牽引變電所電氣主接線課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程名稱：供變電工程課程設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系： 電 氣 工 程 系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級(jí)： </p>&l

2、t;p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2010 年 月 日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) </p>

3、;<p>　　開題日期：2010 年 3 月 10 日 完成日期：2010 年 4 月19 日</p><p>　　題 目 牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　通過該設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握交流電氣化鐵道牽引變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)步驟和方法

4、；熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用；基本掌握變電所主接線圖的繪制方法；鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，為今后進(jìn)行工程設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　二、設(shè)計(jì)

5、的內(nèi)容及要求 </p><p>　　1、按給定供電系統(tǒng)和給定條件，確定牽引變電所電氣主接線。 </p><p>　　2、選擇牽引變電所電氣主接線中的主要設(shè)備。如：母線、絕緣子、隔離開關(guān)、熔斷器、斷路器、互感器等。

6、 </p><p>　　選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用國(guó)內(nèi)經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品、新技術(shù)。 </p><p>　　3、提交詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)說明書和牽引變電所電氣主接線圖。

7、 </p><p><b>　　三、指導(dǎo)教師評(píng)語 </b></p><p>　　四、成 績(jī) </p><p>　　指導(dǎo)教師 (簽章) &

8、lt;/p><p>　　年 月 日</p><p>　　牽引變電所課程設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　1、電力系統(tǒng)及牽引變電所分布圖 </p><p><b>　　圖例： </b></p><p>　?。弘娏ο到y(tǒng)，火電為主</p><p>　?。旱胤?20/1

9、10kV區(qū)域變電所</p><p>　?。旱胤?10/35/10kV變電站</p><p><b>　　：鐵道牽引變電所</b></p><p>　　—— ：三相高壓架空輸電線</p><p><b>　　圖中： </b></p><p>　　L1：220kV 雙回路

10、150kM LGJ-300 </p><p>　　L2：110kV 雙回路 10kM LGJ-120</p><p>　　L3：110kV 20kM</p><p>　　L4：110kV 40kM </p><p>　　L5：110kV 60kM</p><p>　　L6：110kV

11、雙回路 20kM </p><p>　　L7：110kV 30kM </p><p>　　L8：110kV 50kM</p><p>　　L9：110kV 60kM</p><p>　　L10：110kV 60kM </p><p>　　未標(biāo)注導(dǎo)線型號(hào)者均為L(zhǎng)GJ-185，所有導(dǎo)線單位電抗均為X=0.4Ω/k

12、M</p><p>　　牽引變壓器容量如下（所有Ud%=10.5）：</p><p>　　A：2×3.15萬kVA B：2×3.15萬kVA </p><p>　　C：2×3.15萬kVA D：2×1.5萬kVA </p><p>　　E：2×1.5萬kVA

13、 F：2×1.5萬kVA</p><p>　　2、電力系統(tǒng)對(duì)各牽引變電所的供電方式及運(yùn)行條件</p><p>　　[1] 甲站對(duì)A所正常供電時(shí)，兩回110kV線路中，一回為主供電源，另一回備用。A所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。27.5kV側(cè)需設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。</p><p&g

14、t;　　[2] 甲站對(duì)B所供電時(shí)，110kV線路還需經(jīng)B所送至丙站。正常運(yùn)行時(shí)B所內(nèi)有系統(tǒng)功率穿越。當(dāng)甲站至B的輸電線路故障時(shí)，B所由丙站供電，丙站內(nèi)110kV母線分段運(yùn)行，輸電線L4、L5分別接入不同的分段母線上。正常運(yùn)行時(shí)，丙站內(nèi)110kV母線分段斷路器斷開。B所提供甲站至丙站的載波通道。</p><p>　　B所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有公路直通所內(nèi)。27.5kV側(cè)需設(shè)室外輔助

15、母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。</p><p>　　[3] C所由丙站送出的兩回110kV線路供電。但正常運(yùn)行時(shí)，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回110kV線路（L6）平時(shí)不向牽引負(fù)荷供電。只經(jīng)過C所的110kV母線轉(zhuǎn)接至某企業(yè)110kV變電站。</p><p>　　C所內(nèi)采用兩臺(tái)變壓器，固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有公路直通所內(nèi)。牽引側(cè)除向兩

16、個(gè)方向的牽引網(wǎng)供電外，還要向電力機(jī)務(wù)段供電（兩回）和地區(qū)10kV 負(fù)荷供電（一回）。C所內(nèi)設(shè)有27.5/10kV 1000kVA動(dòng)力變壓器一臺(tái)。10kV高壓間內(nèi)設(shè)有4路饋線，每路饋線設(shè)有：電流表、電壓表、有功電度表、無功電度表。設(shè)有電流速斷和接地保護(hù)，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.1秒。10kV高壓間設(shè)在27.5kV高壓室一端，單獨(dú)開門。27.5kV側(cè)設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。</p>&l

