某中心牽引變電所電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、題目某中心牽引變電所電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)5班級(jí)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣工程系導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱講師一、主要內(nèi)容 1.按規(guī)定供、饋電容量與要求確定電氣主接線。2.短路電流計(jì)算。3.牽引變壓器容量、型式及臺(tái)數(shù)的選擇。4.母線(導(dǎo)體)和主要一次電氣設(shè)備選擇。5.配置所需的二次系統(tǒng)。6.進(jìn)行防雷與接地的設(shè)計(jì)。二、基本要求1.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份，要求條目清楚、計(jì)算正確、文本整潔。2.繪制出牽引變電所電氣主接線圖。三、主要技術(shù)指標(biāo)(或研究方法)1.包含有A、B、C三個(gè)牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如圖1所示。圖1牽引供電系統(tǒng)示意圖圖1中對(duì)每個(gè)牽引變電所而言，220kV線路為一主一備。待建牽

2、引變電所為牽引變電所A，220kV線路向220kV地區(qū)變電所供電，供電容量為2000MVA。圖1中L1、L2、L3、L4長(zhǎng)度分別30km、15km、15km、20km。線路平均正序電抗X1為0.4/km，平均零序電抗X0為1.2/km。2.氣象資料：本地區(qū)最高溫度為38，最熱月平均最高氣溫29，最熱月地下0.8m處平均溫度為22，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，年雷暴雨日數(shù)為20天。3.地質(zhì)水文資料：本地區(qū)海拔60m，底層以砂黏土為主，地下水位為2m。4.電源短路容量：電力系統(tǒng)容量分別為3000MVA 、2800MVA。選取基準(zhǔn)容量為100MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值為0.21、0.2

3、3；在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的綜合標(biāo)幺值為0.30、0.35。5.負(fù)荷資料：表1 牽引變電所負(fù)荷資料項(xiàng)目A牽引變電所左臂負(fù)荷全日有效值(A)410右臂負(fù)荷全日有效值(A)620左臂短時(shí)最大負(fù)荷(A)注720右臂短時(shí)最大負(fù)荷(A)880牽引負(fù)荷功率因數(shù)0.85(感性)10kV地區(qū)負(fù)荷容量(kVA)2×100010kV地區(qū)負(fù)荷功率因數(shù)0.87(感性)牽引變壓器接線型式自選牽引變壓器110kV接線型式自選左供電臂27.5kV饋線數(shù)目2右供電臂27.5kV饋線數(shù)目210kV地區(qū)負(fù)荷饋線數(shù)2回路工作，1回路備用預(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)20%注：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂

4、負(fù)荷。6.根據(jù)需要，可自行補(bǔ)充其它資料。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1李彥哲，胡彥奎，王果等.電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設(shè)計(jì)M.蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2006.2 賀威俊，簡(jiǎn)克良.電氣化鐵道供變電工程M.北京：鐵道出版社，1983.3 張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M.北京：中國(guó)電力出版社，2005.4 譚秀炳.交流電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)M.成都：西南交通大學(xué)出版社，2009.五、進(jìn)度計(jì)劃1.第1周-第3周調(diào)研、收集材料，完成外文翻譯、開題報(bào)告；2.第4周分析、確定方案；3.第5周-第7周設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖；4.第8周中期檢查；5.第9周-第11周撰寫論文；6.第12周-第14周論文審核定稿；7.第1

5、5周-第16周答辯。教研室主任簽字時(shí)間年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 某中心牽引變電所電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化一、研究背景 隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，電力牽引成為現(xiàn)代鐵路最先進(jìn)的牽引動(dòng)力。它牽引力大，對(duì)環(huán)境影響小，能源利用率高，整備時(shí)間短，機(jī)車效率高，控制性能好，平穩(wěn)，舒適。既適用于高速旅客運(yùn)輸，也適合重載運(yùn)輸。牽引變電所是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，它的主要作用是將電力系統(tǒng)供應(yīng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于電力牽引及其供電方式的電能。牽引變電所是接受與分配電能并改變電能電壓的樞紐。所以保證牽引變電所的高速安全運(yùn)行對(duì)電氣化鐵路是至關(guān)重要的，因此就要對(duì)牽引變電所進(jìn)行合理

6、的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前我國(guó)的交、直流牽引變電所技術(shù)裝備產(chǎn)生了很大的變化：主設(shè)備向高可靠性、小型化和免維修方面發(fā)展；變電所主接線和輔助設(shè)施趨向簡(jiǎn)單化和典型化；遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控、故障錄波和微機(jī)保護(hù)與自動(dòng)裝置得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。在牽引變壓器方面，首臺(tái)高海拔鐵路專用牽引變壓器已研制成功，能夠滿足高海拔地區(qū)牽引負(fù)荷變化劇烈、外部短路頻繁等要求。我國(guó)目前已經(jīng)全面掌握了時(shí)速為350-380公里電氣化鐵路的設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)技術(shù)體系以及高速鐵路接觸網(wǎng)零配件、高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線、GIS開關(guān)、自動(dòng)過(guò)分相等高鐵關(guān)鍵產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)，建立了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)高速鐵路牽引供電技術(shù)體系，已躋身世界高鐵技術(shù)

