供变电课程设计(定稿)(共40页)

1、课 程 设 计 任 务 书一、设计初始条件(已知技术参数) 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。图1牵引供电系统示意图图1中，牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。电力系统1、2均为火电厂，选取基准容量Sj为750MVA，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12； 在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1中，L1、L2、L3长度分别30km、50km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4/km, 平均零序电抗X0为1.2/km。基本设计数据如表

2、1所示。表1 牵引变电所基本设计数据项目A牵引变电所B牵引变电所左臂负荷全日有效值（A）560500 右臂负荷全日有效值（A）780730左臂短时最大负荷（A）注720700右臂短时最大负荷（A）1050980牵引负荷功率因数0.85(感性)0.85(感性)10kV地区负荷容量（kVA）210002100010kV地区负荷功率因数0.86(感性)0.87(感性)牵引变压器接线型式自选自选牵引变压器110kV接线型式自选自选左供电臂27.5kV馈线数目22右供电臂27.5kV馈线数目2210kV地区负荷馈线数2回路工作，1回路备用2回路工作，1回路备用预计中期牵引负荷增长3030注：供电臂短时最

3、大负荷即为线路处于紧密运行状态下的供电臂负荷。二、要求完成的主要任务设计分组学号为单数的同学设计牵引变电所A；双数的同学设计牵引变电所B。牵引变电所供变电工程设计内容概述对设计对象、原始资料（通常论述电网状况、负荷等级、负荷统计资料、地质、气象条件等）、设计原则及设计所要完成的任务作简要论述。牵引变压器容量计算确定主变压器接线型式和备用方式；分别计算正常负荷和坚密运行状态下的主变压器计算容量；电气化铁道中、远期运量估计；根据以上计算，进行单台主变压器初步选型；进行主变压器过负荷能力校验。牵引变压器运行技术指标计算牵引变压器功率损耗及全年电能损耗计算；牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算

4、；牵引变电所短时最大负荷工况下的不平衡度计算。牵引变电所电压不平衡度计算 在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。按紧密运行工况进行不平衡度考核。牵引变电所主接线设计（用2个初步方案进行比选） 根据电网布局、牵引变电所类型决定110kV侧的主接线，如内、外桥，双T接线或线路变压器组等，鼓励同学们结合自己工作经验进行设计。根据27.5kV馈线路数及供电对象的重要程度决定27.5kV侧的主接线，如选择单母线及其分段、双母线、单母线加旁路母线等。 对所选初步方案进行技术、经济指标比选（如比较变压器功损、压损、不平衡度、接线可靠性、接线复杂程度等），选出优化设计方案。

5、绘制有关图纸 对所选方案绘出牵引变电所主接线图及变电所平面布置图。图中应列表注明所选设备的编号、名称、台（组）数、型号（这一部分内容待后定）。短路电流计算为进行所选电气设备的动稳定、热稳定校验，必须进行相应的短路计算。开关设备选型及稳定性校验 根据以上计算结果，进行 110kV、27.5kV、10kV所有断路器以及隔离开关的选型和动稳定、热稳定校验，并列出计算、校验汇总表和设备清单。室内、外母线选型及校验室外母线110kV进线侧、进入高压室的27.5kV进线侧、从高压室出来的27.5kV馈线侧、10kV馈线侧的母线均为软母线。软母线进行选型、热稳定校验。无需进行动稳定校验。室内母线高压室内27

6、.5kV硬母线长度l2000mm； 相间距a600mm 。 高压室内 10kV 硬母线长度l1200mm； 相间距a250mm 。硬母线进行选型、热稳定及动稳定校验。选择并校验各个支持绝缘子和穿墙套管电压、电流互感器选型与校验受课时所限，本次课程设计只做110kV侧A、B、C三相的仪用电压、电流互感器选择与校验，各相仪表型号由同学自行确定。根据设计需要，同学自行选择每相上的仪表种类、个数和连接方式，然后决定测量用电压、电流互感器的连接、选型与校验（设计中假设仪表盘距电压、电流互感器安装点30m）。牵引变电所防雷接地设计（参考高电压技术教材）开列所选设备清单（编号、名称、型号、台（组）数）形成完