17、t;p>　　[4] 牽引變電所D、E、F由乙站供電。正常運(yùn)行時(shí)，110kV線路在E所內(nèi)斷開，不構(gòu)成閉合環(huán)網(wǎng)。E所內(nèi)的牽引變壓器正常運(yùn)行時(shí)，接入由D所送來的電源線L8上，L8故障時(shí)可轉(zhuǎn)接至F所由L9供電。D、F所均可能有系統(tǒng)功率穿越。但正常運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)所無系統(tǒng)功率穿越。</p><p>　　D所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。27.5kV側(cè)設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)

18、，電抗器室外。所用電有地方10kV可靠電源。</p><p>　　[5] E所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，有公路引入所內(nèi)。27.5kV側(cè)不設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。所用電采用在110kV進(jìn)線隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)接入（）/0.23kV單相變壓器，以提高向硅整流裝置供電的可靠性。</p><p>　　[6] F所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全

19、備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。27.5kV側(cè)設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。該地區(qū)無地方10kV電源。</p><p>　　[7] 牽引變電所A、C、E 110kV側(cè)要求計(jì)費(fèi)，牽引變電所B、D、F 27.5kV側(cè)要求計(jì)費(fèi)，采用低壓側(cè)(27.5kV側(cè))計(jì)費(fèi)時(shí)，110kV側(cè)仍需設(shè)電壓監(jiān)視。</p><p>　　[8] 各變電所設(shè)計(jì)時(shí)，一律按海拔h≤1000m，I級(jí)

20、污穢地區(qū)，鹽密δ≤0.1毫克/厘米2，最高環(huán)境溫度+40℃考慮。</p><p>　　[9] 各牽引變電所均設(shè)置避雷針三座。</p><p>　　[10] 牽引變電所B、D 110kV線路采用縱向平行引入方式；C、E 110kV線路采用橫向相對(duì)引入方式；A、F 110kV線路采用T字型引入方式。</p><p>　　[11] 假定各牽引變電所饋線主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tb=

21、0.1秒，27.5kV母線采用矩型截面硬鋁母線，母線間距a=40cm，母線跨距l(xiāng)=120cm；10KV母線采用矩型截面硬鋁母線，母線間距a=25cm；母線跨距l(xiāng)=100cm。</p><p>　　[12] 各牽引變電所主控制室均采用一對(duì)一集中控制方式，直流電源電壓均為220V。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一

22、章 牽引變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)原則及要求- 7 -</p><p>　　1.1概述- 7 -</p><p>　　1.2電氣主接線基本要求- 7 -</p><p>　　1.3電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則與步驟- 7 -</p><p>　　第二章 牽引變電所電氣主接線圖設(shè)計(jì)說明- 9 -</p><p>　　第

23、三章 短路計(jì)算- 10 -</p><p>　　3.1短路計(jì)算的相關(guān)概念、內(nèi)容和目的- 10 -</p><p>　　3.2短路點(diǎn)的選取- 10 -</p><p>　　3.3短路計(jì)算- 10 -</p><p>　　第四章 設(shè)備及選型- 14 -</p><p>　　4.1母線的選擇及校驗(yàn)- 14 -&l

24、t;/p><p>　　4.1.1 110KV側(cè)母線采用軟母線- 14 -</p><p>　　4.1.2 27.5KV側(cè)母線選用矩形鋁母線- 15 -</p><p>　　4.2 支柱絕緣子及穿墻套管的選取及校驗(yàn)- 17 -</p><p>　　4.2.1 110kV側(cè)支柱絕緣子選取- 17 -</p><p>　

25、　4.2.2 27.5KV側(cè)支柱絕緣子選取- 17 -</p><p>　　4.2.3 27.5KV側(cè)穿墻套管選取- 18 -</p><p>　　4.3 高壓斷路器選取及校驗(yàn)- 18 -</p><p>　　4.3.1 110KV側(cè)斷路器選取- 18 -</p><p>　　4.3.2 27.5kV側(cè)斷路器選取- 19 -<

26、/p><p>　　4.4 高壓熔斷器的選取及校驗(yàn)- 20 -</p><p>　　4.4.127.5kV側(cè)高壓熔斷器- 20 -</p><p>　　4.4.2 230V處的熔斷器- 20 -</p><p>　　4.5 隔離開關(guān)的選取及校驗(yàn)- 21 -</p><p>　　4.5.1 110kV側(cè)隔離開關(guān)選取

27、- 21 -</p><p>　　4.5.2 27.5KV側(cè)戶外隔離開關(guān)選取- 21 -</p><p>　　4.5.3 27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選取- 22 -</p><p>　　4.6 電壓互感器選取- 23 -</p><p>　　4.6.1 110KV側(cè)電壓互感器選取- 23 -</p><p>

