供變電課程設(shè)計(jì)C(完整版)

1、供變電課程設(shè)計(jì)c（完整版）課程名稱：供變電工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：牽引變電所電氣主接線設(shè)讓院系：-電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化年 ,06級電化三班姓名：-蔣 穎指導(dǎo)教師：-楊老師西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2010年4月10日II/供變電課程設(shè)計(jì)c（完整版）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書9/專 業(yè) 電氣工程及其自動仕姓名學(xué)號完成日期：2010年4月10日開題日期：2010年3月10日牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)的目的通過該設(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； 熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊的使用；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)知識的能 力，為今后進(jìn)行工程設(shè)

2、計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求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。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。選擇時應(yīng)優(yōu)先考慮采用國內(nèi)經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品、新技術(shù)。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。三、指導(dǎo)教師評語四、成績指導(dǎo)教師（簽章）年 月日2X6.3 萬 kVAUd=17%f 一、:三相高壓架空輸電線 / / 1地方220/110kV區(qū)域變電所牽引變電所課程設(shè)計(jì)原始資料原始資料（任選其中一所進(jìn)行設(shè)計(jì)）1、電力系統(tǒng)及牽引變電所分布圖Sc=10000MVA<9 Xi=X 2=0.012X12

3、 萬 kVA ；甲1圖例：工：電力系統(tǒng)，火電為主150kM LGJ-c c c10kM LGJ-12020kM):地方110/35/1 OkV變電站 :鐵道牽引變電所Li ： 220kV雙回路l_2： 11 OkV雙回路1_3 ： 11 OkV 20kML4 ： 11 OkV 40kMLs ： 11 OkV 60kMLe ： 11 OkV雙回路L7 ： 11 OkV 30kMLs ： 11 OkV 50kML9 ： 11 OkV 60kMLw ： 11 OkV 60kM未標(biāo)注導(dǎo)線型號者均為LGJ-185,所有導(dǎo)線單位電抗均為X=0.4Q/M牽引變壓器容量如下（所有Ud%=10.5）：A : 2

4、X3.15 萬 kVAB： 2X3.15 萬 kVAC： 2X3.15 萬 kVAD ： 2X1.5 萬 kVAE： 2X25 萬 kVAF： 2X1.5 萬 kVA2、電力系統(tǒng)對各牽引變電所的供電方式及運(yùn)行條件1甲站對A所正常供電時，兩回11 OkV線路中，一回為主供電源，另一回備用。A所內(nèi)采用兩臺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。2甲站對B所供電時，110kV線路還需經(jīng)B所送至丙站。正常運(yùn)行時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，B所由丙站供電，丙站內(nèi)110kV母線分段運(yùn)行，輸電線1_

5、4、 L5分別接入不同的分段母線上。正常運(yùn)行時，丙站內(nèi)11 OkV母線分段斷路器斷開。B所提供甲站至 丙站的載波通道。B所內(nèi)采用兩臺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。3 C所由丙站送出的兩回11 OkV線路供電。但正常運(yùn)行時，由甲站送至丙站（L5）再由丙站 送至C所的一回11 OkV線路（L6）平時不向牽引負(fù)荷供電。只經(jīng)過C所的11 OkV母線轉(zhuǎn)接至某 企業(yè)11 OkV變電站。C所內(nèi)采用兩臺變壓器，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) 除向兩個方向的牽引網(wǎng)供電外，

6、還要向電力機(jī)務(wù)段供電（兩回）和地區(qū)1OkV負(fù)荷供電（一回）。 C所內(nèi)設(shè)有27.5/1 OkV 1OOOkVA動力變壓器一臺。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)動作時間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。4牽引變電所D、E、F由乙站供電。正常運(yùn)行時，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，接入由D所送來的電源線1_8上，L8故障時可轉(zhuǎn)接至F所由 L9供電。D、F所均可

7、能有系統(tǒng)功率穿越。但正常運(yùn)行時，F(xiàn)所無系統(tǒng)功率穿越。27.5kV側(cè)設(shè)室外D所內(nèi)采用兩臺牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。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。所用電有地方10kV可靠電 源。5 E所內(nèi)采用兩臺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（110.3） /0.23kV單相變壓器，以提高向硅整流裝置供電的可靠性。6 F所內(nèi)采用兩臺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

8、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。7牽引變電所A、C、E110kV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根1）計(jì)費(fèi)時，110kV側(cè)仍需設(shè)電壓監(jiān)視。8各變電所設(shè)計(jì)時，一律按海拔h< 1000m I級污穢地區(qū)，鹽密SW 0毫克/厘米2，最高 環(huán)境溫度+40 考慮。9各牽引變電所均設(shè)置避雷針三座。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 引入方式；A、F 110kV線路采用T字型引入方式。11假定各牽引變電所饋線主保護(hù)動作時間tb=0.1秒，27.5kV母線采用矩型截面