7、整的设计计算书及图纸设计要求： 根据设计内容的不同，划分出独立的章节 在每章的开始，应对所要完成的任务、基本的设计原则及计算方法作一简要的论述在每章的结尾，应对所完成的工作做一简要的总结，以便后面章节查阅对于关键参数的计算，要求有完整的计算电路图、详细的计算过程、完整的计算结果汇总表 完成两张图纸：牵引变电所主接线图和牵引变电所平面布置图撰写格式需符合学校相关的规定。四、参考文献贺威俊等 编著.电力牵引供变电技术 西南交通大学出版社，1998贺威俊、简克良 主编.电气化铁道供变电工程 中国铁道出版社，1980娄和恭等 合编.发电厂变电所电气部分 水利电力出版社，1987李群湛 贺建闽 编著.

8、牵引供电系统分析 西南交通大学出版社，2007曹建猷 著. 电气化铁道供电系统 中国铁道出版社，1983李群湛 连级三 高仕斌 编著. 高速铁路电气化工程西南交通大学出版社，2006简克良 主编.电力系统分析.西南交大出版社，1992铁道部电气工程局电气化勘测设计院，电气化铁道设计手册 牵引供电系统，1988袁则富，何其光 译.电气化铁路供电 西南交通大学出版社，1989指导教师签名： 年 月 日系主任签名： 年 月 日 PAGE 摘要(zhiyo)：本设计主要针对(zhndu)牵引供电系统以及供变电工程进行设计和研究。主要的工作是对A牵引变压器进行设计以及对其他绝缘设备进行检验。其中，牵引变

9、压器的设计主要包括变压器的容量计算和技术指标的检测，设计必须符合高（低）压侧主接线的设计要求。绝缘设备的检验主要是关于电气设备的动稳定、热稳定性、开关设备的选型和校验，以及对室内外母线，各个支持绝缘子和穿墙套管，电压、电流互感器的选型和校验。另一部分主要内容是对牵引变电所的防雷接地设计，包括避雷针、避雷线、避雷器以及接地系统的设计。关键词：主接线(ji xin) 热稳定性校验 动稳定性校验 防雷接地目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK D:格格的文档课程(kchng)相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438249#_Toc2474

10、38249 1 概述(i sh)1 HYPERLINK D:格格的文档课程相关(xinggun)课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438250#_Toc247438250 1.1设计方案简述1 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438251#_Toc247438251 1.2 设计原始资料1 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438252#_Toc247438252 2 牵引变压器容量计算2 HYP

11、ERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438253#_Toc247438253 2.1主变压器接线形式和备用方式2 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438254#_Toc247438254 2.2牵引变压器的计算容量2 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 2.2.1正常负荷的主变压器的计算容量3 HYPERLINK D:格格的

12、文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438256#_Toc247438256 2.2.2 紧密运行状态下的主变压器的计算容量3 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438257#_Toc247438257 2.3电气化铁道中、远期运量估计3 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438258#_Toc247438258 2.4单台主变压器初步选型3 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程

13、设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438258#_Toc247438258 2.5牵引变压器过负荷能力校验3 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438259#_Toc247438259 3 牵引变压器运行技术指标计算4 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438260#_Toc247438260 3.1牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算4 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电

14、课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438262#_Toc247438262 4牵引变电所电压不平衡度计算5 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438263#_Toc247438263 4.1计算电网最小运行方式下的负序电抗5 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438264#_Toc247438264 4.2计算牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流5 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程

15、设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438265#_Toc247438265 4.3构造归算到110kV的等值负序网络6 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438266#_Toc247438266 4.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验6 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438267#_Toc247438267 5 主接线选择7 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程