7、前沿。外國(guó)的變電所研究領(lǐng)先于我國(guó)，例如日本采用的是AT供電方式，變電所最大供電電流是20003000A，法國(guó)同樣采用AT供電，牽引變電所采用225kV供電，單相與V接相互轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。他們?cè)谧冸娬镜倪\(yùn)行管理模式上已經(jīng)達(dá)到無(wú)人值守的程度。三、研究方案牽引供電系統(tǒng)是將電能從電力系統(tǒng)傳送到電力機(jī)車的電力裝置的總稱，是電氣化鐵路的供電系統(tǒng)，主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大部分組成。本次是對(duì)某中心牽引變電所的電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思路如下：1.對(duì)任務(wù)書中的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析研究，對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容有大致的了解，并參考各類相關(guān)的書籍，文獻(xiàn)。2.根據(jù)查閱的資料可以選擇中心牽引變電所的牽引變壓器接線形式為單相Vv接線。

8、牽引變電所220kV高壓側(cè)的接線形式可以選擇單母線分段接線的接線方式。3.對(duì)牽引變壓器的容量進(jìn)行計(jì)算：根據(jù)兩供電臂的有效電流和最大負(fù)荷電流得出在正常運(yùn)行和緊密運(yùn)行狀態(tài)下牽引變壓器的計(jì)算容量和校核容量，并對(duì)變壓器容量進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，經(jīng)比較確定安裝容量。最后確定變壓器的容量，型式及臺(tái)數(shù)。4.根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果選擇出合適的主接線方式并用CAD畫出電氣主接線圖。5.將接線圖簡(jiǎn)化，根據(jù)資料中的數(shù)據(jù)選擇合適的短路點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算，確定最大短路電流和最小短路電流的大小。6.選擇母線、隔離開關(guān)、斷路器、熔斷器、互感器等電氣主接線中的主要設(shè)備。7.對(duì)電力系統(tǒng)配置繼電保護(hù)，應(yīng)滿足可靠性(安全性和信賴性)、選擇性、速

9、動(dòng)性和靈活性四個(gè)基本要求。8.根據(jù)設(shè)計(jì)配置合適的并聯(lián)補(bǔ)償裝置。設(shè)計(jì)變電所的防雷與接地，包括對(duì)避雷針、避雷器等以及接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。四、預(yù)期結(jié)果對(duì)所要完成的任務(wù)、基本的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算方法作出簡(jiǎn)要的論述。短路計(jì)算等有完整的計(jì)算電路圖、詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程。用CAD畫出整個(gè)牽引變電所的電氣主接線圖。確定牽引變壓器的容量、型號(hào)及臺(tái)數(shù)，配置主要的一次設(shè)備以及所需的繼電保護(hù)。系統(tǒng)具有較好的防雷與接地功能。熟練掌握CAD等軟件的使用，了解中心牽引變電所的結(jié)構(gòu)，掌握變電所設(shè)備等的選擇及參數(shù)的計(jì)算方法，今后能自行設(shè)計(jì)牽引變電所的電氣部分。 指導(dǎo)教師簽字 時(shí) 間 年 月 日摘要隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與科技的迅猛發(fā)展，電力機(jī)車已成為

10、人們出行必不可少的工具之一，而牽引變電所是將電力系統(tǒng)供應(yīng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于電力牽引的電能的場(chǎng)所。因此需要加強(qiáng)牽引變電所的建設(shè)。本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)中心牽引變電所進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)負(fù)荷計(jì)算確定牽引變壓器的容量、型式及臺(tái)數(shù)。按規(guī)定供、饋電容量與要求確定電氣主接線圖。對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算，包括高壓側(cè)輸電線的短路和變壓器低壓側(cè)的短路。根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果對(duì)主要的一次設(shè)備進(jìn)行選擇并校驗(yàn)。對(duì)牽引變壓器和饋線配置繼電保護(hù)，分析牽引變電所電壓損失和電能損失以及補(bǔ)償方法，對(duì)牽引變電所進(jìn)行防雷與接地設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的電氣主接線高壓側(cè)采用單母線分段接線的形式，牽引變壓器采用單相Vv接線并聯(lián)運(yùn)行。采用了并聯(lián)電容器的方法減小負(fù)

11、序電流。運(yùn)用Auto CAD繪制出了電氣主接線圖。關(guān)鍵詞：主接線變壓器Vv接線保護(hù)短路計(jì)算AbstractWith the development of modern economy and technology,the electric locomotive has become one of the indispensable tools for people to travel. Traction substation is a place where make the power from power supply system into another power for elect

12、ric traction.The design is mainly for the center traction substation electrical system. Determine the capacity, the type and number of units of traction transformers through by load calculated. Identify the main electrical wiring diagram according to the supply, fed capacity and requirement. Calcula

13、ted the short-circuit current, including the high voltage side of the transmission line short-circuit and short-circuit of transformer at the low voltage side. According to the results of short-circuit to choose and check the main primary equipment. Configure the protection for traction transformer

14、and feeder, analysis the traction substation voltage losses and power losses and the compensation method, design lightning protection and grounding for traction substation. The design of the high voltage side of the main electric wiring used in the form of single bus segment connection, the traction

15、 transformer using a single phase of Vv connection and ran in parallel. Using a method of Parallel capacitor reduces the negative sequence current. Using Auto CAD drawn out the main electrical wiring diagram.Key words：Main wiringTransformerVv wiringProtectionShort-circuitcalculation目錄第1章緒論11.1課題研究的背

16、景11.2電氣化鐵道的發(fā)展現(xiàn)狀11.3牽引變電所簡(jiǎn)介11.4本次設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容2第2章牽引變壓器的容量計(jì)算和選擇32.1牽引變壓器的容量計(jì)算32.1.1牽引變壓器容量計(jì)算的步驟32.1.2變壓器計(jì)算容量和校核容量的計(jì)算32.1.3功率補(bǔ)償后的計(jì)算容量和校核容量42.1.4中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)后的計(jì)算容量及校核容量52.1.5變壓器安裝容量的計(jì)算62.2牽引變壓器的選擇62.2.1牽引變壓器備用方式的選擇62.2.2牽引變壓器連接組別的選擇62.2.3牽引變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇72.310kV電力變壓器的容量計(jì)算82.4電力變壓器的選擇8第3章牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)93.1電氣主接線的基