9、硬鋁母 線，母線間距a=40cm,母線跨距1=120cm ; 10KV母線采用矩型截面硬鋁母 線，母線間距 a=25cm ；母線跨距 1=100cm。12各牽引變電所主控制室均采用一對一集中控制方式，直流電源電壓均為220V。摘要交流與直流牽引變電所設(shè)計(jì)師電力牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分。其內(nèi)容包括電氣設(shè)備選擇、 電氣主接線和配電裝置設(shè)計(jì)、控制保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)方案與接線方式、接地裝置設(shè)計(jì)等。它對整個供 電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、運(yùn)行方式都有重大的影響。牽引變電所與供變電系統(tǒng)其他供電裝置的設(shè)計(jì)，不僅要滿足正常運(yùn)行方式下的各 種工作狀態(tài)及 運(yùn)行條件的要求，而且還應(yīng)考慮在故障條件下如何縮小或限制故障的范圍和

10、影響，并保證電氣設(shè)備 在故障狀態(tài)下安全可靠地工作。關(guān)鍵詞短路電流；主接線；電氣設(shè)備目錄第一章電氣主接線與高壓配電裝置11.1 概述11.2 電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求11.3 電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則與步驟21.4 電氣主接線的基本接線形式2第二章牽引變電所主接線的確定82.1 原始資料82.2 確定C所主接線形式 82.3 說明理由8第三章短路計(jì)算103.1 短路計(jì)算的相關(guān)概念、內(nèi)容和目的 103.2 短路計(jì)算點(diǎn)的確定原則 103.3 短路計(jì)算10第四章設(shè)備及選型134.1 母線的選取及校驗(yàn)134.2 支柱絕緣子及穿墻套管的選取及校驗(yàn)174.3 高壓斷路器選取及校驗(yàn)184.4 隔離開關(guān)

11、的選取及校驗(yàn)214.5 高壓熔斷器的選取及校驗(yàn)234.6 電壓互感器選取244.7 電流互感器選擇254.8 避雷器的選取29結(jié)論31參考文獻(xiàn)32附錄1 33供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）11 /40第一章電氣主接線與高壓配電裝置1.1 概述牽引變電所（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)備文字符號和圖形代表上述電氣設(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

12、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)線的確定對變電所電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)裝置和計(jì)算、自動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。1.2 電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求電氣主接線應(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：1.安全性主要體現(xiàn)在：隔離開關(guān)的正確配置和隔離開

13、關(guān)接線的正確繪制。隔離開關(guān)的主要用途是將檢修部分與電源隔離，以保證檢修人員的安全。在主接線圖中，凡是應(yīng)該安 裝隔離開關(guān)的地方都必 須配置隔離開關(guān)，不能有個別遺漏之處，也不允許從節(jié)省投資來考慮而予以省略。主接線的安全 性是必須絕對保證的，在比較分析主接線的特點(diǎn)時，不允許有“比較安全、安全性還可以”等不合適的結(jié)論。2.可靠性電氣主接線的可靠性不是絕對的。同樣形式的主接線對某些發(fā)電廠和變電所來說是可靠的，而對另一些發(fā)電廠和變電所則不一定滿足可靠性要求。電氣主接線可靠性的高低，與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。般來講，主接線的可靠性愈高，所需的總投資和年運(yùn)行費(fèi)愈多。另一方面，可靠性愈高，因停電 而造成的經(jīng)濟(jì)損失愈小。所以

14、，對主接線可靠性進(jìn)行分析時，要根據(jù)資金是否充沛，停電的經(jīng)濟(jì) 損失多少等，從各方面加以綜合考 慮。由事故造成中斷供電的機(jī)會越少、影響范圍越小，停電時間 越短，主結(jié)線的安全可靠性就越高。3 .經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要取決于匯流母線的結(jié)構(gòu)類型與組數(shù)(幾組母線)、主變壓器容量、結(jié) 構(gòu)形式和數(shù)量、高壓斷路器配電單元數(shù)量、配電裝備結(jié)構(gòu)類型(屋內(nèi)或屋外式)和占地面積等因素。它通常與可靠性 方便性之間有矛盾。為此，必須力求技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩者 的統(tǒng)一，在滿足供電可靠、運(yùn)行靈活方便的基 礎(chǔ)上，盡量使投資和運(yùn)行費(fèi)最省。4 .方便性(1)操作的方便性盡可能使操作步驟少，以便于操作人員掌握，不致出錯。(2)調(diào)度的方便性根據(jù)調(diào)度要求

15、，方便地改變運(yùn)行方式。(3)擴(kuò)建的方便性1.3電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則與步驟在電氣主結(jié)線的設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循的主要原則與步驟：1 .應(yīng)以批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(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。2 .主結(jié)線設(shè)計(jì)與整個牽引供電系統(tǒng)供電方案、電力系統(tǒng)對電力牽引供電方案密切相 關(guān)，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