16、设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438267#_Toc247438267 6 绘制有关图纸7 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438268#_Toc247438268 7 短路电流计算7 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438269#_Toc247438269 7.1变电所短路计算示意图及计算数据7 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc24

17、7438270#_Toc247438270 7.2线路电抗计算8 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438269#_Toc247438269 7.3在110kV侧短路电流计算8 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438270#_Toc247438270 7.4在27.5kV侧短路电流计算9 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438

18、255 7.4.1在20000kVA侧9 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438256#_Toc247438256 7.4.2在16000kVA侧9 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438271#_Toc247438271 7.5在10kV侧短路电流计算10 HYPERLINK D:格格的文档课程相关(xinggun)课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 7

19、.5.1在20000kVA侧10 HYPERLINK D:格格(gg)的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438256#_Toc247438256 7.5.2在16000kVA侧10 HYPERLINK D:格格的文档课程(kchng)相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438272#_Toc247438272 8开关设备选型及稳定性校验11 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438273#_Toc247438273 8.1断

20、路器的选型及校验11 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438274#_Toc247438274 8.1.1在110kV侧断路器的选型及校验11 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 8.1.1.1 在容量为20000kVA侧12 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 8.1.1.2

21、 在容量为16000kVA侧12 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438275#_Toc247438275 8.1.2在27.5kV侧断路器的选型及校验13 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438276#_Toc247438276 8.1.3在10kV侧断路器的选型及校验13 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438277#_Toc247438277 8

22、.2断路器的选型及校验14 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 8.2.1在110kV侧断路器的选型及校验14 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 8.2.2在27.5kV侧断路器的选型及校验14 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 8.2

23、.3在10kV侧断路器的选型及校验14 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 9室内、外母线选型及校验15 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438282#_Toc247438282 9.1室外母线、室内母线计算概述15 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438283#_Toc247438283 9.2室外母线选型及校验

24、17 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 9.2.1室外110kV进线侧的软母线选型及校验17 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 9.2.2室外27.5kV侧进线的软母线选型及校验18 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 9.2.3室外1

25、0kV侧进线的软母线选型及校验18 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438284#_Toc247438284 9.3室内母线选型及校验18 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 9.3.1室内27.5kV硬母线选型及校验18 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 9.3.2室内10

26、kV硬母线选型及校验18 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 10支持绝缘子和穿墙套管19 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438282#_Toc247438282 10.1支持绝缘子选型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 10.1.1 110kV侧母线支持绝缘子选

27、型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 10.1.2 27.5kV侧母线支持绝缘子选型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 10.1.3 10kV馈线母线支持绝缘子选型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438283#_Toc247438283 10

28、.2穿墙套管选型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 10.2.1 27.5kV进线侧穿墙套管选型及校验20 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438255 10.2.2 27.5kV出线侧穿墙套管选型及校验21 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438255#_Toc247438

29、255 10.2.3 10kV侧穿墙套管选型及校验21 HYPERLINK D:格格的文档课程相关(xinggun)课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 11电压、电流(dinli)互感器选型及校验21 HYPERLINK D:格格(gg)的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438282#_Toc247438282 11.1 110kV侧电压互感器选型及校验21 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc

30、247438283#_Toc247438283 11.2 110kV侧电流互感器选型及校验23 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 12防雷接地设计24 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438282#_Toc247438282 12.1防雷设计24 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438283#_Toc247438

31、283 12.2接地设计24 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 13设备清单24 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438281#_Toc247438281 14总结与体会26 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438286#_Toc247438286 参考文献27 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计

32、供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438287#_Toc247438287 附录28 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438288#_Toc247438288 附录一 变压器技术数据表28 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _Toc247438288#_Toc247438288 附录二 断路器和隔离开关技术数据表29 HYPERLINK D:格格的文档课程相关课程设计供变电课程设计供变电课程设计（定稿）.doc l _