17、本要求93.2牽引變電所主接線設(shè)計(jì)103.2.1牽引變電所一次側(cè)主接線103.2.2牽引變電所牽引負(fù)荷側(cè)主接線123.3電氣主接線的確定14第4章短路計(jì)算154.1短路的原因、危害及短路計(jì)算的目的154.1.1短路的原因154.1.2短路的危害154.1.3短路計(jì)算的目的154.2短路計(jì)算164.2.1短路點(diǎn)的選擇164.2.2220kV側(cè)短路計(jì)算164.2.327.5kV側(cè)短路計(jì)算18第5章牽引變電所電氣設(shè)備的選擇235.1繼電保護(hù)的配合時(shí)間235.2斷路器和隔離開關(guān)的選型及校驗(yàn)235.2.1斷路器的選型及校驗(yàn)235.2.2隔離開關(guān)的選型及校驗(yàn)255.3電流互感器和電壓互感器的選型及校驗(yàn)27

18、5.3.1電流互感器的選型及校驗(yàn)275.3.2電壓互感器的選型及校驗(yàn)295.4熔斷器的選型295.5母線的選型及校驗(yàn)305.5.1220kV架空導(dǎo)線的選型及校驗(yàn)315.5.2室外220kV進(jìn)線側(cè)軟母線的選型及校驗(yàn)325.5.3室外27.5kV出線的母線選型及校驗(yàn)325.5.4室內(nèi)27.5kV側(cè)硬母線的選型及校驗(yàn)325.6支柱絕緣子和穿墻套管335.6.1支柱絕緣子的選型及校驗(yàn)335.6.2穿墻套管的選型及校驗(yàn)345.7避雷器的選型345.7.1220kV側(cè)避雷器的選型345.7.227.5kV側(cè)避雷器的選型35第6章繼電保護(hù)的配置與整定計(jì)算366.1繼電保護(hù)的任務(wù)和要求366.1.1繼電保護(hù)的

19、任務(wù)366.1.2繼電保護(hù)的要求366.2牽引變壓器的保護(hù)366.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)376.2.2變壓器瓦斯保護(hù)396.2.3變壓器的后備保護(hù)406.3饋線的保護(hù)416.3.1第段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定416.3.2第段帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定426.3.3第段定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定42第7章饋線的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償437.1并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償?shù)木C合效益437.2降低變電所的電能損失437.3降低牽引負(fù)荷諧波影響447.4降低變電所負(fù)序電流的影響447.5并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)設(shè)備44第8章防雷保護(hù)與接地裝置458.1防雷保護(hù)458.1.1直擊雷的防護(hù)458.1.2感應(yīng)雷的防護(hù)468.1.3雷電波侵入的防

20、護(hù)468.2接地裝置478.2.1接地的有關(guān)概念478.2.2接地裝置的設(shè)計(jì)47第9章結(jié)論與展望499.1結(jié)論499.2展望49參考文獻(xiàn)50致謝51附錄52附錄A外文資料52附錄B設(shè)備匯總表69附錄C主接線圖70第章緒論1.1課題研究的背景隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鐵路運(yùn)輸正向著電氣化的方向迅速發(fā)展。改革開放以來(lái)，我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)速度逐年加快，“九五”期間建設(shè)電氣化鐵路4783.77km，而“十五”期間的第一年就修建了3665.4km，建設(shè)速度十分驚人。至2002年底，我國(guó)已建成41條電氣化鐵路干(支)線，電氣化鐵路建設(shè)總長(zhǎng)達(dá)到了18615.73km，居亞洲第一，世界第三位。至2007年底，我

21、國(guó)的電氣化鐵路營(yíng)業(yè)路程已達(dá)到24046.6km，占我國(guó)鐵路總營(yíng)業(yè)路程的37.8%，各大干線都已實(shí)現(xiàn)了電氣化。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)12萬(wàn)公里以上，其中電氣化鐵路比重將達(dá)到60%，總長(zhǎng)7萬(wàn)多公里。根據(jù)我國(guó)電氣化鐵路迅速發(fā)展的需要，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)牽引變電所的建設(shè)。1.2電氣化鐵道的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)電氣化鐵路采用單相工頻制供電，目前電力系統(tǒng)通常以110kV或220kV的電壓等級(jí)為電氣化鐵道提供高壓電源。牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所和牽引網(wǎng)兩大部分。牽引供電回路是由牽引變電所饋電線接觸網(wǎng)電力機(jī)車鋼軌回流線接地網(wǎng)組成的閉合回路?，F(xiàn)階段我國(guó)主要采用傳統(tǒng)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和管理的變電所自動(dòng)化程度不高

