牵引变电所主接线图对于微机备自投的分析：就上图来说两回路电源进线的电压和相位基本相同两电源进线连同所连接的牵引变压器构成线路变压器组，母线隔离开关7QS断开，形成一主一备运行模式。即正常时一组线路变压器组投入运行，承担全部牵引负荷，另一组线路，变压器组退出运行，作为备用。当运行的线路变压器组失压时，1QF自动断开，启动备用电源自投装置，将2QF自动合闸，2号变压器，线路组投入运行，取代原来线路，变压器组的工作。图中的9Q
38、S和10QS为隔离开关，其作用是当主变压器，进线和馈线线路检修时，将其打开用以隔断电压，保证工作人员的安全。补充：图示为牵引供电的一次回路，在二次回路中会有电流互感器和电压互感器，用来获取输出的二次小电流，低电压，进行高电压的测量，电能量度和提供主变压器与各种进线，馈线的继电保护，自动装置所需的电气量信息图3-15 自投执行流程列表对上图中的直列优先进行说明：例如运行方式的第一行，采用的方式是1主线，1主变当主变故障时，1主变自投变为2主变，同时运行良好的1进线也变为2进线。例如运行方式第五行，同样采用1主线，1主变，同样是主变故障，这时只把1主变换成2主 变，1主线不动，这就为两者的区别。
39、图3-17 馈电线路过电流保护原理图2）失压保护就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多(欠压)时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。失压保护的作用一：当电源电压恢复时，如不重新按下启动按钮，电动机就不会自行转动(因自锁触头也是断开的) ，避免了发生事故。如果不是采用继电接触控制，而是直接用闸刀开关进行控制，由于在停电时往往忽视拉开电源开关，电源电压恢复时，电动机就会自行启动，会发事故。失压保护的作用二：可以保证异步电动机不在电压过低的情况下运行，防止电动机烧毁。比如起重机械
40、、风机水泵等，既可以保证人身安全和设备安全，又可以确保能源的利用效率。失压保护的作用三：在某些特定的场合，失压可能导致设备工作异常。（ 2 ）对于系统保护测控的分析对于整个系统的保护测控可以分为保护，测量和控制这三个方面来讲。对于控制部分来说，当内部线路发生故障时常采用断路器和隔离开关来断开回路，下面就对两者的线路图进行分析。1）在201主断路器控制回路中，有两种方法使201断路器断开其一是使用故障模拟盘上的按钮给其人工制造一个故障也可以是故障模拟信号，即线路的第一行，综控盘上的四个端子接受不同的故障信号，然后传送给内部的微机保护控制系统进行判断，分合相应的按钮，使HQ或者TQ自动动作，起到分
41、合闸的作用其二是手动分合闸，系统内部正真产生故障时，可通过按下2AH1合闸按钮或者2AF1分闸按钮，还可以通过2YF开关进行操作，其目的都是产生分合闸动作，使备机投入运行。 在实际工作部分，当1号主变压器端子箱出现真的瓦斯故障时，同时也是接通相对应的继电器，进行合闸工作另外补充说明一下跳闸压板：其起到一个故障模拟的作用，如果没有它，系统就不能进行故障模拟的分析。图3-20 1、3号主变保护测控盘 1号非电量保护回路原理图3.7.3故障模拟在高速铁路牵引供电实验系统中故障模拟信号和电流及安全监控盘，在实际的城市轨道交通和牵引变电所内是不存在的，此处为了实验目的加以说明,系统中的故障都针对1、2号
42、和3、4号主变压器来说明，其中包括进线故障，重瓦斯故障，轻瓦斯故障，变压器压力故障，变压器油位故障（系统中使用的都是油浸式变压器），变压器闸间短路，母线短路，主变故障等。下面就对一些故障进行说明（1）变压器匝间短路：变压器绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。匝间短路后，变压器的绕组因为一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，变压器在动作过程中就会造成电流增大，导致设备不能正常运行。（2）变压器重瓦斯，轻瓦斯故障：首先解释一下什么重瓦斯，轻瓦斯轻瓦斯：是油箱内部有少量气体
43、溢出或油位下降，使轻瓦斯浮子动作发出信号报警。重瓦斯：是油箱内部有电弧烧蚀事故时产生大量油气体，油气流通过瓦斯继电器时，冲击挡板使重瓦斯继电器接点动作，发出跳闸信号。（3）变压器温度故障：变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，也是变压器温度异常升高，与超极限温度升高同样是变压器故障象征。 这次毕业设计是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为祖国建设事业添上自己的微薄之力。致谢这次能够得以顺利完成，是所有曾经指导过
44、我的老师，帮助过我的同学，我要在这里对他们表示深深的谢意！首先，要特别感谢我的指导老师。华老师在我的撰写过程中，给我提供了极大的帮助和指导。从开始选题到中期修正，再到最终定稿，樊伟老师给我提供了许多宝贵建议。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。其次，要感谢四方学院所有曾经为我们电气工程系2006级电气专业任课的老师，老师们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度。再次，感谢我的室友及其他好友，因为有你们的帮助，我的论文得以顺利完成。感谢你们，大学四年给我了那么多的帮助与鼓励，在我不开心的时候，总能让我开心起来。不会忘记，大学四年里我们一起度过的欢乐时光，那些开心的日子，总是那么令人难以忘怀。最后再次对老师和同学致以我最衷心的感谢 高速铁路牵引供电综合系统设计+盘面设计图(17): 43 / 44