33、Toc247438290#_Toc247438290 附录三 牵引变电所A主接线图31供变电技术课程设计报告某牵引变电所供变电工程设计 图1-1所示：图1-1 牵引供电系统示意图图1-1 牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。电力系统1、2均为火电厂,选取基准容量为750MVA，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12；在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1-1中，、长度为30km、50km、20km.线路平均正序电抗为0.4/km,平均零序电抗为1.2/km。

34、基本设计数据如表1-1所示 牵引变电所设计数据 表1-1项目A牵引变电所左臂负荷全日有效值（A）560右臂负荷全日有效值（A）780左臂短时最大负荷（A）注720右臂短时最大负荷（A）1050牵引负荷功率因数0.85（感性）10kV地区负荷容量（kVA）2*100010kV地区负荷功率因数0.86（感性）牵引变压器接线型式自选牵引变压器110kV接线型式自选左供电臂27.5kV馈线数目2右供电臂27.5kV馈线数目210kV地区负荷馈线数目2回路工作，1回路备用预计中期牵引负荷增长30% 注：供电臂短时最大负荷即为线路处于(chy)紧密运行状态下的供电臂负荷。2 牵引(qinyn)变压器容量(

35、rngling)计算2.1主变压器接线形式和备用方式牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，担负着将电力系统供给的110kV或220kV三相电源变换成适合电力机车使用的27.5kV的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强。本设计综合考虑这些因素，选择了Vv接线的牵引变压器，其中一台工作，另一台备用。设计中查附录一（表1-1，表1-2）在110kV侧牵引变压器的选择型号为（Vv）SF6-20000+16000，27.5kV侧选择容量为2000kVA电压27.5/10.5kV的三相双绕组电力变压器

36、。2.2牵引变压器的计算容量变压器的容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务并节约运营成本。容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧损；容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成其容量浪费，损耗增加，使运营费用增大。所以通过变压器容量的计算，能更好的选择一个安全经济的设计方案。2.2.1正常负荷(fh)的主变压器的计算容量牵引(qinyn)变电所的主变压器采用Vv接线(ji xin)形式，主变压器正常负荷计算：式中 轻负荷臂有效电流(A)；取560A重负荷臂有效电流(A)；取780A牵引变电多牵引母线额定电压；取27.5kV2.2.2 紧密运行状态下的主变压器的计算容量

37、式中 轻负荷臂最大电流(A)；取720A重负荷臂最大电流(A)；取1050A2.3 电气化铁道中、远期运量估计为了满足铁路运输的不断发展，牵引变压器要留有一定余量，预计中期牵引负荷增长为30%。 2.4单台主变压器初步选型根据所得容量，查询附录一，可在110kV侧选择牵引变压器的型号为（Vv）SF6-QY-20000+16000，27.5kV侧选择容量为2000kVA电压27.5/10.5kV的三相双绕组电力变压器。2.5牵引变压器过负荷(fh)能力校验 一般(ybn)取k=1.5,经校验(xio yn)，所选变压器满足要求。 3 牵引变压器运行技术指标计算3.1 牵引变压器在短时最大负荷工况

38、下的电压损失计算 Vv接线牵引变压器可看成两个单相变压器，归算到27.5kV侧式中 变压器短路电压百分值； 变压器额定电压； 变压器额定铜耗 变压器额定容量。在容量为20000kVA侧有： 在容量为16000kVA侧有： 电压损失计算： 式中 ，变压器归算到次边的电阻值和电抗值； 功率因数(n l yn sh)； 该臂负荷(fh)（最大值）。在容量(rngling)为20000kVA侧有： 在容量为16000kVA侧有： 其中，由表1-1可知，。4牵引变电所电压不平衡度计算由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序电流，而负序电流会造成变压器的