22、，一般需要有穩(wěn)定的值班隊(duì)伍。因此我國(guó)建設(shè)目標(biāo)是向無(wú)人值守方向發(fā)展。國(guó)外電氣化的水平要高于我國(guó)，在變電所的運(yùn)行管理模式上已經(jīng)做到了無(wú)人值守。例如我國(guó)哈大線鐵路電氣化改造是系統(tǒng)引進(jìn)德國(guó)設(shè)備、材料、技術(shù)及項(xiàng)目管理方式的電氣化工程，具有技術(shù)含量高、設(shè)備先進(jìn)等特點(diǎn)。這些新技術(shù)是我國(guó)電氣化鐵路的發(fā)展方向，值得學(xué)習(xí)和借鑒。1.3牽引變電所簡(jiǎn)介牽引變電所是電力牽引的專用變電所，它的任務(wù)是將區(qū)域電力系統(tǒng)送來(lái)的電能根據(jù)電力牽引對(duì)電流和電壓的不同要求轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能。牽引變電所分為中心牽引變電所和中間牽引變電所，其主要電力設(shè)備是降壓變壓器，稱主變壓器或牽引變壓器，并設(shè)有備用。牽引網(wǎng)由饋(電)線、接觸網(wǎng)、軌

23、(地)、回流線等組成，是牽引供電網(wǎng)(回路)，完成對(duì)電力機(jī)車的送電任務(wù)。牽引網(wǎng)供電方式按分區(qū)所運(yùn)行狀態(tài)分為單邊供電、雙邊供電，按牽引網(wǎng)設(shè)備類型分為直接供電、BT供電、AT供電和CC供電方式。電力系統(tǒng)與牽引變電所的連接方式稱為外部電源的供電方式，它取決于牽引負(fù)荷的用電等級(jí)和電力系統(tǒng)的分布情況。電力牽引為一級(jí)負(fù)荷，牽引變電所應(yīng)有兩路電源供電，當(dāng)任一路故障時(shí)，另一路仍正常供電。外部電源以保證供電可靠性為原則，可分為環(huán)形(雙側(cè))單回路供電方式、環(huán)形(雙側(cè))雙回路供電方式、單電源(單側(cè))雙回路供電方式、放射供電供電方式。1.4本次設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的題目是某中心牽引變電所電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(1)確定牽

24、引供電方案。(2)確定牽引變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及型式。(3)進(jìn)行短路計(jì)算。為選擇變電所中的斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等電氣設(shè)備以及母線選型、防雷與接地裝置的選擇及校驗(yàn)提供依據(jù)。(4)對(duì)設(shè)計(jì)的變電所進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算。(5)對(duì)變電所進(jìn)行防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第2章牽引變壓器的容量計(jì)算和選擇2.1牽引變壓器的容量計(jì)算2.1.1牽引變壓器容量計(jì)算的步驟牽引變壓器容量的計(jì)算一般分為以下三個(gè)步驟：(1)根據(jù)任務(wù)書中給定的計(jì)算條件求出供應(yīng)牽引負(fù)荷所必須的容量，稱為計(jì)算容量。(2)根據(jù)列車緊密運(yùn)行時(shí)供電臂的有效電流和充分利用牽引變壓器的過(guò)載能力，計(jì)算出校核容量，這是確保變壓器安全運(yùn)行所必須計(jì)算的

25、容量。(3)根據(jù)計(jì)算容量和校核容量，再考慮其他因素(如備用方式等)，并按實(shí)際變壓器系列產(chǎn)品的規(guī)格選定變壓器的數(shù)量和容量稱為安裝容量。本次設(shè)計(jì)采用單相Vv接線的形式，根據(jù)任務(wù)書中給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算式如下： (2-1)(2-2)2.1.2變壓器計(jì)算容量和校核容量的計(jì)算(1)設(shè)右供電臂計(jì)算容量為，左供電臂的計(jì)算容量為。由以上公式得單相Vv接線變壓器的計(jì)算容量分別為：(2)Vv接線變壓器最大負(fù)荷為：由公式(其中k=1.8)(2-3)可得兩臺(tái)變壓器的校核容量分別為：2.1.3功率補(bǔ)償后的計(jì)算容量和校核容量牽引負(fù)荷功率因數(shù)為0.85，對(duì)其進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，設(shè)。計(jì)算如下：(2-4)(1)右供電臂有功功率為：無(wú)功補(bǔ)

26、償裝置的容量為：取 則補(bǔ)償后右供電臂的計(jì)算容量為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：(2)左供電臂有功功率為：無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：取 則補(bǔ)償后左供電臂的計(jì)算容量為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：(3)右供電臂補(bǔ)償后的校核容量為：無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：取 則補(bǔ)償后右供電臂的校核容量為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：(4)左供電臂補(bǔ)償后的校核容量為：無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為： 取 則補(bǔ)償后左供電臂的校核容量為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：2.1.4中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)后的計(jì)算容量及校核容量右供電臂的計(jì)算容量和校核容量分別為：左供電臂的計(jì)算容量和校核容量分別為：2.1.5變壓器安裝容量的計(jì)算由以上計(jì)算結(jié)果結(jié)合實(shí)際變壓器系列產(chǎn)品的規(guī)格，可得重負(fù)荷供

27、電臂即右供電臂選取的變壓器容量為31.5MVA，輕供電臂即左供電臂選取的變壓器容量為25MVA。2.2牽引變壓器的選擇2.2.1牽引變壓器備用方式的選擇 牽引變壓器有固定備用和移動(dòng)備用兩種備用方式。在我國(guó)，多數(shù)情況下采用固定備用的方式。2.2.2牽引變壓器連接組別的選擇我國(guó)牽引變壓器采用三相、三相兩相和單相三種類型。常用的牽引變壓器主要有單相接線變壓器、單相Vv接線變壓器、三相Vv接線變壓器、三相YNd11雙繞組變壓器、斯科特接線變壓器。(1)單相接線變壓器優(yōu)點(diǎn)：容量利用率可達(dá)100%；主接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，占地面積小，投資少。缺點(diǎn)：不能供應(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負(fù)荷用電，在電力系統(tǒng)中，單相牽引負(fù)