28、　　4.6.2 27.5KV側(cè)電壓互感器選取- 23 -</p><p>　　4.7 電流互感器選擇- 23 -</p><p>　　4.7.1 110KV側(cè)電流互感器選擇- 23 -</p><p>　　4.7.2 側(cè)中性點(diǎn)接地電流互感器- 25 -</p><p>　　4.7.3 27.5KV側(cè)電流互感器選擇- 25 -<

29、;/p><p>　　4.8避雷器的選取- 26 -</p><p>　　4.9避雷針的選取- 27 -</p><p>　　電氣設(shè)備一覽表- 29 -</p><p>　　參考書目- 30 -</p><p><b>　　后記- 31 -</b></p><p>&l

30、t;b>　　附電氣主接線圖</b></p><p>　　第一章 牽引變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)原則及要求</p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　牽引變電所（含開閉所、降壓變電所）的電氣主結(jié)線，是指由主變壓器、高壓電器和設(shè)備等各種電器元件和連接導(dǎo)線所組成的接受和分配電能的電路。用規(guī)定的設(shè)備文字符號(hào)和圖形代表上

31、述電氣設(shè)備、導(dǎo)線，并根據(jù)他們的作用和運(yùn)行操作順序，按一定要求連接的單線或三線結(jié)線圖，稱為電氣主結(jié)線圖。它不僅標(biāo)明了各主要設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量，而且反映各設(shè)備的連接方式和各電氣回路的相互關(guān)系，從而構(gòu)成變電所電氣部分主系統(tǒng)。電氣主結(jié)線反映了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和功能。在運(yùn)行中，它能表明與高壓電網(wǎng)連接方式、電能輸送和分配的關(guān)系以及變電所一次設(shè)備的運(yùn)行方式，成為實(shí)際運(yùn)行操作的依據(jù)；在設(shè)計(jì)中，主結(jié)線的確定對(duì)變電所電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)裝

32、置和計(jì)算、自動(dòng)裝置和控制方式選擇等都有重大影響。此外，電氣主結(jié)線對(duì)牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、電能質(zhì)量、運(yùn)行靈活性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。此外，電氣主結(jié)線及其組成的電氣設(shè)備，是牽引變電所的主體部分。</p><p>　　1.2電氣主接線基本要求</p><p>　　電氣主接線應(yīng)滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和方便性四項(xiàng)基本要求。</p><p>　　1.3電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)

33、遵循的主要原則與步驟</p><p>　　在電氣主結(jié)線的設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循的主要原則與步驟：</p><p>　　應(yīng)以批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針政策和有關(guān)的技術(shù)政策、技術(shù)規(guī)范和規(guī)程為準(zhǔn)則，結(jié)合工程具體特點(diǎn)和實(shí)際調(diào)查掌握的各種基礎(chǔ)資料，進(jìn)行綜合分析和方案研究。</p><p>　　主結(jié)線設(shè)計(jì)與整個(gè)牽引供電系統(tǒng)供電方案、電力系統(tǒng)對(duì)電力牽引供電方案密切相關(guān)，

34、包括牽引網(wǎng)供電方式、變電所布點(diǎn)、主變壓器接線方式和容量、牽引網(wǎng)電壓水平及補(bǔ)償措施、無功、諧波的綜合補(bǔ)償措施以及直流牽引系統(tǒng)電壓等級(jí)選擇等重大綜合技術(shù)問題，應(yīng)通過供電系統(tǒng)計(jì)算進(jìn)行全面的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定牽引變電所的主要技術(shù)參數(shù)和各種技術(shù)要求。</p><p>　　根據(jù)供電系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果提供的上述各種技術(shù)參數(shù)和有關(guān)資料，結(jié)合牽引變電所高壓進(jìn)線及其與系統(tǒng)聯(lián)系、進(jìn)線繼電保護(hù)方式、自動(dòng)裝置與監(jiān)控二次系統(tǒng)類型、自用電系統(tǒng)，

35、以及電氣化鐵路當(dāng)前運(yùn)量和發(fā)展規(guī)劃遠(yuǎn)景等因素，并全面考慮對(duì)主結(jié)線的基本要求，做出綜合分析和方案比較，以期設(shè)計(jì)合理的電氣主結(jié)線。</p><p>　　新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)牽引變電所主結(jié)線結(jié)構(gòu)和可靠性等方面，將產(chǎn)生直接影響。</p><p>　　第二章 牽引變電所電氣主接線圖設(shè)計(jì)說明</p><p>　　根據(jù)原始資料易知，已站對(duì)E所正常供電時(shí)，兩回110kV線路中，一回為主供電

36、源，另一回備用。E所內(nèi)采用兩臺(tái)牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。27.5kV側(cè)不需設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補(bǔ)償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。</p><p>　　牽引變電所A110kV側(cè)要求計(jì)費(fèi)，故低壓（二次）側(cè)需設(shè)電壓互感器，高壓側(cè)同樣需設(shè)電壓互感器，按正常運(yùn)行方式選擇變壓器容量。</p><p>　　該主結(jié)線圖高壓側(cè)采用外橋結(jié)線，兩回進(jìn)線中，采用一回主供，一回備用。變壓

