分接式牽引變電所主接線設(shè)計(jì)

1、2010級(jí)牽引供電課程設(shè)計(jì)牽引供電課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題 目分接式牽引變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)院/系(部)電氣工程系班 級(jí)方1010-6學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師完成時(shí)間2013年12月20日摘 要變電所是對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。在電能是社會(huì)生產(chǎn)和生活質(zhì)量中最為重要的能源和動(dòng)力的今天，變電所的作用是很重要的當(dāng)前我國(guó)進(jìn)行的輸變電建設(shè)和城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)與改造，對(duì)未來(lái)電力工業(yè)發(fā)展有著重要的作用。在設(shè)計(jì)了的分接式牽引變電所電氣主接線中，進(jìn)行了變電所的變壓器容量計(jì)算，通過(guò)容量計(jì)算確定了變壓器的型號(hào)，還進(jìn)行了短路計(jì)算，通過(guò)短路計(jì)算所得的參數(shù)進(jìn)行了電氣設(shè)備選型，并進(jìn)行了無(wú)功補(bǔ)償，做了防雷保護(hù)等。關(guān)鍵詞

2、：分接式牽引變電所 主接線 電氣設(shè)備目 錄第1章課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)要求11.1設(shè)計(jì)目的11.2任務(wù)要求11.3任務(wù)分析與解決方案2第2章?tīng)恳儔浩鞯倪x擇和容量計(jì)算22.1牽引變壓器的選擇22.2容量計(jì)算32.3備用方式選擇4第3章主接線設(shè)計(jì)53.1 110kV側(cè)主接線的選擇53.227.5kV低壓側(cè)主接線63.3 倒閘操作7第4章短路計(jì)算8第5章電氣設(shè)備選擇105.1斷路器選擇105.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇125.3互感器的選擇13第6章并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償146.1并聯(lián)電容補(bǔ)償作用146.2并聯(lián)電容補(bǔ)償方案及主接線146.3并聯(lián)電容補(bǔ)償計(jì)算15第7章防雷保護(hù)177.1雷電危害177.2防雷措施18第8章設(shè)

3、計(jì)結(jié)論18參考文獻(xiàn)20第1章 課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)要求1.1 設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)備即牽引變壓器,其容量的大小關(guān)系到能否完成國(guó)家交給的運(yùn)輸任務(wù)和運(yùn)營(yíng)成本。從安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看,容量過(guò)小會(huì)使?fàn)恳儔浩鏖L(zhǎng)期過(guò)載,將造成其壽命縮短,甚至燒損;反之,如果容量過(guò)大,將使變壓器長(zhǎng)期不能滿載運(yùn)行,從而造成其容量浪費(fèi),損耗增加,使運(yùn)營(yíng)費(fèi)用增大。因此,變壓器的容量計(jì)算是極其必要的,要根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行仔細(xì)運(yùn)算,從而確定安裝容量，應(yīng)用課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)，完成對(duì)該分接式牽引變電所主接線的設(shè)計(jì)。1.2 任務(wù)要求(1) 確定該牽引變電所高壓側(cè)的電氣主接線的形式，并分析主變壓器貨110KV線路故障時(shí)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。

4、(2) 確定牽引變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及接線方式。(3) 確定牽引負(fù)荷側(cè)電氣主接線的形式。(4) 對(duì)變電所進(jìn)行短路計(jì)算，并進(jìn)行電氣設(shè)備選擇。(5) 設(shè)置合適的過(guò)電壓保護(hù)裝置、防雷裝置以及提高接觸網(wǎng)功率因數(shù)的裝置。(6) 用CAD畫(huà)出整個(gè)牽引變電所的電氣主接線圖。其設(shè)計(jì)依據(jù)如下：(1) 該分接式牽引變電所的供電電源電壓為110kV，該變電所從系統(tǒng)雙回輸電線路上取電，電力系統(tǒng)不要求在110kV側(cè)計(jì)費(fèi)。電力系統(tǒng)容量為3200MVA，選取基準(zhǔn)容量Sj為100MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值分別為0.13；在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值為0.25。(2) 該牽引變電所向接觸網(wǎng)的供電方式為B