28、荷產(chǎn)生的負(fù)序電流較大，對(duì)接觸網(wǎng)的供電不能實(shí)現(xiàn)雙邊供電。適用于：電力系統(tǒng)容量較大，電力網(wǎng)比較發(fā)達(dá)，三相負(fù)荷用電能夠可靠地由地方電網(wǎng)得到供應(yīng)的場(chǎng)合。(2)單相Vv接線變壓器優(yōu)點(diǎn)：主接線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，投資較省。牽引變壓器容量利用率可達(dá)到100%。對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響比單相接線少。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)雙邊供電。缺點(diǎn)：當(dāng)一臺(tái)牽引變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)必須跨相供電，即兼供左右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個(gè)倒閘過(guò)程。在這一倒閘過(guò)程完成前，故障變壓器原來(lái)供電的供電臂牽引網(wǎng)中斷供電，這種情況可能會(huì)影響行車。即使這一倒閘過(guò)程完成后，地區(qū)三相電力供應(yīng)也要中斷。牽引變電所三相自用電必須改用劈相電或單相三相自用變壓

29、器供電，實(shí)質(zhì)上變成了單相接線牽引變電所，對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響也隨之增大。(3)三相Vv接線變壓器 優(yōu)點(diǎn)：保持了單相Vv接線變壓器的主要優(yōu)點(diǎn)，完全克服了單相Vv接線變壓器缺點(diǎn)，解決了單相Vv接線變壓器不便于采用固定備用及其自動(dòng)投入的問(wèn)題，有利于實(shí)現(xiàn)分相有載或無(wú)載調(diào)壓。(4)三相YNd11雙繞組變壓器 優(yōu)點(diǎn)：牽引變壓器低壓側(cè)保持三相，有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力。在兩臺(tái)牽引變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下，當(dāng)一臺(tái)停電時(shí)，供電不會(huì)中斷，運(yùn)行可靠方便。三相YNd11雙繞組變壓器在我國(guó)采用的時(shí)間最長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)豐富，制造相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。 缺點(diǎn)：牽引變壓器容量不能得到充分利用，

30、只能達(dá)到額定容量的75.6%，引入溫度系數(shù)也只能達(dá)到84%，與采用單相接線牽引變壓器的牽引變電所相比，主接線要復(fù)雜一些，用的設(shè)備，工程投資也較多，維護(hù)檢修工作量及相應(yīng)的費(fèi)用也有所增加。(5)斯科特接線變壓器優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)M座和T座兩供電臂負(fù)荷電流大小相等，功率因數(shù)也相等時(shí)，斯科特接線變壓器原邊三相電流對(duì)稱，變壓器容量可全部利用。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。缺點(diǎn)：斯科特接線牽引變壓器制造難度較大，造價(jià)較高。牽引變電所主接線復(fù)雜，設(shè)備較多，工程投資也較多。而且斯科特接線牽引變壓器原邊T接地(0點(diǎn))電位隨負(fù)載變化而產(chǎn)生零漂。嚴(yán)重時(shí)有零序電流流經(jīng)電力網(wǎng)，可能引起電力系統(tǒng)零序電流繼電保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)鄰近的平行

31、通信線可能產(chǎn)生干擾，同時(shí)引起牽引變壓器各相繞組電壓不平衡而加重繞組的絕緣負(fù)擔(dān)。因此，該牽引變壓器的絕緣水平要采用全絕緣。本次設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)以220kV的電壓向中心牽引變電所供電?，F(xiàn)階段我國(guó)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，著力發(fā)展Vv接線的接線形式，此接線方式可以提高變壓器容量的利用率，主接線較簡(jiǎn)單，檢修操作比較方便。因此本次設(shè)計(jì)牽引變壓器采用單相Vv接線的接線形式。2.2.3牽引變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇由于采用單相Vv接線牽引變壓器，為防止出現(xiàn)環(huán)流，所以左供電臂和右供電臂均采用31.5MVA的牽引變壓器作為主變壓器。變壓器的備用方式為固定備用，因此選擇4臺(tái)容量為31.5MVA的牽引變壓器。變壓器的型號(hào)

32、為D-QY-31500/220，參數(shù)如下表2-1所示。表2-1變壓器的參數(shù)型號(hào)額定容量()額定電壓(kV)空載電流空載損耗D-QY-31500/220315002201.08553.8510.52.310kV電力變壓器的容量計(jì)算由任務(wù)書中的數(shù)據(jù)可得電力變壓器的容量為：則可得：無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：取 則補(bǔ)償后電力變壓器的容量為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：2.4電力變壓器的選擇根據(jù)以上數(shù)據(jù)可選擇兩臺(tái)容量為，型號(hào)為S10-2000/35的電力變壓器。電力變壓器的具體參數(shù)如下表2-2所示。一主一備運(yùn)行。表2-2電力變壓器的參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定容量()空載損耗負(fù)載損耗短路阻抗S10-2000/353

33、520002.3816.936.5第3章牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)在發(fā)電廠和變電所中，發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電容器、互感器、避雷器等高壓電氣設(shè)備，以及將它們連接在一起的高壓電纜和母線，按其功能要求組成的接收和分配電能的主回路。這個(gè)電氣主回路被稱為電氣一次系統(tǒng)，又叫做電氣主接線。用規(guī)定的設(shè)備圖形和文字符號(hào)，按照各電器設(shè)備實(shí)際的連接順序而繪成的能夠全面表示電氣主接線的電路圖，稱為電氣主接線圖。主接線圖中還標(biāo)注出各主要設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量。電氣主接線圖不僅能表明電能輸送和分配的關(guān)系，也可據(jù)此制成主接線模擬圖屏，以表示電氣部分的運(yùn)行方式，可供運(yùn)行操作人員進(jìn)行模擬操作。3.1電氣主接