16、所的主要技術(shù)參數(shù)和各種技術(shù)要求。3 .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、自動裝置與監(jiān)控二次系統(tǒng)類型、自用電系統(tǒng)，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。4 .新技術(shù)的應(yīng)用對牽引變電所主結(jié)線結(jié)構(gòu)和可靠性等方面，將產(chǎn)生直接影響。1.4電氣主接線的基本接線形式1.4.1 單母線接線1 .單母線不分段接線1SL2SL3SL4SL1G X 2G X 3G _L 4G11111DL ： 2DL-3DL4DL特點(diǎn)：DL套數(shù)等于母線上所接的回路數(shù)

17、接線簡單 每回路由DL切斷負(fù)荷電流或故障電流。檢修D(zhuǎn)L時，可用兩側(cè)的GK隔離電源，保證檢修人員的安全。 任一回路DL檢修，不影響其它回路的正常運(yùn)行，任一用電回路可從任一電源回路 獲得電能。 母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，將造成全所停電，供電可靠性不高，DL無備用。僅適用于對供電可靠性要求不高的1035k V的地區(qū)負(fù)荷。2 .單母線分段接線1SL 2SL特點(diǎn):這種結(jié)線分段母線可輪流檢修，提高了供電的可靠性，但斷路器仍無備用，分段母線檢修時將造成該段母線上所有回路停電，這對大型變電所來說也是不允許的。因此，這種接線只應(yīng)用于功率不大的1 o35k V地區(qū)負(fù)荷和11 OkV電源

18、進(jìn)線回路較少的變電所中。3 .單母線分段帶旁路母線的接線特點(diǎn)： 這種結(jié)線解決了斷路器的公共備用和檢修備用，在調(diào)試、更換斷路器和整定繼電保護(hù)裝置時都可不必停電，提高了供電的可靠性。它廣泛應(yīng)用于牽引負(fù)荷和以上線路中，特別是負(fù)35kV 荷較重要，線路斷路器較多，檢修斷路器不允許停電的場合。 其主要缺點(diǎn)是：設(shè)備較多，接線較復(fù)雜，倒閘作業(yè)較復(fù)雜，配電裝置的占地面積大。 為減少變電所投資，可根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的重要程度，對供電可靠性的具體要求，采用僅在工作母線一側(cè)設(shè)旁路母線，同時將旁路斷路器和分段斷路器合并為一套斷路器的簡化的單母線分段帶旁路母線的電氣主結(jié)線。4 .簡化的單母線分段帶旁路母線的接線14

19、2雙母線接線1SL2SL3SL4SL1M2M1.內(nèi)橋式接線特點(diǎn)：連接橋特點(diǎn)： 比單母線結(jié)線增加一套備用母線，故當(dāng)工作母線發(fā)生短路故障時，可將全部回路迅速轉(zhuǎn)換到由備 用母線供電，縮短停電時間。 檢修母線時可倒換到由另一套母線工作而不中斷供電，修理任一回路的母線隔離 開關(guān)時，只需本 回路停電。 無備用斷路器情況下，檢修任一斷路器時，可通過一定的轉(zhuǎn)換操作用母聯(lián)斷路器代替被檢修的斷 路器，而停電時間很短。 缺點(diǎn)是隔離開關(guān)數(shù)量多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)換操作步驟較繁瑣。一次投資合占地面積都相應(yīng) 增大。適用于牽引變電所電源回路較多（四回路以上），且具有通過母線給其他變電所輸送大供功率供 電回路的場合。1.4

20、.3橋形接線1SL2SL'外跨條9G10G5G 3DL6G兩條電源進(jìn)線回路上均設(shè)有斷路化, 器，電源線路中有一路故障時，idl1 不影響供電。但當(dāng)任一主變壓器故障或檢修時，會影響本無故障的回路工作；在切除和投入主變壓器時，操作比較復(fù)雜。 故該種結(jié)線適用于線路較長，線路故障和檢修的機(jī)會較多、變壓器不需要經(jīng)常切換的變電所。2,外橋式接線1SL2SL特點(diǎn)： 外橋接線適用于電源線路較短，負(fù)荷不恒定，主變壓器需經(jīng)常切換的場合。 橋式接線中，兩回線路，兩臺主變壓器，只用3組斷路器，其數(shù)量比較少、配電裝置簡單、清晰且便于發(fā)展成為單母線或雙母線結(jié)線，具有一定的運(yùn)行靈活性、供電可靠性，因 此，廣泛應(yīng)用于