5、T的供電方式，可以提供變電所自用電，容量計(jì)算為800kVA。(3) 牽引變壓器的額定電壓為110/27.5kV，重負(fù)荷臂有效電流和平均電流為250A和170A，重負(fù)荷壁的最大電流為550A；輕負(fù)荷臂有效電流和平均電流為220A和145A。(4) 環(huán)境資料：  本牽引變電所地區(qū)平均海拔為550m，地層以沙質(zhì)粘土為主，地下水位為5.5m。該牽引變電所位于電氣化鐵路的中間位置，所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有公路直通所內(nèi)。本變電所地區(qū)最高溫度為38°C，年平均溫度21°C，年最熱月平均最高氣溫為33°C，年雷暴雨日數(shù)為25天，土壤凍結(jié)深度為1.2m。 1.3

6、 任務(wù)分析與解決方案110kV高壓側(cè)的接線方式牽引變壓器作為牽引變電所的核心設(shè)備，其接線方式的選擇對(duì)主接線有著非常大的影響，其接線形式有單相接線變壓器、單相V, v接線變壓器、三相YNd11接線變壓器、斯科特接線變壓器等。按照課題要求，本設(shè)計(jì)采用三相YNd11接線變壓器。因?yàn)槿郰Nd11聯(lián)結(jié)變壓器在我國(guó)采用的時(shí)間長(zhǎng)，有比較多的經(jīng)驗(yàn)，制造相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較便宜。一次側(cè)YN聯(lián)結(jié)中性點(diǎn)可以引出接地一次繞組可按分級(jí)絕緣設(shè)計(jì)制造，與電力系統(tǒng)匹配方便，也可以對(duì)接觸網(wǎng)的供電實(shí)現(xiàn)兩邊供電。而且本設(shè)計(jì)要求較為簡(jiǎn)單，是分接式牽引變電所的電氣主接線，對(duì)變壓器沒(méi)有特殊要求，因此按照通用經(jīng)濟(jì)的原則選擇三相YNd11

7、接線變壓器。第2章 牽引變壓器的選擇和容量計(jì)算2.1 牽引變壓器的選擇牽引變壓器是牽引供電系統(tǒng)的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著將電力系統(tǒng)供給的110kV三相電變換成適合電力機(jī)車的27.5kV的單相工頻交流電。由于牽引負(fù)荷具有極度不穩(wěn)定，短路故障多、諧波含量大等特點(diǎn)，運(yùn)行環(huán)境比一般電力負(fù)荷惡劣的多，因此要求牽引變壓器過(guò)負(fù)荷和抗短路沖擊的能力要強(qiáng)，故最好用三相YNd11變壓器。這種牽引變電所中裝設(shè)兩臺(tái)三相YNd11聯(lián)結(jié)牽引變壓器，可以兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行；也可以一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)固定備用。三相YNd11聯(lián)結(jié)牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 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；(2) 能很好的適應(yīng)

8、當(dāng)一個(gè)供電臂出現(xiàn)很大牽引負(fù)荷時(shí)，另一供電臂卻沒(méi)有或只有很小牽引負(fù)荷的不均衡運(yùn)行情況；(3) 三相YNd11聯(lián)結(jié)變壓器在我國(guó)采用的時(shí)間長(zhǎng)，有比較多的經(jīng)驗(yàn)，制造相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也較便宜；(4) 一次側(cè)YN聯(lián)結(jié)中性點(diǎn)可以引出接地，一次繞組可按分級(jí)絕緣設(shè)計(jì)制造，與電力系統(tǒng)匹配方便。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。缺點(diǎn)主要是：牽引變壓器容量利用率不高。當(dāng)重負(fù)荷相線圈電流達(dá)到額定值時(shí)，牽引變壓器的輸出容量只能達(dá)到其額定容量的75.6%，引入溫度系數(shù)也只能達(dá)到84%。2.2 容量計(jì)算根據(jù)題目已知條件，可知道兩個(gè)供電臂： （2-1） （2-2） （2-3）變壓器計(jì)算容量為： （2-4）變壓器的最大容量為： （2-