34、線的基本要求電氣主接線的正確與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性以及對(duì)電氣設(shè)備的選擇等有重大的影響，因此對(duì)電氣主接線的要求如下：(1)可靠性保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量，是電氣主接線應(yīng)該滿足的最基本要求。主接線的可靠性主要是指當(dāng)主回路發(fā)生故障時(shí)或者電氣設(shè)備檢修時(shí)，主接線在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒐收匣驒z修所帶來(lái)的不利影響限制在一定范圍內(nèi)，以提高供電的能力和電能的質(zhì)量。一般從以下方面對(duì)主接線的可靠性進(jìn)行定性分析：斷路器檢修時(shí)是否影響供電。設(shè)備或線路故障或檢修時(shí)，停電線路數(shù)量的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。有沒(méi)有使發(fā)電廠或者變電所全部停止工作的可能性。(2)靈

35、活性 滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。正常情況下，應(yīng)能根據(jù)調(diào)度要求，靈活的改變運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的供電。發(fā)生故障時(shí)，能迅速方便的轉(zhuǎn)移負(fù)荷、盡快的切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，在故障消除后應(yīng)能方便的恢復(fù)供電。 滿足檢修時(shí)的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地將其退出運(yùn)行，并使該設(shè)備與帶電運(yùn)行部分有可靠的安全距離，保證檢修人員檢修時(shí)定的方便和安全。 滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求。(3)經(jīng)濟(jì)性要求與先進(jìn)性要求在確定主接線時(shí)，應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)和新型的設(shè)備。同時(shí)，在保證安全可靠、運(yùn)行靈活、操作方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用最小、占地面的最少，應(yīng)盡量做到經(jīng)濟(jì)合理。3.2牽引變電所主接

36、線設(shè)計(jì)3.2.1牽引變電所一次側(cè)主接線電氣主接線的主體是電源(進(jìn)線)回路和線路(出線)回路，分為有匯流母線和無(wú)匯流母線兩大類。主要有單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線和橋形接線。(1)單母線接線 單母線接線就是各電源和出線都接在同一條公共母線上。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一電源獲得電能。優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資低，操作方便，便于擴(kuò)建，也便于采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：可靠性不高，不夠靈活。母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都需停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路、故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修

37、任一電源或出線斷路器時(shí)該回路必須停電。適用范圍：不分段單母線接線一般只適用于系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器且無(wú)重要負(fù)荷的以下三種情況：610kV配電裝置，出線回路數(shù)不超過(guò)5回。3563kV配電裝置，出線回路數(shù)不超過(guò)3回。110220kV配電裝置，出線回路數(shù)不超過(guò)2回。(2)單母線分段接線 單母線分段接線與單母線接線相比，增加了一臺(tái)母線分段斷路器以及兩側(cè)的隔離開關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：提高了供電的可靠性。當(dāng)任一母線或母線隔離開關(guān)故障及檢修時(shí)，僅有一半線路停電，另一段母線上的各回路仍可正常運(yùn)行。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出現(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)

38、交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。由于單母線分段接線保留了單母線接線的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了可靠性，故一直被廣泛使用，其適用范圍為：610kV配電裝置，出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；變電站有兩臺(tái)主變壓器時(shí)；發(fā)電機(jī)電壓配電裝置，每段母線上的發(fā)電機(jī)容量為12MW及以下時(shí)。3563kV配電裝置，出線回路數(shù)為48回時(shí)。110220kV配電裝置，出線回路數(shù)為34回時(shí)。(3)雙母線接線有兩組母線，一組工作，一組備用。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。優(yōu)點(diǎn)：與單母線相比，減少了停電的機(jī)會(huì)，縮短了停電的時(shí)間，運(yùn)行的可靠性與靈活性有了顯

39、著地提高。另外，雙母線接線在擴(kuò)建時(shí)也比較方便，施工時(shí)可不必停電。缺點(diǎn)：在倒母線的操作過(guò)程中，需使用隔離開關(guān)切換所有負(fù)荷電流回路，操作過(guò)程比較復(fù)雜，容易造成誤動(dòng)作；工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)(切換母線時(shí)間)全部進(jìn)出線停電；在任一線路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電；使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較多，同時(shí)也增加了母線的長(zhǎng)度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。適用范圍：當(dāng)母線上的出線回路數(shù)或電源數(shù)較多、輸送和穿越功率較大、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許對(duì)用戶停電、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用雙母線接線。各級(jí)電壓采用的條件如下：610kV配電裝置，當(dāng)短路電

40、流較大、出現(xiàn)需帶電抗器時(shí)。3563kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)。110kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。220kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。(4)橋形接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，常采用橋形接線。根據(jù)斷路器的安裝位置又可以分為內(nèi)橋形接線和外橋形接線。內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線的連接橋斷路器設(shè)置在橋內(nèi)側(cè)。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器跳閘，其余支路可繼續(xù)工作。當(dāng)變壓器故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均自動(dòng)跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，可恢復(fù)對(duì)該線路的供電。正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。內(nèi)橋接線適用于輸電線路