21、35kV至220kV的環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)中。144簡單分支接線特點(diǎn)：雙T式主結(jié)線運(yùn)行的靈活性較高，應(yīng)盡量采用倒換電源操作時不造成全變電所停 電的運(yùn)行方在雙T接線中，兩路電源，兩臺主變壓器只需要兩套斷路器，并且110kV側(cè)無系統(tǒng)功率穿 越。 主結(jié)線結(jié)構(gòu)簡單，11 OkV線路不需設(shè)置繼電保護(hù)裝置，使二次接線裝置也較簡單，可節(jié)省投 資。第二章牽引變電所主接線的確定2.1 原始資料C所由丙站送出的兩回110kV線路供電。但正常運(yùn)行時，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) 11OkV變電站。C所內(nèi)采用兩臺變壓

22、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 向兩個方向的牽引網(wǎng)供電外，還要向電力機(jī)務(wù)段供電（兩回）和地區(qū)1OkV負(fù)荷供電（一回）。C 所內(nèi)設(shè)有27.5/1 OkV 1000kVA動力變壓器一臺。1OkV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)動作時間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。2.2 確定C所主接線形式高壓側(cè)采用雙T形式的三項(xiàng)牽引變電所主接線；牽引負(fù)荷側(cè)才有單母線用隔離開關(guān)分段帶旁路母

23、線的 接線方式。2.3 說明理由1 .首先確定C所為中間式牽引變電所。因?yàn)檫@類牽引變電所一般有兩類電源進(jìn)線，主 要向牽引負(fù)荷和地區(qū)負(fù)荷供電，且無系統(tǒng)功率穿越。以上幾點(diǎn)符合原始資料中c所的有兩回110KV線路供電，向某企業(yè)110KV變電站供電的實(shí)際情況。2 .雙T接線中，兩路電源、兩臺主變壓器只需要兩套斷路器，并且110KV側(cè)無系統(tǒng)功率穿越，這 些都是符合原始資料中C所情況的。況且雙T接線結(jié)構(gòu)簡單,110KV側(cè)無需設(shè)置繼電保護(hù)裝置， 使二次接線裝置也較為簡單，可節(jié)省投資。3 .由于C所牽引側(cè)除向兩個方向的牽引網(wǎng)供電以外，還要向電力機(jī)務(wù)段供電（兩回）和地區(qū)10KV 負(fù)荷供電（1回）；10KV高壓間

24、內(nèi)設(shè)有4跳饋線。由上可知，牽引網(wǎng)供電、饋線數(shù)目較多，所 以牽引負(fù)荷側(cè)主母線采用單母線用隔離開關(guān)分段帶旁路母線的接線方式，并設(shè)有室外輔助母線。4 .對于中間式牽引變電所采用三相-二相式主變壓器的電七主接線；牽引側(cè)母線連接的自用電變壓器采用反變換的Scott接線形式,，已獲得自用電系統(tǒng)所需的三相對稱380V電壓。5 .對于C所不采用雙母線接線是因?yàn)镃所只有兩條電源進(jìn)線，而雙母線接線則要求進(jìn)線要有4條以 上，所以此點(diǎn)不符合。6 .對于C所不采用橋形接線，是因?yàn)镃所無系統(tǒng)功率穿越，而橋形接線只適用于有功率穿越的變電 所，所以此點(diǎn)不符合。供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）第三章短路計(jì)算3.1短路計(jì)算的相關(guān)概念

25、、內(nèi)容和目的1 .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) 過一個很小的故障點(diǎn)阻抗短接。2 .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。3 .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)和安全可靠運(yùn)行的重要因素。3.2 短路計(jì)算點(diǎn)的確定原則最大短路電流出現(xiàn)的條件，一方面要考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景規(guī)劃系統(tǒng)容量增加的可能性，以及系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化使系統(tǒng)參數(shù)改變而導(dǎo)致短路電流增大。另一方面，對于所設(shè)計(jì)的牽引變電所或其他供電裝置，其本身的主接線和運(yùn)行方式對短路電流的數(shù)值 也有很大的影 響，必須在初步卻定主

26、接線和主變壓器運(yùn)行方式情況下，選擇電氣設(shè)備可能處于最嚴(yán)重短路電流狀態(tài)的短路點(diǎn)，作為短路計(jì)算點(diǎn)，以確定在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，通過各種電氣設(shè)備和載流母線的最大短路電流。3.3 短路計(jì)算電路簡化圖如下：圖中%點(diǎn)為110KV高"母線短路點(diǎn)；d2點(diǎn)為27.5KV低壓母線短路點(diǎn)；C（3點(diǎn)為10KV短路點(diǎn)。取 Sj=IOOMVA-3衛(wèi)型 0.1417100 Qe100 120八 A 100X2*0.4 60 口二 0.1815noX3, XLA Sj 0.4 20 0.0605 p7 Ud% Sj10.5 100 ccXf 0.3333100 Sbe100 31.55% S 7.5 開（J 7 二