37、器采用兩臺(tái)三相主變壓器，其繞組聯(lián)結(jié)形式為YNd-11變壓器，二次繞組有一相接地并與鋼軌連接。由于該變電所的供電方式是單線雙邊供電，饋線有兩條，考慮到經(jīng)濟(jì)性，牽引負(fù)荷母線不采用帶旁路母線的單母線分段接線方式，但為了保證饋線供電的可靠性，采用100%備用斷路器饋線接線方式，每回饋線接兩臺(tái)斷路器，一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。每個(gè)分段母線都設(shè)有單相電壓互感器和避雷器，以便某分段母線檢修或故障停電時(shí)，它們不致中斷工作。</p><p

38、>　　該牽引變電所的運(yùn)行方式如下：</p><p><b>　　一次側(cè)</b></p><p>　　兩路110KV進(jìn)線，一路工作，一路備用，變壓器相同，1B工作，2B全備用。當(dāng)110KV進(jìn)線1發(fā)生故障時(shí)，只需合上外跨橋上的隔離開關(guān)。1B發(fā)生故障時(shí)，若采用110KV進(jìn)線1工作，也合外跨橋上的隔離開關(guān)。設(shè)備的檢修相同。</p><p><

39、;b>　　二次側(cè)</b></p><p>　　當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，合上分段母線上相應(yīng)的隔離開關(guān)，27.5KV的饋線能繼續(xù)工作。斷路器及其他設(shè)備發(fā)生故障或檢修相同。但饋線上的斷路器采用100%的備用，所以該斷路器發(fā)生故障或檢修時(shí)，只需合上另外一個(gè)。</p><p><b>　　第三章 短路計(jì)算</b></p><p>　　

40、3.1短路計(jì)算的相關(guān)概念、內(nèi)容和目的</p><p>　　短路,是指供電系統(tǒng)正常運(yùn)行情況外的，導(dǎo)電相與相或相與地之間負(fù)荷支路被旁路的直接短路或經(jīng)過一個(gè)很小的故障點(diǎn)阻抗短接。</p><p>　　短路計(jì)算的主要內(nèi)容是確定短路電流的大小，即最大短路電流的大小。</p><p>　　短路計(jì)算的目的，是通過短路過程的研究及計(jì)算短路電流的量值，從而達(dá)到供電系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)和安全可

41、靠運(yùn)行的重要因素。</p><p><b>　　3.2短路點(diǎn)的選取</b></p><p>　　因短路計(jì)算的主要內(nèi)容是確定最大短路電流的大小，所以對(duì)一次側(cè)設(shè)備的選取一般選取高壓母線短路點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)；對(duì)二次側(cè)設(shè)備和牽引饋線斷路器的選取一般選取低壓母線短路點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。</p><p><b>　　3.3短路計(jì)算</b>

42、;</p><p>　　電路簡(jiǎn)化圖如圖 3-1所示</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　額定電壓與平均電壓之間的關(guān)系如表3-1所示：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　?、?、上圖系統(tǒng)電力變壓器的總?cè)萘繛椋?lt;/p

43、><p><b>　　系統(tǒng)供電電源容量：</b></p><p>　　因此，在降壓變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路時(shí)，供電電源視為無限大容量供電狀態(tài)。</p><p>　?、?、在上述前提條件下，周期分量電流有效值的標(biāo)幺值,其中為線路總阻抗的標(biāo)幺值，與線路的長(zhǎng)度成正比，與線路的長(zhǎng)度成反比，因此選取線路L7、L8，而不取線路L9、L10。取其中較大的作為選擇斷路器

44、的參考依據(jù)。</p><p><b>　?、?、取, </b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)：(可忽略)</b></p><p><b>　　220KV輸電線：</b></p><p>　　220/110KV變壓器：</p><p>　　220/11

45、0KV變壓器：</p><p>　　1100KV輸電線：</p><p>　　110/27.5KV變壓器：</p><p>　　110/27.5KV變壓器：</p><p>　　由于其次邊230V處接有一熔斷器，因此其次邊短路時(shí)會(huì)自動(dòng)熔斷，且其次邊并未與變壓器構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，于是計(jì)算時(shí)可以不予考慮。</p><p><

46、b>　　Ⅳ、計(jì)算</b></p><p>　?、　1處發(fā)生三相短路時(shí)，等值計(jì)算網(wǎng)絡(luò)圖3-2如下：</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　?、?</b></p><p>　　② 周期分量電流有效值的標(biāo)幺值：</p><p>

47、　?、?周期分量電流有名值：</p><p><b>　?、?取，則有：</b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　?、?、d2、d3、d4處發(fā)生三相短路時(shí)，等值計(jì)算網(wǎng)絡(luò)圖3-3如下：</p><p><b>　　圖3-3</b></p>