41、較長(zhǎng)、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運(yùn)行方式的場(chǎng)合。如圖3-1所示。外橋接線橋臂置于線路斷路器的外側(cè)時(shí)，稱為外橋接線。外橋形接線適用于線路較短、故障率較低、主變壓器選經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求經(jīng)常投切以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過(guò)橋臂回路的場(chǎng)合。如圖3-2所示。 圖3-1內(nèi)橋接線 圖3-2外橋接線 由于本次是針對(duì)某中心牽引變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)，220kV高壓側(cè)饋線數(shù)可能會(huì)有4條，根據(jù)以上條件可得選擇單母線分段接線的形式較為簡(jiǎn)單。3.2.2牽引變電所牽引負(fù)荷側(cè)主接線由于27.5kV饋線斷路器的跳閘次數(shù)較多，為了提高供電的可靠性，按饋線斷路器備用方式不同，牽引變電所27.5kV側(cè)饋線的接線方式一般

42、有下列三種：(1)饋線斷路器100%備用的接線饋線斷路器100%備用的接線方式用于單線區(qū)段，牽引母線不同相的場(chǎng)合。這種接線當(dāng)工作斷路器需檢修時(shí)，即由備用斷路器代替。斷路器的轉(zhuǎn)換操作方便，供電可靠性高，但一次投資較大。饋線斷路器100%備用的接線圖如圖3-3所示。(2)饋線斷路器50%備用的接線此種接線方式適用于單線區(qū)段，牽引母線同相的場(chǎng)合和復(fù)線區(qū)段，每相母線只有兩條饋線的場(chǎng)合。這種接線每?jī)蓷l饋線設(shè)一臺(tái)備用斷路器，通過(guò)隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)換，備用斷路器可代替其中任一臺(tái)斷路器工作。牽引母線用兩臺(tái)隔離開關(guān)分段是為了便于兩段母線輪流檢修。接線圖如圖3-4所示。(3)帶旁路母線和旁路斷路器的接線如圖3-5所示，

43、一般每2至4條饋線設(shè)一旁路斷路器。通過(guò)旁路母線，旁路斷路器可代替任一饋線斷路器工作。這種接線方式適用于每相牽引母線饋線數(shù)目較多的場(chǎng)合，以減少備用斷路器的數(shù)量。圖3-3饋線斷路器100%備用 圖3-4饋線斷路器50%備用 圖3-5帶旁路母線和旁路斷路器的接線由于饋線斷路器數(shù)量較多且檢修頻繁，通過(guò)對(duì)以上饋線斷路器接線形式的比較，結(jié)合任務(wù)書中的數(shù)據(jù)資料，選擇饋線斷路器100%備用的接線形式較為簡(jiǎn)單。3.3電氣主接線的確定本次是對(duì)中心牽引變電所進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，220kV母線進(jìn)線側(cè)采用單母線分段接線的形式。在牽引側(cè)可采用第4章短路計(jì)算4.1短路的原因、危害及短路計(jì)算的目的4.1.1短路的原因(1)電氣

44、設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、機(jī)械損傷、雷擊過(guò)電壓造成的絕緣損壞。(2)運(yùn)行人員違反安全規(guī)程誤操作，如帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，設(shè)備檢修后遺忘拆除臨時(shí)接地線而誤合隔離開關(guān)等均會(huì)造成短路。(3)電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所導(dǎo)致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路。(4)鳥獸跨接在裸露的載流部分以及風(fēng)、雪、雹等自然災(zāi)害也會(huì)造成短路。4.1.2短路的危害(1)短路電流的熱效應(yīng)會(huì)使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱而損壞甚至燒毀。(2)短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。(3)由于短路電流基本上是電感性電流，它將產(chǎn)生較強(qiáng)的去磁性電樞反應(yīng)，從而使發(fā)電機(jī)的端電壓下降，同時(shí)短路電流流過(guò)線

45、路使其電壓損失增加。因而短路時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)電壓大幅度下降，短路點(diǎn)附近電壓下降的最多，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常供電。(4)嚴(yán)重的短路可導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步而解列，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積的停電。這是短路所造成的最大危害。(5)不對(duì)稱短路將造成負(fù)序電流和負(fù)序電壓而危及機(jī)組的安全運(yùn)行。(6)不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通信系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作，甚至危及設(shè)備和人身安全。4.1.3短路計(jì)算的目的(1)進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。(2)整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件。(3)用于電氣主接線方案的確

46、定。4.2短路計(jì)算4.2.1短路點(diǎn)的選擇由于在某一范圍內(nèi)短路電流值是近似相等的，如高壓母線、變壓器高壓側(cè)、變壓器低壓側(cè)、設(shè)備接入端等，因此常用幾個(gè)代表性的點(diǎn)來(lái)說(shuō)明某一供電系統(tǒng)的整體短路水平，這就是計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)。本次短路計(jì)算的短路點(diǎn)分別選取牽引變壓器高壓側(cè)短路點(diǎn)K，牽引變壓器低壓側(cè)短路點(diǎn)。各點(diǎn)位置分別如下圖4-1和圖4-2所示。4.2.2220kV側(cè)短路計(jì)算短路計(jì)算時(shí)的等效電路圖如下圖4-1所示：圖4-1220kV側(cè)短路計(jì)算等效電路 當(dāng)K點(diǎn)短路時(shí)，兩條線路的電抗值分別為：(1)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下：電力系統(tǒng)綜合電抗標(biāo)幺值分別為：，基準(zhǔn)容量為：MVA基準(zhǔn)電壓為：基準(zhǔn)電流為：兩條線路的電抗標(biāo)