27、 Xs 里 7.5100 Sbe 1001等值計(jì)算網(wǎng)絡(luò)：15 /1/0.14172/01815diclE3/1.030A54/0.3333CI3 5/7.51 .當(dāng)小點(diǎn)短路時:0.1417 0.1815 0.030250.3534周期分量電流有效值:I *Z1x-i 0.3534周期分量電流有名值：1 Z1 1 *Z1 1 j沖擊電流:Z1Sj 3Uxx1000.3534 A3 1151.4206ch12 67lz12.67 Iz1Ichi 匚 61 I 1.61IZ1 z12.67 1.4206 3.791.6 1.4206 2.28712,當(dāng)d2點(diǎn)短路時:x*20.1417 0.1815

28、0.03025 0.3333 0.6867周期分量電流有效值:供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）X*20.6867周期分量電流有名值:1000.6867 ,3 27.53.057 8.1623.057 4.9223.當(dāng)d3點(diǎn)短路時：x*30.1417 0.1815 0.03025 0.3333 7.5周期分量電流有效值：ill鳥z2 *z2 jI *z23U：XX1沖擊電流：薪 2.67,2 2.671 z2 2.67I ch2l.61 I z2 1.611 z2 1.613.0578.186719 /40Pz3X*38.1867周期分量電流有名值:z3，wz3 j旦3Uxxj1000.67168.

29、1867 >3 10.5沖擊電流:ich3 2.67 I z32.67 I z3 2.670.67161.793ch36”z3 1.611 z3 1.610.67161.0813短路計(jì)算值一覽表見表3-1表3-1ich ( A)Ich ( A )110KV側(cè)3.792.28727.5KV 側(cè)8.1624.92210KV 側(cè)1.7931.0813第四章設(shè)備及選型4.1 母線的選取及校驗(yàn)411 11OKV側(cè)母線采用軟母線1 按最大長期工作電流選擇母線截面根據(jù)正常工作下持續(xù)發(fā)熱容許溫升的限制，應(yīng)使最大長期工作電流小于Ixu ,即I xu I g.max ；最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮

30、，貝 Ulg max 1 e 1 .3 Se1 .3 .。214.93 A、3Ue110由電力牽引供變電技術(shù)附錄二附表3查出鋁母線（LMF型）25X3的允許載流量為251A （環(huán)境溫度為25時），大于最大工作電流,故初選25X 3=75mn截面的鋁母線（單條平放）。2校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性要求短路最終溫度z，應(yīng)先求出起始溫度s，根據(jù)z，利用曲線Af （），找1S 母線在最大負(fù)荷時的溫度，g max） 2 （I 1 乂 XUXU短路電流計(jì)算時間tjstbtglz 10 It It22出對應(yīng)的As值，再由pQdAz As求出Az，再次利用曲線Af （）找出對應(yīng)的zo) 25 (邈尹)2： 

31、6; 25) 58.02 C0.10.20.3 s1.42062 1 o 1.420621.420622120.3 0.605kA SQti I； Tti 1.42062 0.064 0.1292KA2 S短路電流熱效應(yīng)：( Qd Qz Qf 0.605 0.1292 0.7342KA2 S由s=58.02C,在電力牽引供變電技術(shù)圖6.6中查得鋁曲線As0.4 104AAz A 七(QzQfi) 0.4 1。4 二(0.605 0.1292) 1060.413 1 04S75在電力牽引供變電技術(shù)中查表6.6可得Az0.4104 104，對應(yīng)鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為60，即z60 xu 200，表明

32、所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。4.1.2 27.5KV側(cè)母線選用矩形鋁母線（室內(nèi)選硬母線、室外選軟母線）1 按最大長期工作電流選擇母線截面根據(jù)正常工作下持續(xù)發(fā)熱容許溫升的限制，應(yīng)使最大長期工作電流小于Ixu ,即Ixu I g.max ；最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮，則859.73A1 311 3Se 1 3 31500g .maxeV3Ue V3 27.5由電力牽引供變電技術(shù)附錄二附表3查出鋁母線60X 8的允許載流量為973A（環(huán)境溫度為25時），大于最大工作電流,故初選60X 8=480mm截面的鋁母線（單條平放）。2校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性要求短路最終溫度z，應(yīng)先求出起始溫度s

33、，根據(jù)z，利用曲線Af （），找出對應(yīng)的As值，再由4rQd A As求出A，再次利用曲線Af （）找出對應(yīng)的 S母線在最大負(fù)荷時的溫度 （i g.max 2,Qz25（喙）2（7。25 ）6。,13c2Iz 10 ltd22 ltd12td10 3.057_3A5A q 3122.804 KA2 SQfi I； Tn 3.0572 0.0640.598KA2 S短路電流熱效應(yīng)：Q Qz Qn 2.804 0.598 3.402KA2 S由s=60.13C，在電力牽引供變電技術(shù)圖6.6中查得鋁曲線As 0.451AAzAs-A （Qz Qfi） 0.45 1 04p 3.402 106 0.4