48、<p>　　由于d2、d3、d4都是直接在110KV側(cè)短路，且屬于并聯(lián)運(yùn)行，于是此三</p><p>　　處短路電流值相同 (此處計(jì)算d2) 。</p><p><b>　　② </b></p><p>　?、?周期分量電流有效值的標(biāo)幺值：</p><p>　?、?周期分量電流有名值：</p>

49、<p><b>　　④ 取，則有：</b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　?、?、對(duì)牽引變電所主變壓器：</p><p><b>　　側(cè)額定電流：</b></p><p><b>　　側(cè)額定電流：</b><

50、/p><p>　　短路計(jì)算值一覽表見表3-2：</p><p><b>　　表3-2</b></p><p><b>　　第四章 設(shè)備及選型</b></p><p>　　4.1母線的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　4.1.1 110KV側(cè)母線采用軟母線</p>&l

51、t;p>　　按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線截面</p><p>　　根據(jù)正常工作下持續(xù)發(fā)熱容許溫升的限制，應(yīng)使最大長(zhǎng)期工作電流小于，即；最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，</p><p>　　則 </p><p>　　由《電力牽引供變電技術(shù)》附錄二附表3查出鋁母線（LMR型）15×3的允許載流量為156A（環(huán)境溫度為時(shí)），大于最大

52、工作電流，故初選15×3=45mm2截面的鋁母線（單條平放）。</p><p>　　校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性</p><p>　　要求短路最終溫度，應(yīng)先求出起始溫度，根據(jù)，利用曲線，找出對(duì)應(yīng)的值，再由求出，再次利用曲線找出對(duì)應(yīng)的，曲線如圖4-1所示。</p><p><b>　　短路電流計(jì)算時(shí)間</b></p><p

53、>　　式中根據(jù)《電力系統(tǒng)分析》書表6-3取得。</p><p><b>　　短路電流熱效應(yīng)：</b></p><p>　　由，在《電力牽引供變電技術(shù)》圖6.6中查得鋁曲線</p><p>　　在《電力牽引供變電技術(shù)》中查表6.6可得，對(duì)應(yīng)鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為，即，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。</p><p>

54、　　4.1.2 27.5KV側(cè)母線選用矩形鋁母線（室內(nèi)選硬母線）</p><p>　　按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線截面</p><p>　　根據(jù)正常工作下持續(xù)發(fā)熱容許溫升的限制，應(yīng)使最大長(zhǎng)期工作電流小于，即；最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，則</p><p>　　由《電力牽引供變電技術(shù)》附錄二附表3查出鋁母線40×4的允許載流量為456A（環(huán)境溫度

55、為時(shí)），大于最大工作電流，故初選40×4=160mm2截面的鋁母線（單條平放）。</p><p>　　校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性</p><p>　　要求短路最終溫度，應(yīng)先求出起始溫度，根據(jù)，利用曲線，找出對(duì)應(yīng)的值，再由求出，再次利用曲線找出對(duì)應(yīng)的。</p><p>　　母線在最大負(fù)荷時(shí)的溫度；</p><p><b>　　短

56、路電流熱效應(yīng)：</b></p><p>　　由，在《電力牽引供變電技術(shù)》圖6.6中查得鋁曲線</p><p>　　在《電力牽引供變電技術(shù)》中查表6.6可得，對(duì)應(yīng)于鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為，即，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。</p><p>　　校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性</p><p>　　設(shè)母線采用水平排列平放，則沖擊電流 </

57、p><p>　　已知：a=40cm，l=120cm，h=40mm，b=4mm則</p><p>　　三相短路時(shí)，相間電動(dòng)力為：</p><p>　　母線平放及水平排列時(shí)，其抗彎模量為：</p><p><b>　　母線的計(jì)算應(yīng)力：</b></p><p>　　由《電力牽引供變電技術(shù)》表6.4知，鋁母線

58、的允許應(yīng)力為，，滿足機(jī)械穩(wěn)定性。故最后確定選擇截面為40×4=160mm2的鋁母線。</p><p>　　4.2 支柱絕緣子及穿墻套管的選取及校驗(yàn)</p><p>　　由于牽引變壓器安裝在室外，而進(jìn)線是直接接到牽引變壓器上的，所以不用穿墻導(dǎo)管，故對(duì)于側(cè)只需選擇支柱絕緣子而不需要選擇穿墻導(dǎo)管。而側(cè)的設(shè)備既有安裝在室外的也有安裝在室內(nèi)，所以對(duì)側(cè)既需要選擇支柱絕緣子，也需要選擇穿墻導(dǎo)管

59、。</p><p>　　4.2.1 110kV側(cè)支柱絕緣子選取</p><p>　　按最大工作電壓選擇支柱絕緣子時(shí)，可按變壓器側(cè)額定電壓考慮。</p><p>　　查附表11可以初選型號(hào)為ZS-110/3的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-1：</p><p><b>　　表4-1</b></p><p>

