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牵引变电所的定义与分类及设计原则
2019-8-19 阅读(10360)
牵引变电所是指将发电厂经电力传输线送来的电能变换成适合机车车辆所需的电压，并分送到接触网或接触轨（第三轨）的场所。分直流牵引变电所和交流牵引变电所。前者将电力传输线送来的高压交流电能经变压器降压，然后经整流器变为直流后，送接触网或接触轨。后者可分为工频、低频单相及工频三相交流牵引变电所，它们分别把电力传输线送来的电能变换成上述三种交流电后，分送到相应的接触网。牵引变电所的主要设备有用于变换电压的变压器、用于接受和分配电能的配电装置以及用于控制和保护的开关等。
一、牵引变电所分类
牵引变电所可按以下方法分类：
1、按高压输电线的引入方式分类
主要有“T”接线（又称分支接线）和“桥”接线。“其特点是外部的电力系统负载电流不进入牵引变电所。“桥”接线又可分为“内桥”接线所示和“外桥”接线，其共同特点是允许外部的电力系统负载电流穿越牵引变电所一次侧母线。一般来说，“内桥”接线适用于故障较多的长输电线路以及主变压器不需要经常切换的场合；“外桥”接线适用于故障较少的较短输电线路以及主变压器按固定备用方式需要经常切换的场合。
2、按牵引变压器的联结形式分类
有单相联结（又称简单单相联结，或纯单相联结）；单相Vv联结；三相Vv联结；三相YNd11联结和三相不等容量YNd11联结；三相YNd11d1十字交叉联结；斯科特联结等。我国中国台湾省电气化铁道采用的还有列勃兰联结。国外，主要在日本，还有伍德桥联结和改进伍德桥联结等。
3、按承担供电臂的供电任务分类
有集中供电方式和分散供电方式。集中供电方式是指每个牵引变电所单独承担所辖供电臂的供电任务。分散供电方式是指每个牵引变电所除了在正常情况下承担所辖供电臂的供电任务外，还能在事故或维修的情况下承担相邻牵引变电所所辖供电臂的供电任务，即越区供电。牵引变电所一般采用集中供电方式，分散供电方式很少采用。
二、牵引变电所设计原则
1、变电所主接线力求简单可靠，提供灵活的运行方式。
2、同车站的牵引变电所和降压变电所应尽可能合建为牵引降压混合变电所，以减少投资和便于运营管理，变电所位置选择应与车站建筑设计密切配合，尽量减少土建工程量。
3、变电所布置方式因地制宜，结合各所址周边地形、建筑物、土建条件，经综合比选后确定。
4、房屋的布置应便于设备运输，相对关系应方便设备接线及电缆敷设。
5、正线牵引变电所可按无人值班设计，车辆段牵引变电所可按近期有人值班、远期无人值班。
6、牵引变电所尽可能设在车站，与车站降压变电所合建，节省投资；在长大区间高架段，尽可能没在高架桥下，减少另外征地；在长大区间地面段，设在线路一侧。
7、牵引变电所应满足牵引负荷要求，在远期高峰负荷时，当一相邻牵引变电所解列时，接触网zui低电压高于1000V，钢轨zui高电位低于120V。
8、综合考虑牵引变电所分布对迷流防护的影响。
9、牵引混合降压变电所和降压变电所的位置应便于设备运输和运营管理。
10、继电保护装置按满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性要求设置。
11、所内控制、保护没备采用变电所综合自动化系统。
三、牵引变电所布点
1、满足直流牵引供电系统运行方式要求
（1）单牵引整流机组双边供电。各牵引变电所设置一套整流机组，同一供电分区由相邻牵引变电所各经一路馈线同时供电，牵引网电压质量较好且能耗较低。主要在法国巴黎、日本东京等采用，国内没有。
（2）双牵引整流机组双边供电。各牵引变电所的两套牵引整流机组均投人运行，馈电方式和单牵引整流机组双边供电形式相同，牵引网电压质量好，牵引网能耗低。
当一套整流机组故障或检修退出后，另一套牵引整流机组若继续运行．牵引变电所整流方式由双机组等效24脉波变成单机组12脉波，谐波禽量增加。
（3）大双边供电。正常工作状态下，正线接触网南两个相邻牵引变电所构成双边供电；当某个中间牵引变电所退出运行时，相关正线接触网南与该牵引变电所相邻的两个牵引变电所通过直流母线或纵向联络开关等越区供电，即大双边供电方式。
2、满足牵引网电压损失允许值要求
牵引变电所布点一般采用以下方法：
（1）以线路中间车站设牵引变电所为布点基点。先考虑牵引变电所与车站相结合。布点基本点：线路中站间距zui大的两个车站为基本点。
（2）以线路术端车站设牵引变IU所为布点基点。一般牵引变电所与线路末端车站相结合。
（3）合理设置区间牵引变电所。对于地面线路，当因牵引变电所与车站结合，将使本牵引变电所退出运行时，牵引网电压损失超标，可考虑设置区间牵引变电所。
对于地下线路，牵引变电所应与车站结合，不宜考虑设置地下区间牵引变电所。因为地下牵引变电所土建造价高，且运营不方便。
3、兼顾杂散电流腐蚀保护需要
在相同条件下，杂散电流与牵引变电所分区长度关系是：牵引变电所分区长度越长，产生杂散电流越大；反之，牵引变电所分区长度越短，产生杂散电流越小。
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