34、51 104S4802在電力牽引供變電技術(shù)中查表6.6可得AzO.451 IO,，對應(yīng)于鋁母線曲線供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）25 /40的縱坐標(biāo)為62，即Z62xu 200，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。3 .校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性設(shè)母線采用水平排列平放，則沖擊電流G 11.012kA已知：a=40cm 1=120cm , h=60mm b=8mn 貝ija b 400.8b h 0.845.7647Kx1三相短路時，相間電動力為：F(3) 1.73iC3)2kx± 10 7 1.73 8.1622 10610 7 34.57 Na40母線平放及水平排列時，其抗彎模量為：1 1W

35、bh 20.0080.0624.8 10 6 m36 6母線的計(jì)算應(yīng)力：M FI 34.57 1.2 1 0660.864 10 paW 10W10 4.8由電力牽引供變電技術(shù)表6.4知，鋁母線的允許應(yīng)力為69 106Pa，xu2滿足機(jī)械穩(wěn)定性。故最后確定選擇截面為60 x 8=480mm勺鋁母線。4.1.3 10KV側(cè)母線選用矩形截面硬母線1 .按最大長期工作電流選擇母線截面根據(jù)正常工作下持續(xù)發(fā)熱容許溫升的限制，應(yīng)使最大長期工作電流小于Ixu，即1.3倍考慮，則xu I g.max ；最大長期工作電流按變壓器過載Ig.max1.3le1.3e 1.33Ue100071.48 A'.3

36、 10.5由電力牽引供變電技術(shù)附錄二附表3查出鋁母線15X 3的允許載流量為156A(環(huán)境溫度為25時)，大于最大工作電流，故初選15X 3=45mm截面的鋁母線(單條平放)。2 .校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性要求短路最終溫度Z，應(yīng)先求出起始溫度S，根據(jù)Z，利用曲線Af ()，找1出對應(yīng)的As值，再由AQd Az As求出A，再次利用曲線Af ()找出對應(yīng)的z。S母線在最大負(fù)荷時的溫度lzQzQti I；(1 g.max (n()2XU10 ltd212°)Tfi 0.67162 0.06425 1568)2(7025 ) 34.45 C產(chǎn)4產(chǎn)吟盧年0.30.0289KA2 S0.1353

37、KA2 $12短路電流熱效應(yīng)：Q QzQ吊 0.1353 0.0289 0.1642KA2 S由s=34.45C，在電力牽引供變電技術(shù)圖6.6中查得鋁曲線As0.25 10414164AzAs-t(QzQfi)0.25 102 0.1642 100.258 10S2452在電力牽引供變電技術(shù)中查表6.6可得AzO.258 1 04，對應(yīng)于鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為40，即z40 xu200，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。3 .校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性26 A1.73 空 2kx ± 1071.73 1.79310 哆 10，2.225Na設(shè)母線采用水平排列平放，則沖擊電流ich 11.01

38、2kA已知：a=40cm 1=120cm，h=60mm b=8mn 貝ijab 25 0.313.722bh 0.3 1.5Kx 1三相短路時，相間電動力為：母線平放及水平排列時，其抗彎模量為：731.12 107m361.987 10 pa1212Wbh20.003 0.015266母線的計(jì)算應(yīng)力：2.225 1W 10W10 1.12 10由電力牽引供變電技術(shù)表6.4知，鋁母線的允許應(yīng)力為69 106Pa，滿足機(jī)械穩(wěn)定性。故最后確定選擇截面為15 X 3=45mm勺硬鋁母線供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）4.2 支柱絕緣子及穿墻套管的選取及校驗(yàn)由于牽引變壓器安裝在室外，而110KV進(jìn)線是直接接

39、到牽引變壓器上的，所以不用穿墻導(dǎo) 管，故對于110KV側(cè)只需選擇支柱絕緣子而不需要選擇穿墻導(dǎo)管。而27.5KV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27.5KV側(cè)既需要選擇支柱絕緣子，也需要選擇穿墻導(dǎo)管。4.2.1 110kV側(cè)支柱絕緣子選取1 按最大工作電壓選擇支柱絕緣子時，可按變壓器11OKV側(cè)額定電壓Ue 11OKV 考慮可以初選型號為ZS-110/3的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-1 ： 表4-1支柱絕緣子（型號）額定電壓（kV）機(jī)械破壞荷重（kN）ZS110/311032 支柱絕緣子機(jī)械穩(wěn)定性校驗(yàn)：絕緣子受力（取L=1.5m,a=2m）Fmax 1.73ichkx±