60、;　　2.支柱絕緣子機(jī)械穩(wěn)定性校驗(yàn)：</p><p>　　絕緣子受力(取L=120cm,a=40cm)</p><p>　　故能滿足機(jī)械穩(wěn)定性要求</p><p>　　4.2.2 27.5KV側(cè)支柱絕緣子選取</p><p>　　按最大工作電壓選擇支柱絕緣子可按變壓器側(cè)額定電壓 考慮。</p><

61、;p>　　查附表11可以初選型號(hào)為ZA-35Y的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-2：</p><p><b>　　表4-2</b></p><p>　　2.支柱絕緣子機(jī)械穩(wěn)定校驗(yàn)：由計(jì)算知27.5kV三相短路的相間電動(dòng)力為： </p><p>　　故能滿足機(jī)械穩(wěn)定要求</p><p>　　4.2.3 27.5KV側(cè)穿

62、墻套管選取</p><p>　　按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過載1.3倍考慮。</p><p>　　可初選CLB-35/600型穿墻，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-3：</p><p><b>　　表4-3</b></p><p>　　2.穿墻套管熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</p><p>　　故其滿足熱穩(wěn)定

63、性要求.</p><p>　　3.穿墻套管機(jī)械穩(wěn)定性校驗(yàn)：</p><p>　　由前面計(jì)算知27.5kV三相短路的相間電動(dòng)力為</p><p>　　故其滿足機(jī)械穩(wěn)定性要求</p><p>　　4.3 高壓斷路器選取及校驗(yàn)</p><p>　　交流牽引負(fù)荷側(cè)由于故障跳閘頻繁，操作次數(shù)多，從減少運(yùn)行維修工作量考慮，本設(shè)計(jì)側(cè)

64、選用斷路器，側(cè)選用真空斷路器。</p><p>　　4.3.1 110KV側(cè)斷路器選取</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮。</p><p>　　初選額定電流為1000A的型少油斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-4：</p><p><b>　　表4-4</b></p><p>

65、<b>　　短路關(guān)合電流的校驗(yàn)</b></p><p>　　極限通過電流為，而，所以，故滿足要求。</p><p>　　校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性</p><p>　　由前面選擇硬母線處可得：</p><p><b>　　而</b></p><p>　　所以，故滿足熱穩(wěn)定性要求。&

66、lt;/p><p>　　所以，選用額定電流為1000A的型少油斷路器。</p><p>　　4.3.2 27.5kV側(cè)斷路器選取</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮</p><p>　　初選額定電流為1000A的LN1-27.5型的斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-5：</p><p><b>

67、　　表4-5</b></p><p>　　2.短路關(guān)合電流的校驗(yàn)</p><p>　　極限通過電流為，而，所以，故滿足要求。</p><p>　　3.校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性</p><p>　　由前面選擇27.5KV母線處可得：</p><p><b>　　，</b></p>

68、<p><b>　　而</b></p><p>　　所以，故滿足熱穩(wěn)定性要求。</p><p>　　所以，選用額定電流為1000A的LN1-27.5型的斷路器。</p><p>　　4.4 高壓熔斷器的選取及校驗(yàn)</p><p>　　熔斷器是用以切斷過載電流和短路電流，選擇熔斷器時(shí)首先應(yīng)根據(jù)裝置地點(diǎn)和使用條

69、件確定種類和型式；對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需要按額定電壓和斷流容量?jī)身?xiàng)來進(jìn)行選擇。</p><p>　　27.5kV側(cè)高壓熔斷器選用RW1-35Z型戶外高壓熔斷器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-6：</p><p><b>　　表4-6</b></p><p>　?、?滿足電壓要求</p><p>　?、谌蹟嗥鏖_斷

70、電流校驗(yàn)</p><p>　　所以RW1-35Z高壓熔斷器滿足要求</p><p>　　4.4.2 230V處的熔斷器也可選用RW1-35Z型。</p><p>　　4.5 隔離開關(guān)的選取及校驗(yàn)</p><p>　　由于在所設(shè)計(jì)的電氣主結(jié)線中，側(cè)隔離開關(guān)在室外，而側(cè)既有室內(nèi)的也有室外的，所以對(duì)側(cè)只需選擇室外的，而側(cè)要選擇室內(nèi)和室外的。<

71、;/p><p>　　4.5.1 110kV側(cè)隔離開關(guān)選取</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮</p><p>　　而要滿足，可初選型號(hào)為GW4-110/600的隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-7：</p><p><b>　　表4-7</b></p><p>　　校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)

72、定性</p><p><b>　　，</b></p><p>　　所以，故滿足熱穩(wěn)定性要求。</p><p>　　所以側(cè)隔離開關(guān)選用型號(hào)為戶外GW4-110/600。 </p><p>　　4.5.2 27.5KV側(cè)戶外隔離開關(guān)選取</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮。&

73、lt;/p><p>　　而，所以初選型號(hào)為GW2-35/600戶外隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-8：</p><p><b>　　表4-8</b></p><p><b>　　戶外隔離開關(guān)的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　，</b></p><p>