39、附加电能损失，并在变压器铁芯磁路中造成附加发热，所以通过对不平衡度的计算，来确定采取有效的措施，缩小这些影响，这是牵引供电系统设计的重要一环。在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。按紧密运行工况进行不平衡度考核。4.1计算电网最小运行方式下的负序电抗（） 已知在最小运行方式下系统2的综合电抗标么值=0.14, =20km，=0.4/km。 4.2计算(j sun)牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流以为基准相量，供电(n din)臂电压取中任何(rnh)一个。，当负荷为时，原边负序电流：当负荷为时，原边负序电流：4.3构造归算到110kV的

40、等值负序网络如 REF _Ref223099979 h * MERGEFORMAT 图4-1所示：图4-1归算到110kV，牵引变压器、供电系统等值负序网络4.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验相负序电压计算： 110kV侧母线电压不平衡度计算及校验：满足(mnz)校验。从牵引供电系统方面来说，采取换接相序、采用(ciyng)平衡牵引变压器和并联补偿装置等方法来改善负序的作用。5 主接线(ji xin)选择本设计采用桥型接线方式作为牵引变电所A的主接线。桥型接线能满足牵引变电所的可靠性，具有一定得运行灵活性，使用电气少，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

41、线。具有很高的经济实用性，并能达到可靠性要求。本设计采用100%完全备用，当一套设备发生故障，经过正确的倒闸操作顺序，另一设备启用，以提高供电可靠性。6 绘制有关图纸针对本设计所选方案绘制牵引变电所主接线图。详见附表三。7 短路电流计算为了进行所选电气设备的动稳定，热稳定校验，必须进行相应的短路计算。短路计算时电网电源容量按有限大容量考虑；计算短路电流要考虑周期分量衰减时，在三相短路的暂态过程中，不同时刻短路电流周期分量的有效值的计算，所以用运算曲线法计算；计算中取用系统最大运行方式的综合电抗。7.1变电所短路计算示意图及计算数据图7-1 牵引(qinyn)变压器的变电所短路示意图关于(gun

42、y)短路计算：考虑简化计算，电网电源容量(rngling)按无限大考虑。计算中，取系统最大运行方式下综合电抗。冲击系数按表7-1选取： 冲击系数 表 7-1电压等级110kV27.5kV10kV1.801.701.55各级继电器保护时间配合按表7-2选取： 继电保护时间配合 表 7-2计算点123,45 (S)1.501.000.500.20 (S)1.561.060.560.267.2 线路电抗计算因为系统在最大运行方式下计算，所以选取系统2沿线路L3向电网供电；又因为系统在正常运行和三相短路时只有正序分量，无零序分量，故L3的电抗标么值为：最大运行方式下系统2的综合(zngh)电抗标么值为

43、： 因为电网(dinwng)电源为有限大容量，故；则在近似计算短路(dunl)电流时：7.3 在110kV侧短路电流计算设计中在110kV侧牵引变压器的选择型号为（Vv）SF6-QY-20000+16000短路电流标幺值： 基准电流： 短路电流： 短路电流最大有效值 冲击电流： 7.4 在27.5kV侧短路电流计算7.4.1 在20000kVA侧变压器电抗标么值： 短路电流标么值： 基准电流： 次暂态短路电流： 短路电流最大有效值：冲击电流： 7.4.2 在16000kVA侧变压器电抗(dinkng)标么值： 变压器电抗(dinkng)标么值： 基准(jzhn)电流： 短路电流： 短路电流最大

44、有效值：冲击电流： 7.5 在10kV侧短路电流计算7.5.1 在20000kVA侧变压器电抗标么值： 短路电流标么值： 基准电流： 次暂态短路电流： 短路电流最大有效值：冲击电流： 7.5.2 在16000kVA侧变压器电抗标么值： 变压器电抗(dinkng)标么值： 基准(jzhn)电流： 短路(dunl)电流： 短路电流最大有效值：冲击电流： 计算结果汇总表 7-3 计算结果汇总 表 7-3电压等级110kV27.5kV10kV (kA)9.75.24/4.332.3/2.17 (kA)16.248.29/10.415.04/3.138 开关设备选型及稳定性校验根据以上计算结果，进行11