40、10 71.73 3.792 孕 10 718.64 10 7Na20.6Fxu 0.6 3000 1800N故能滿足機(jī)械穩(wěn)定性要求4.2.2 27.5KV側(cè)支柱絕緣子選取按最大工作電壓選擇支柱絕緣子可按變27.5KV側(cè)額定電壓Ue27.5KV1 .壓器 考慮可以初選型號為ZA-35Y的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-2 ：表4-2支柱絕緣子（型號）額定電壓（kV）機(jī)械破壞荷重（kN）ZA 35Y353.752 .支柱絕緣子機(jī)械穩(wěn)定校驗(yàn)：由前面計(jì)算知27.5kV三相短路的相間電動力為29 /4034.57N0.6Fxu 0.6 3700 2250N故能滿足機(jī)械穩(wěn)定要求1.3倍考慮423 27.5KV

41、側(cè)穿墻套管選取1按最大長期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過載g .max1.3le 1.3 e - 3Ue13 31500 .3 27.5859.73A可初選CLB-35/1000型穿墻，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表43 ：表4-3穿墻套管（型號）額定電壓（kV）額定電流（A）機(jī)械破壞荷重（kN）CLB-35/10003510007.52.穿墻套管熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qxu I 2 t 202 5 2 0 OOKA2 S Qd =3.402 KA2 S故其滿足熱穩(wěn)定性要求3 .穿墻套管機(jī)械穩(wěn)定性校驗(yàn)：由前面計(jì)算知27.5kV三相短路的相間電動力為34.57N 0.6Fxu 0.6 7500 4500N故其滿足機(jī)械

42、穩(wěn)定性要求4.2.4 10kV側(cè)支柱絕緣子選取1.考慮按最大工作電壓選擇支柱絕緣子時，UelOKV可以初選型號為ZA-10T的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-4 ：表4-4支柱絕緣子（型號）額定電壓（kV）機(jī)械破壞荷重（kN）ZA-10T103.752.支柱絕緣子機(jī)械穩(wěn)定性校驗(yàn)：絕緣子受力（取L=1.5m,a=2m）F; ? 2.225N0.6 32502250故能滿足機(jī)械穩(wěn)定性要求4.3 高壓斷路器選取及校驗(yàn)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,供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）本設(shè)計(jì)110KV側(cè)選用SF6斷路器，27.5KV側(cè)選用真空斷路器，10KV選用真空斷路器。4.

43、3.1 110KV側(cè)斷路器選取1 最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮I max 1.3le 1.3 Se1.3 31500214.93 A3Ue 3 110Ug110KV初選額定電流為1250A的LW-110型六氟化硫斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-5 ：表4-5型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流有效值峰值3s熱穩(wěn)定電流 (kA)LW-110110125080kA31.52短路關(guān)合電流的校驗(yàn)極限通過電流為ieg80KA，而icj3.79kA，所以iegiq，故滿足要求。3 校驗(yàn)短路時的熱穩(wěn)定性由前面選擇硬母線處可得：2QdO.7342KAS而 Q4 12 t 31.52 43969K

44、A2 s所以Qd Q4，故滿足熱穩(wěn)定性要求。所以，選用額定電流為1250A的LW-110型六氟化硫斷路器。4.3.2 27.5kV側(cè)斷路器選取1 最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮Igmax 1.31 e 1.31.3 g4500859.73AV3UeV3 27.5Ug 27.5KV初選額定電流為1000A的ZNT27.5型的真空斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-6 ：表4-6型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流有效值峰值4s熱穩(wěn)定電流(kA)Z227.5251000-25kA102短路關(guān)合電流的校驗(yàn)極限通過電流為ieg 25KA，而icj 8162A，所以iegiq，故滿足要求3校驗(yàn)短

45、路時的熱穩(wěn)定性由前面選擇硬母線處可得：2Qd3.402 KAS，而 Q4irtt 1024400 KA2S所以Qd Q4，故滿足熱穩(wěn)定性要求。所以，選用額定電流為1000A的ZNe-27.5型的真空斷路器。4.3.3 10kV側(cè)斷路器選取1 .最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮Ig.max 1 .3le 1 .3AA 1.371 .48A、3Ue .3 10.5UglOKV初選額定電流為600A的ZN-10型真空斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-7 ：表47型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流 有效值峰值3s熱穩(wěn)定電流(kA)ZN-101060022kA8.72.短路關(guān)合電流的校驗(yàn)極限通

46、過電流為ieg 80KA，而icj3.79kA，所以ieg咕，故滿足要求3.校驗(yàn)短路時的熱穩(wěn)定性由前面選擇硬母線處可得：c 2QdO.1642KA2S33 /402而 Q4 Irt t 8.7224 302.76KA s供變電課程設(shè)計(jì)C (完整版)所以QdQ4，故滿足熱穩(wěn)定性要求。所以，選用額定電流為600A的ZN-10型真空斷路器4.4 隔離開關(guān)的選取及校驗(yàn)由于在所設(shè)計(jì)的電氣主結(jié)線中，110KV側(cè)隔離開關(guān)在室外，而27.5KV側(cè)既有室內(nèi)的也有室 外的，所以對11OKV側(cè)只需選擇室外的，而27.5KV側(cè)要選擇室內(nèi)和室外的。10k V側(cè)隔離開關(guān) 選擇室內(nèi)的。441 11 OkV根那鬲離開關(guān)選取4