74、　　所以，故滿足熱穩(wěn)定性。</p><p>　　所以側(cè)戶外隔離開關(guān)選用型號(hào)GW2-35/600。 </p><p>　　4.5.3 27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選取</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮</p><p>　　而，所以初選型號(hào)為GN2-35T/600戶內(nèi)隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-9：</p>

75、<p><b>　　表4-9</b></p><p>　　校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性</p><p><b>　　，</b></p><p>　　所以，故滿足熱穩(wěn)定性要求。</p><p>　　所以27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選用型號(hào)為GN2-35T/600。</p><p&

76、gt;　　4.6 電壓互感器選取</p><p>　　4.6.1 110KV側(cè)電壓互感器選取</p><p>　　供繼電保護(hù)用的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級(jí)為3級(jí)。</p><p>　　供110kV側(cè)計(jì)費(fèi)的電壓互感器選擇：準(zhǔn)確級(jí)0.5級(jí)。</p><p>　　由于電壓互感器裝于110kV側(cè)用于計(jì)費(fèi)，并不需要起保護(hù)作用，因?yàn)槿绻?10kV側(cè)發(fā)生故障

77、或事故時(shí)，其地方的電力系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置跳閘，將其故障或事故切除，因此選用型準(zhǔn)確級(jí)0.5級(jí)，額定容量500VA的電壓互感器便可以滿足要求。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-10:</p><p><b>　　表4-10</b></p><p>　　由于電壓互感器是并接在主回路中，當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，短路電流不會(huì)流過互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。</p>

78、<p>　　4.6.2 27.5KV側(cè)電壓互感器選取</p><p>　　由于電壓互感器裝于27.5kV側(cè)要起到保護(hù)作用，用于保護(hù)牽引網(wǎng)饋線上所發(fā)生的故障或事故，故其準(zhǔn)確級(jí)需要3級(jí)，因此選用JDJJ-35型準(zhǔn)確級(jí)3級(jí)，額定容量600VA的電壓互感器可以滿足要求。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-11：</p><p><b>　　表4-11</b></p>

79、<p>　　由于電壓互感器是并接在主回路中，當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，短路電流不會(huì)流過互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。</p><p>　　4.7 電流互感器選擇</p><p>　　4.7.1 110KV側(cè)電流互感器選擇</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過載1.3倍考慮</p><p><b>

80、　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　而，可初選型號(hào)為L(zhǎng)CW-110的電流互感器，測(cè)量計(jì)費(fèi)用0.5級(jí)，保護(hù)用1級(jí)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-12：</p><p><b>　　表4-12</b></p><p>　　二次負(fù)載的計(jì)算與校驗(yàn)</p>

81、<p>　　電流互感器二次負(fù)載統(tǒng)計(jì)表見表4-13：</p><p><b>　　表4-13</b></p><p>　　由最大一相（B相）負(fù)載為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　取</b></p><p>　　式中為此型號(hào)流互1級(jí)的二次負(fù)荷。</p><p&

82、gt;<b>　　則可得導(dǎo)線電阻為 </b></p><p><b>　　因銅導(dǎo)線，,</b></p><p><b>　　則其截面 </b></p><p>　　因此，選擇截面為的銅導(dǎo)線，可滿足要求。</p><p><b>　　校驗(yàn)熱穩(wěn)定性</b>&l

83、t;/p><p>　　——式中為流互一次額定電流。</p><p>　　因此滿足熱穩(wěn)定性要求</p><p><b>　　校驗(yàn)機(jī)械穩(wěn)定性</b></p><p>　　按的條件校驗(yàn)機(jī)械穩(wěn)定性</p><p>　　校驗(yàn)作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機(jī)械應(yīng)力： </p><p>　　設(shè)相

84、間距離，互感器瓷套帽到最近支柱絕緣子間距離</p><p>　　則作用于瓷套帽上的機(jī)械應(yīng)力為 ：</p><p>　　說明互感器對(duì)機(jī)械力的作用是穩(wěn)定的，故選擇的LCW—110型電流互感器能滿足要求。</p><p>　　4.7.2 側(cè)中性點(diǎn)接地電流互感器</p><p>　　同110KV流互要求相同，選型號(hào)LCW—110型電流互感器，也分為測(cè)

85、量、保護(hù)，等級(jí)同上。</p><p>　　4.7.3 27.5KV側(cè)電流互感器選擇</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過載1.3倍考慮：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　而，可以初選型號(hào)為的電流互感器，繼電保護(hù)采用3級(jí)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-14：</p><p&g

86、t;<b>　　表4-14</b></p><p>　　二次負(fù)載的計(jì)算與校驗(yàn)。</p><p>　　電流互感器二次負(fù)載統(tǒng)計(jì)表見表4-15：</p><p><b>　　表4-15</b></p><p>　　由最大一相（B相）負(fù)載為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，取</p><p>　　則可得

