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电气化铁路供电系统设计
L1
电源侧 QS4 QS1 QF1
QS5 L2
L1 QS1
电源侧 QF1
L2 QS2
QS2 QF2
QS2 QF1
QF2
QS3
QF
图4.3内桥接线 图4.4外桥接线
T1
T2
T1
T2
4.3.2牵引变电所27.5kV馈线侧主接线设计
由于27.5kV(或55kV)馈线断路器的跳闸次数较多，为了提高供电的可靠性，按馈线
断路器备用方式不同，牵引变电所27.5kV 侧馈线的接线方式一般有下列三种： (1)馈线断路器100%备用的接线
如图4.5所示。这种接线当工作断路器需检修时，即由备用断路器代替。断路器的转换操作方便，供电可靠性高，但一次投资较大。
送左臂上行 送左臂下行 送右臂上行 送右臂上行 a相母线 b相母线 图4.5馈线断路器100%备用的接线
(2)馈线断路器50%备用的接线
如图4.6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，
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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。
a相母线 b相母线
左臂上行 左臂下行 右臂上行 右臂下行 图4.6馈线断路器50%备用的接线
在此设计中由于牵引变电所设在小站，且馈电线只供区间时采用，当每相母线的馈出线数目较多时（如牵引变电所设在枢纽地区或大的区段站处），我们可以采用第三种接线方式
(3)带旁路母线和旁路断路器的接线
如图4.7所示。一般每2至4条馈线设一旁路断路器。通过旁路母线，旁路断路器可代替任一馈线断路器工作。这种接线方式适用于每相牵引母线馈线数目较多的场合，以减少备用断路器的数量。
图4.7 带旁路母线和旁路断路器的接线
a相母线 b相母线 旁路母线
考虑到牵引变压器类型为单相变压器，且此牵引变电所只为区间正线供电，为了
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提高供电的可靠性，同时避免较大的一次性投资，牵引变电所27.5kV 侧馈线断路器采用50%备用的接线。馈线的接线方式为馈线断路器50%备用的接线。每2条馈线设1台备用断路器和2台备用隔离开关，备用断路器和备用隔离开关中的1台可代替任一馈线断路器和隔离开关工作。 4.3.3三相YN,d11变压器主接线
三相YN,d11接线变压器用于直接供电方式或吸流变压器供电方式中。变压器高压侧绕组以星形方式与电力系统的三相相联接。变压器低压侧绕组接成三角形，其中c端子的一角经电流互感器接至接地网和钢轨（吸流变压器供电方式时接回流线）；另两角（变压器a、b端子）分别经电流互感器、断路器和隔离开关引接至牵引母线。两台变压器可并联工作；也可一台工作，另一台固定备用。见附录所示。 4.3.4牵引变压器容量计算
为了经济合理的选择牵引变压器容量，计算分3个步骤进行：
(1)确定计算容量—按正常运行的计算条件求出主变压器供应牵引负荷所必须的最小容量。
(2)确定校核容量—按列车紧密运行时的计算条件并充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量。
(3)安装容量—根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式）等，最后按变压器实际产品的规格所确定的变压器台数与容量。
计算容量主要由各供电臂的负荷来决定，各供电臂的负荷就是牵引变电所的馈线电流。 牵引变电所的馈线电流由牵引计算的结果和线路通过能力及行车量等条件决定。 1)牵引变压器的计算容量
S?KtU(2IX1?0.65IX2)
(1)
其中kt为温度系数，取0.9，U为牵引侧电压，为27.5kV，IX1=295A，IX2=218A，代入可得：S=16.8MVA。
2)牵引变压器的校核容量
Sbmax?ktU?2Imax?0.65Ix2? (2)
其中kt为温度系数，取0.9，U为牵引侧电压，为27.5kV，Imax1=590A，IX2=218A，代入可得：Sbmax=32.7MVA。
这里三相YN,d11变压器的过负荷倍数为1.5，所以可得该变压器的校核容量为：
S校?Sbmax1.5
=21.8MVA (3)
3)牵引变压器安装容量
牵引变压器的安装容量是在计算容量和校核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格确定的变压器台数与容量。确定安装容量除了计算容量和校核容量外，主要考虑的因素是备用方式。这里牵引变压器采用固定备用。 4)牵引变压器类型的选择
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当牵引变压器的计算容量和校核容量确定以后，选择两者中的大者，并按采用的备用方式、牵引变压器的系列产品（额定容量优先级为R10系列，即10000，12500，1600，20000，25000，31500，40000，50000，63000，80000，100000（KVA）等）以及有否地区动力负荷等诸因素，即可确定牵引变压器的安装容量。本设计中选择牵引变压器安装容量为2×25000KVA。牵引变压器选择用SFY-25000/110型三相双绕组牵引变压器。 4.3.5开关设备的选择 (1)高压断路器的选择
对于开断电路中负荷电流和短路电流的高压断路器，首先应按使用地点和负荷种类及特点选择断路器的类型和型号、即户内或户外式，以及灭弧介质的种类，并能满足下列条件
1)断路器的额定电压，应不低于电网的工作电压，即
U千伏。
e≥Ug
式中 Ue、Ug——分别为制造厂给出的短路器额定电压和网络的工作电压，伏或
2)断路器的额定电流Ie，应不小于电路中的最大长期负荷电流，即
I≥I
eg式中
Ig——断路器的最大长期负荷电流，安或千安。
3)根据断路器的断路能力，即按照制造厂给定的额定切断电流Ieq、或额定断路容量Sed选择断路器切断短路电流（或短路功率）的能力。为此，应使额定切断电流Ieq不小于断路器灭弧触头刚分离瞬间电路内短路电流的有效值Idt，或在一定工作电压下应使断路容量Sed不小于短路功率Sdt。即
或 Sed=
I≥I3U·Ieqedt
eq≥Sdt （三相系统）
''式中，Idt——短路后t秒短路电流有效值（周期分量），对快速断路器，取Idt=I， t≤0.1”；
Sdt——短路后t秒短路功率，对快速熔断器Sdt=Sd。
'' 对于牵引系统，牵引网电压为27.5千伏，当采用三相35千伏系列的断路器时，断路器容量需按下式换算：
S''ed=
27.535·Sed=0.78Sed
式中，Sed——35千伏断路器用在27.5千伏系统中的三相断路容量。
牵引网馈电线用单相断路器，按额定断路容量选择时应满足的条件为（Ieq不变）：
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