47、.4.1 最大長期工作電流按變壓器過載 L3倍考慮g.max 1.3le 13 一加e13-豈 5°°-214.93 A、 3 110Ug110KV而要滿足Ue Ug,le Igmax，可初選型號為GW4-1 1 0/600的隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-8 ：ler14KA，I1420.6347.9A表4-8型號額定電壓 (kV)額定電流(A)極限通過電流有效值峰值5s熱穩(wěn)定電流 (kA)GW4-110/600110600-50kA142校驗(yàn)短路時的熱穩(wěn)定性35/40所以lerl :，故滿足熱穩(wěn)定性要求。所以110KV側(cè)隔離開關(guān)選用型號為戶外GW4-110/60Q4.4.2

48、 27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選取1 最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮1M.3 © g .max1 3 315003 27.5859.73AUg27.5KV而UeUgJelgmax，所以初選型號為GN2-35T/1 000戶內(nèi)隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù) 見表4-9 ：I er 27.5 KA , I3057748.8A所以ler欄，故滿足熱穩(wěn)定性要表4-9型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流 有效值峰值5s熱穩(wěn)定電流(kA)GN2-35T/100035100049 70kA27.52校驗(yàn)短路時的熱穩(wěn)定性所以27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選用型號為GN2-35T/1000。4.4.

49、3 27.5KV側(cè)戶外隔離開關(guān)選取1 最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮g .max1.3le 1.3 Se 1 3 31500 3Ue 、3 27.5859.73AUg 27.5KV而UeUgJelgmax，所以初選型號為GW4-35/1 000戶內(nèi)隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)見表410 ：表 4-10型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流 有效值峰值熱穩(wěn)定電流(kA)5sGW4-35/100035100080kA21.52戶外隔離開關(guān)的校驗(yàn)供變電課程設(shè)計(jì)c （完整版）3057er 21.5KA , I乜課程設(shè)計(jì)C （完整版） 748.8A所以. t； Z ,故滿足熱穩(wěn)定性。所以27.5

50、KV側(cè)戶外隔離開關(guān)選用型號GW4-35/100Q4.4.4 10KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選取1 .最大長期工作電流按變壓器過載13倍考慮Y 1.3le Se71.48AUg 10KV而UeUgJelgmax，所以初選型號為GN6-10T/200戶內(nèi)隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)表 4-11型號額定電壓（kV）額定電流（A）極限通過電流有效值峰值5s熱穩(wěn)定電流（kA）GN6-10T/2001020014.7 25.5kA10164.5AtdZ ,故滿足熱穩(wěn)定性要求。2 .校驗(yàn)短路時的熱穩(wěn)定性ler 10KA > I671.6所以Uri所以10KV側(cè)戶內(nèi)隔離開關(guān)選用型號為GN6-10T/200。4.5 高壓

51、熔斷器的選取及校驗(yàn)熔斷器是用以切斷過載電流和短路電流，選擇熔斷器時首先應(yīng)根據(jù)裝置地點(diǎn)和使 用條件確定種 類和型式；對于保護(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兩項(xiàng)來進(jìn)行選擇。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4-12 ：表 4-12型號額定電壓（kV）最大斷流容量（MVARW1-35Z35400因?yàn)閁e35kV Ug27.5kV滿足電壓要求最大斷流容量£ 400MVA Sdt .3 27.5 8.162 388.77MVA滿足開斷能力所以該型號高壓熔斷器滿足要求4.6 電壓互感器選取4.6.1 戶外高壓電壓互感器選取供繼電保護(hù)用

52、的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級為3級。供110kV側(cè)運(yùn)行監(jiān)視用的電壓互感器選 擇：準(zhǔn)確級11.5級。由于電壓互感器裝于110k V側(cè)只是用于電壓監(jiān)視，并不需要起保護(hù)作用，因?yàn)槿?果110k V 側(cè)發(fā)生故障或事故時，其地方的電力系統(tǒng)會啟動繼電保護(hù)裝置跳閘，將其故障或事故切除，因此選用JCC6-110型準(zhǔn)確級1級，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4-13:表 4-13型號額定電壓（kV ）額定容量（V.A）最大容量（V.A）原線圈副線圈0.5級1級3級JCC6-110110/730.1/V3300 500 5002000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，短路電流不會流過互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。4.6.2 27.5KV側(cè)電壓互感器選取供繼電保護(hù)用的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級為