47、幺值分別為:則220kV側(cè)總電抗標(biāo)幺值為：三相短路電流周期分量有效值為:其他三相短路電流為： 短路沖擊電流為： 短路沖擊電流有效值：三相短路容量為：MVA(2)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下： 電力系統(tǒng)的綜合標(biāo)幺值為：， 基準(zhǔn)電流為： 線路的電抗標(biāo)幺值分別為：， 則220kV側(cè)總電抗標(biāo)幺值為： 三相短路周期分量有效值為： 其他三相短路電流為： 短路沖擊電流為： 短路沖擊電流有效值為： 三相短路容量為：MVA4.2.327.5kV側(cè)短路計(jì)算短路計(jì)算等效電路圖如下圖4-2所示：圖4-227.5kV側(cè)短路計(jì)算等效電路歸算到變壓器二次側(cè)的等效電路圖如圖4-3所示： 圖4-3歸算到二次側(cè)的等效電路上圖還可以等效為

48、如下圖4-4所示：圖4-4歸算到二次側(cè)的等效電路圖(1)在最大運(yùn)行方式下：基準(zhǔn)容量為：MVA基準(zhǔn)電壓為： 電力系統(tǒng)和線路的總阻抗值為： 牽引變壓器的阻抗值為：則在點(diǎn)短路時(shí)，短路電流標(biāo)幺值為： 基準(zhǔn)電流為：次暫態(tài)短路電流為：短路沖擊電流為：短路電流最大有效值為：短路容量為：MVA(2)在最小運(yùn)行方式下：電力系統(tǒng)和線路的總阻抗值為：牽引變壓器的阻抗值為：則在點(diǎn)短路時(shí)，短路電流標(biāo)幺值為：基準(zhǔn)電流為：次暫態(tài)短路電流為：短路沖擊電流為：短路電流最大有效值為：短路容量為：MVA(3)在最小運(yùn)行方式下的最小短路電流當(dāng)兩相之間短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生最小短路電流。此時(shí)的等效電路圖如下圖4-5所示：圖4-5最小短路等效電

49、路圖基準(zhǔn)電流為：短路電抗標(biāo)幺值為：次暫態(tài)短路電流為：短路沖擊電流為：短路電流最大有效值為：短路容量為：(4)由于左右供電臂采用的牽引變壓器型號(hào)及容量大小均一致，則兩邊的短路計(jì)算結(jié)果相同。短路電流計(jì)算結(jié)果匯總表如下表4-6所示：表4-6短路電流計(jì)算結(jié)果匯總(kA)(kA)(kA)(MVA)220kV側(cè)最大運(yùn)行方式2.025.143.05806.45最小運(yùn)行方式1.423.6152.14568.1827.5kV側(cè)右供電臂最大運(yùn)行方式3.468.85.22173.04最小運(yùn)行方式2.9327.4644.427146.6427.5kV側(cè)左供電臂最大運(yùn)行方式3.468.85.22173.04最小運(yùn)行方式

50、2.9327.4644.427146.64最小短路電流1.9765.032.98498.826第5章牽引變電所電氣設(shè)備的選擇5.1繼電保護(hù)的配合時(shí)間繼電保護(hù)時(shí)間配合表如下表5-1所示： 表5-1繼電保護(hù)配合時(shí)間時(shí)間220kV27.5kV1.501.563.111.001.062.11表中，繼電保護(hù)整定時(shí)間；斷路器動(dòng)作時(shí)間；假想時(shí)間，其中。其中的0.05為考慮短路電流非周期分量熱影響的等效時(shí)間。5.2斷路器和隔離開關(guān)的選型及校驗(yàn)高壓斷路器的功能是，不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。高壓隔離開關(guān)的功能，主要是用來(lái)隔離高壓電源以保

51、證其他設(shè)備和線路的安全檢修。斷路器和隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件如下表5-2所示:表5-2選擇及校驗(yàn)的條件 選擇校驗(yàn)額定電壓額定電流開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)-5.2.1斷路器的選型及校驗(yàn)斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮。(1)220kV至牽引變壓器側(cè)斷路器的選擇校驗(yàn)由以上計(jì)算可知：，。 因此可初步選擇型號(hào)為L(zhǎng)W1-220的六氟化硫單相式斷路器。具體參數(shù)如下表5-3所示：表5-3LW1-220型斷路器參數(shù)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)(4S)220200031.58031.5由上表可知：，滿足選擇的要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，

52、滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定性要求，因此所選型號(hào)滿足要求。(2)27.5kV側(cè)手車式斷路器的選型及校驗(yàn)：由上可知:，。最大長(zhǎng)期工作電流為： 則選擇手車式斷路器的型號(hào)為：ZN42-27.5，此為戶內(nèi)單相高壓真空斷路器，手車式結(jié)構(gòu)，手車上可裝專用電流互感器。具體參數(shù)如下表5-4所示：表5-4ZN42-27.5型斷路器的參數(shù)額定電壓(kV)額定電流(A)額定斷流量(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)(4S)27.51250256325由上表可知：，滿足選擇的要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定性要求，因此所選型號(hào)滿足要求。(3)27.5kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇斷路器的型號(hào)為：ZN6-27.5。具體參數(shù)如下表5-5所示：表5-5ZN6-27.5型斷路器參數(shù)額定電壓(kV)額定電流(A)額定斷流量(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)(4S)27.51000102510由上表可知：，滿足選擇的要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定性要求，因此所選型號(hào)滿足要求。5.2.2隔離開關(guān)的選型及校驗(yàn)(1)220kV至牽引變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選型和校驗(yàn)由以上計(jì)算可得：，。最大長(zhǎng)期工作電流為：可初步選擇型號(hào)為GW4-220D的隔離開關(guān)。參數(shù)如下表5-6所示：表5-6GW4-220D型隔離開關(guān)的參數(shù)額定電