45、0kV，27.5kV，10kV侧所有短路器以及隔离开关的选型和动稳定、热稳定校验。开关电器的选择与校验按表8-1 开关电器的选择与校验 表8-1选择项目校验项目额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定断路器隔离开关负荷开关熔断器其中：，分别为开关电器的额定电压，额定电流和额定开断电流； ，分别为开关电器工作点的线路额定电压，最大负荷电流和三相短路电流稳态值； ， ，分别为开关电器的动稳定(wndng)电流峰值，热稳定电流及试验时间； 假想(jixing)时间， （S）； 继电保护(j din bo h)整定时间 （S）； 断路器动作时间 （S）； 0.05考虑短路电流非周期分量热影响的等效时间。8

46、.1 断路器的选型及校验对于开断电路中的高压断路器，首先应按使用地点环境，负荷种类及使用技术条件选择断路器的类型和型号，即户内和户外式，以及灭弧介质的种类。对于交流牵引负荷侧，由于故障频繁，从减少运行维修工作量考虑，普遍采用真空断路器。8.1.1在110kV侧断路器的选型及校验设计中110kV侧牵引变压器的选择型号为(Vv)SF6-QY-20000+160008.1.1.1 在容量为20000kVA侧最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑： 已知：=110kV，=9.7kA, =16.24kA则： 查附录二（表2-1）选择型号的少油断路器满足：，校验： (kA）， ，成立所以型号的少油断路

47、器在110kV侧可以使用。8.1.1.2 在容量(rngling)为16000kVA侧最大长期(chngq)工作电流可按变压器过载1.3倍考虑： 已知：=110kV，=9.7kA, =16.24kA则： 查附录(fl)二（表2-1）选择型号的少油断路器满足：，校验： (kA）， ，成立所以型号的少油断路器在110kV侧可以使用。8.1.2在27.5kV侧断路器的选型及校验根据表1-1可知： , 已知：=27.5kV， （S） 则 查附录二（表2-1）选择型号的少油断路器满足：，校验： （kA）， ，成立所以(suy)型号(xngho)的少油断路器在27.5kV侧可以使用。8.1.3在10kV侧

48、断路器的选型及校验(xio yn)设计中选择容量为2000kVA电压27.5/10.5kV的三相双绕组电力变压器，最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑： 已知：=10kV， （S） 则： 查附录二（表2-2）选择ZN27.5型号的真空断路器满足：，校验： （kA）， ，成立所以ZN27.5型号的真空断路器在10kV侧可以使用。8.2断路器的选型及校验屋外隔离开关的类型较多，它对配电装置的运行和占地面积影响较大，应从使用要求和运行等多方面考虑选择其形式。8.2.1在110kV侧断路器的选型及校验由8.1.1的计算可知，查附录二（表2-3）选择GW4110D型号配用CS14G手动机构的高压隔

49、离开关满足：， 校验： （kA） ，成立所以GW4110D型号配用CS14G手动机构的高压隔离开关在110kV侧可以使用。8.2.2在27.5kV侧断路器的选型及校验(xio yn)由8.1.2的计算可知(k zh)，查附录二（表2-3）选择GW427.5DT型号配用CS-11手动机构的高压(goy)隔离开关满足：， 校验： （kA）， ，成立所以GW427.5DT型号配用CS-11手动机构的高压隔离开关在27.5kV侧可以使用。8.2.3 在10kV侧断路器的选型及校验由8.1.3计算可知，查附录二（表2-3）选择GN2-10型号配用CS6-2T手动机构的高压隔离开关满足：， 校验：（kA）

50、， ，成立所以GN2-10型号配用CS6-2T手动机构的高压隔离开关在10kV侧可以使用。电压等级110kV27.5kV10kV断路器型少油断路器型少油断路器ZN27.5型真空断路器隔离开关GW4110D DW高压隔离开关GW427.5DT高压隔离开关GN2-10高压隔离开关9 室内、外母线选型及校验9.1 室外母线、室内母线计算概述110kV进线侧，进入高压室的27.5kV进线侧，从高压室出来的27.5kV馈线侧，10kV馈线侧的母线均为软母线。软母线进行选型，热稳定校验（无需进行动稳定校验）。计算方法：按导线长期发热允许电流选择导线。温度(wnd)修正系数k由下式求得：式中：运行的允许温度