87、導(dǎo)線電阻為： </p><p>　　銅導(dǎo)線，,則其截面因此，選擇截面為的銅導(dǎo)線，可滿足要求。</p><p><b>　　校驗(yàn)熱穩(wěn)定性</b></p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定性要求</b></p><p><b>　　校驗(yàn)機(jī)械穩(wěn)定性</b></p><

88、;p>　　按的條件校驗(yàn)機(jī)械穩(wěn)定性</p><p>　　校驗(yàn)作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機(jī)械應(yīng)力： </p><p>　　設(shè)相間距離，互感器瓷套帽到最近支柱絕緣子間距離，則作用于瓷套帽上的機(jī)械應(yīng)力為 ：</p><p>　　說明互感器對(duì)機(jī)械力的作用是穩(wěn)定的，故選擇的LZBJ1-27.5型電流互感器能滿足要求。</p><p><b&g

89、t;　　4.8避雷器的選取</b></p><p>　　50%擊穿電壓是指在該電壓下進(jìn)行多次試驗(yàn)，氣隙擊穿概率為50%。 </p><p>　　110kV為1410/1200kA；27.5kV為700/350kA</p><p>　　選擇交流磁吹閥式避雷器FCZ-110型避雷器作為主變壓器中性點(diǎn)的避雷保護(hù)，該避雷器的參數(shù)如下表4-16(查《高電壓技

90、術(shù)附表2.2》)：</p><p><b>　　表4-16</b></p><p>　　選用Y5W5—126/439 ZnO避雷器作為110kV交流電氣設(shè)備過電壓保護(hù)，查《高電壓技術(shù)附表2.4》，參數(shù)如表4-17：</p><p><b>　　表4-17</b></p><p>　　27.5KV側(cè)的

91、避雷器選用FZ—30J普通閥式避雷器,用來保護(hù)相應(yīng)電壓等級(jí)，電氣設(shè)備免受大氣過電壓和某些操作過電壓的危害，查《高電壓技術(shù)附表2.1》，參數(shù)如表4-18：</p><p><b>　　表4-18</b></p><p>　　綜上避雷器選取結(jié)果見表4-19：</p><p><b>　　表4-19</b></p>

92、<p><b>　　4.9避雷針的選取</b></p><p>　　按設(shè)計(jì)要求需要3避雷針三座，以單支避雷針考慮，參考《高電壓技術(shù)》中的計(jì)算可知，避雷針對(duì)所內(nèi)最高室外設(shè)備(不高于10m)的計(jì)算保護(hù)半徑：</p><p>　　取避雷針高度h=30m，在10m高度上的保護(hù)半徑為：</p><p>　　在地面上的保護(hù)半徑為：</p&

93、gt;<p>　　因此，三座此高度避雷針足以保護(hù)此變電所。</p><p><b>　　電氣設(shè)備一覽表</b></p><p><b>　　參考書目</b></p><p>　　1、 賀威俊.電力牽引供變電技術(shù).成都:西南交通大學(xué)出版社.2004</p><p>　　2、 簡(jiǎn)克良.電力

94、系統(tǒng)分析.成都:西南交通大學(xué)出版社.1993</p><p>　　3、 楊保初.高電壓技術(shù).重慶大學(xué)出版社.</p><p>　　4、 于松偉.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用.西南交通大學(xué)出版社.</p><p>　　5、 馮仁杰.電氣化鐵道供電系統(tǒng).中國(guó)鐵道出版社</p><p>　　6、 林秀海.電氣化鐵道供變電工程.中國(guó)鐵道出版社

95、</p><p><b>　　后記</b></p><p>　　通過6周對(duì)牽引供變電系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步掌握了牽引供變電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些原則以及選擇牽引供電系統(tǒng)主接線方式的問題,其中包括短路計(jì)算、設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。這次設(shè)計(jì)，是在結(jié)合了上學(xué)期學(xué)習(xí)的幾門專業(yè)課的基礎(chǔ)上完成的，設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)自己存在很多的問題，特別是對(duì)供電與繼電保護(hù)之間的聯(lián)系上還很不足。雖然，在規(guī)定時(shí)

96、間內(nèi)完成了設(shè)計(jì)，但是總體上來說，質(zhì)量不高，可以說，通過設(shè)計(jì)所學(xué)到的東西比設(shè)計(jì)本身要多，而體現(xiàn)在設(shè)計(jì)中的創(chuàng)造性的東西幾乎沒有，畢竟個(gè)人的知識(shí)面和水平還很有限。從另一個(gè)方面來說，這也是一種鞭策，雖然我們現(xiàn)在還談不上創(chuàng)新，但是至少我們已經(jīng)有這方面的想法，更重要的是我們正朝著這方面在不斷的努力。我相信過程和結(jié)果是同等重要的。</p><p>　　在各種資料以及筆記等的條件下，個(gè)人獨(dú)立完成了絕大部分的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程