51、，对室外(sh wi)有日照时取80，室内(sh ni)取70；t 实际环境温度，本设计取故在室外有日照时k=1，在室内时k=1。工程中常采用查表的方法求母线和导体的容许电流(载流量)。 导线的选择与校验 表 9-1导线名称选择校验按导线长期发热允许电流选择按经济电流密度选择动稳定热稳定母线及短导线 普通导线 室内母线：高压室内27.5kV硬母线长度l=2000mm,相间距a=600mm； 高压室内10kV硬母线长度l=1200mm,相间距a=250mm。计算方法：1 按导线长期发热允许电流选择导线 IgmaxKIyx 式中 Igmax通过导线的最大持续电流； Iyx对于额定环境温度，导线长期

52、允许电流； K温度修正系数。2 经济电流密度选择导线 SjIgmaxJ 式中 Sj导线经济截面积，（mm2）； J经济电流密度。注：选择架空导线截面积除了要遵循上述原则外，还应考虑导线机械强度及电压等级等。 架空导线最小截面积 表92架空线路电压等级钢芯铝线（mm2）铝及铝合金（mm2）铜（mm2）35kV2535610kV2535（居民区）25（非居民区）161kV16正式683 母线(mxin)、导线热稳定性校验 SSmin 式中 Smin满足热稳定要求(yoqi)的导线最小截面积（mm2）； C热稳定系数(xsh),参见表9-3； IZ三相短路电流稳态有效值（A）； Tjx假想时间（s）

53、； Kf集肤效应系数，对于电缆及小面积导线取1。 各种起始温度下值 表9-3起始温度（0）40455055606570758085铝材99979593918987858379铜材1861831811791761741711691651614 硬母线动稳定校验 yxmaxch式中 yx母线允许应力（MPa）； max、ch短路时母线承受的冲击应力（参见第6章第2节）。最大冲击力按下式计算 式中 Kx导体形状修正系数，约为1； ich2三相短路冲击电流； l平行母线长度（mm）； a母线间距(mm)。最大冲击应力按下式计算 （Pa） 式中，10跨距数大于2时的取值； 8跨距数等于(dngy)2时的

54、取值； h硬母线(mxin)截面宽边长度(mm)； b硬母线(mxin)截面窄边长度(mm)。9.2 室外母线选型及校验9.2.1 室外110kV进线侧的软母线选型及校验室外110kV进线侧母线为软母线，母线长为20km。母线最大工作电流按变压器过载1.3倍考虑，由前面计算知选用LGJ50钢芯铝绞线 检验母线热稳定性 应改选为LGJ185钢芯铝绞线。9.2.2 室外27.5kV侧进线的软母线选型及校验同理可得，选用LGJ800钢芯铝绞线校验母线热稳定性 故选用LGJ800钢芯铝导线符合要求。9.2.3 室外10kV侧进线的软母线选型及校验 同理可得，选用LGJ25钢芯铝绞线校验母线热稳定性 故

55、选用LGJ25钢芯铝导线符合要求。9.3 室内母线选型及校验9.3.1 室内27.5kV硬母线选型及校验由，可初步选型LMY平放的硬铝母线动稳定性校验(xio yn)：三相短路时间电动力满足要求，选用(xunyng)LMY平放的硬铝母线(mxin)。9.3.2 室内10kV硬母线选型及校验由，可初步选型LMY平放的硬铝母线动稳定性校验：三相短路时间电动力满足要求，选用LMY平放的硬铝母线。10 支持绝缘子和穿墙套管支持绝缘子和穿墙套管在配电装置中用以固定母线和导体，并使导体与地或处在其他电位下的设备绝缘，其选择依据如表10-1。支持绝缘子和穿墙套管选择与校验 表101选择校验电压电流热稳定动稳

56、定支持绝缘子UeUg06FyxFjs穿墙套管UeUgIeIgmaxIt2tIZ2tjx06FyxFjs式中 Fyx拉弯允许作用力，查产品手册； Fjs计算作用力； 06安全系数。在三相短路电流下，中间相母线承受的机械应力最大。若绝缘子间跨距和绝缘子管间跨距分别(fnbi)为L和，则左端绝缘子和穿墙套管(to un)受力分别为： 10.1 支持(zhch)绝缘子选型及校验10.1.1 110kV侧母线支持绝缘子选型及校验 取L=1m，a=1m, 则 校验： 根据教材附表11.1，选择则ZS110/3型号支持绝缘子。10.1.2 27.5kV侧母线支持绝缘子选型及校验 取L=2m，a=40cm,

57、则 校验： 根据教材附表11.1，选择则ZS35/4型号支持绝缘子。10.1.3 10kV馈线母线支持绝缘子选型及校验 取L=1.2m，a=25cm, 则 校验： 根据教材附表11.1，选择则ZS10/5型号支持绝缘子。10.2 穿墙(chun qin)套管选型及校验10.2.1 27.5kV进线侧穿墙套管(to un)选型及校验 母线(mxin)，选择CWLB35/1000穿墙绝缘陶瓷套管 动稳定性校验：，查教材附表11.1，可知，故，满足动稳定性校验。 热稳定性校验： ， ，满足要求。 选择CWLB35/1000穿墙绝缘陶瓷套管。10.2.2 27.5kV出线侧穿墙套管选型及校验 同理，2

58、7.5kV出线侧选择CLB35/1000型号的穿墙套管。10.2.3 10kV侧穿墙套管选型及校验 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑， 初步选择CLB10/250型号套管 动稳定性校验：，查教材附表11.1，可知，故，满足动稳定性校验。 热稳定性校验： ， ，满足要求。 选择CLB10/250型户内铝导体穿墙套管。11 电压、电流互感器选型及校验 本设计(shj)完成110kV侧仪用电压、电流互感器选择(xunz)与校验。电流、电压(diny)互感器选择与校验 表111选择校验电压电流热稳定动稳定电流互感器U1eUgIeIgmaxIZ2tjx（ktI1e）21电压互感器0.9UgU1e

59、1.1UgW2W2e-式中 kt电流互感器热稳定倍数； kdw电流互感器动稳定倍数； W2、W2e分别为二次侧每相负荷（仪器、仪表）容量及电压互感器每相额定容量； Ug工作点线路额定电压。11.1 110kV侧电压互感器选型及校验 假设二次负荷为：一个馈线上共有一个三相有功瓦时计，一个无功电度表，一个电压表测母线电压，一个绝缘监视装置。电压互感器二次负荷统计表如下表11-2：电压互感器二次负荷统计表 表11-2仪表名称仪表电压线圈数仪表总数仪表所需功率ab相bc相每个总计有功瓦时计111.51.50.380.9250.571.38750.571.3875无功电度表11.51.50.380.92

60、50.571.38750.571.3875电压表114.54.5104.5总计5.642.781.142.78 接线(ji xin)为Y/YV接线(ji xin)方式的互感器各相负荷计算式得：计入(j r)每相绝缘监视接有电压表的负荷P=4.5W，Q=0，则a相负荷：计入接于相电压的绝缘监视用电压表，则b相负荷为：故选择JCC110型号电压互感器，容量满足要求。11.2 110kV侧电流互感器选型及校验最大长期工作电流根据已知数据，可选用LCWD110D/A型电流互感器，电流比为400/5，有两个铁芯，其中准确度1级的供仪表用，3级的供保护用。由资料知，两铁芯的对应额定容量为30VA，110V