9、5）變壓器的校核容量為： （2-6）由此得出變壓器的安裝容量為：的變壓器。故選擇變壓器表2-1 變壓器的技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓(kV)額定電流(A)損耗(kV)阻抗電壓(%)空載電流(%)連接組別(%)冷卻方式(%)高壓低壓高壓低壓空載短路SF1-31500/1003150011027.516566038.514810.52YNd11ONAF2.3 備用方式選擇牽引變壓器在檢修或發(fā)生故障時(shí)，都需要有備用變壓器投入，以確保電氣化鐵路的正常運(yùn)輸。備用變壓器投入的快供，將影響到恢復(fù)正常供電的時(shí)間，并且與采用的備用方式有關(guān)。備用方式的選擇，必須從實(shí)際的電氣化鐵路線路、運(yùn)量、牽引變電

10、所的規(guī)模、選址、供電方式及外部條件(如有無(wú)公路)等因素，綜合考慮比較后確定。我國(guó)的電氣化鐵路牽引變壓器備用方式有以下兩種。(1) 移動(dòng)備用采用移動(dòng)變壓器作為備用的方式，稱為移動(dòng)備用。采用移動(dòng)備用方式的電氣化區(qū)段，每個(gè)牽引變電所裝設(shè)兩臺(tái)牽引變壓器，正常時(shí)兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。所內(nèi)設(shè)有鐵路專用岔線。備用變壓器安放在移動(dòng)變壓器車上，停放于適中位置的牽引變電所內(nèi)或供電段段部，以便于需要作為備用變壓器投入時(shí)，縮短運(yùn)輸時(shí)間。在供電段所轄的牽引變電所不超過(guò)58個(gè)的情況下，設(shè)一臺(tái)移動(dòng)變壓器，其額定容量應(yīng)與所轄變電所中的最大牽引變壓器額定容量相同。當(dāng)牽引變壓器需要檢修時(shí)，可將移動(dòng)變壓器按計(jì)劃調(diào)入牽引變電所。但在牽引變壓

11、器發(fā)生故障時(shí)，移動(dòng)變壓器的調(diào)運(yùn)和投入約需數(shù)小時(shí)。此間，靠一臺(tái)牽引變壓器供電往往不能保證鐵路正常運(yùn)輸。這種影響，在單線區(qū)段或運(yùn)量小的雙線區(qū)段可很快恢復(fù)正常；但在大運(yùn)量的雙線區(qū)段須予以重視。可按牽引變壓器一臺(tái)故障停電后由另一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行，允許超載30，并持續(xù)4小時(shí)，而能符合計(jì)算容量(滿足正常運(yùn)輸)的要求進(jìn)行檢算。采用移動(dòng)備用方式，除上述影響外，還需要修建鐵路專用岔線。這將導(dǎo)致?tīng)恳冸娝x址困難、場(chǎng)地面積和土方量增加，相應(yīng)加大投資。不僅如此，移動(dòng)變壓器車輛進(jìn)廠檢修時(shí)，修要把備用變壓器從車上拆卸吊下來(lái)；車輛修好出廠后，又要把備用變壓器吊上車安裝好。這項(xiàng)工作十分麻煩和困難，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢(qián)。采用移動(dòng)備用方

12、式的優(yōu)點(diǎn)是牽引變壓器容量較省。因此，移動(dòng)備用方式可用于沿線無(wú)公路區(qū)段和單線區(qū)段。依題目要求，負(fù)荷增長(zhǎng)率為40%，因而若選擇移動(dòng)備用，則計(jì)算得容量為：，所以滿足要求。(2) 固定備用采用加大牽引變壓器容量或增加臺(tái)數(shù)作為備用的方式，稱為固定備用。采用固定備用方式的電氣化區(qū)段，每個(gè)牽引變電所裝設(shè)兩臺(tái)牽引變壓器，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。每臺(tái)牽引變壓器容量應(yīng)能承擔(dān)全所最大負(fù)荷，滿足鐵路正常運(yùn)輸?shù)囊蟆２捎霉潭▊溆梅绞降膬?yōu)點(diǎn)是：其投入快速方便，可確保鐵路正常運(yùn)輸，又可不修建鐵路專用岔線，牽引變電所選址方便、靈活，場(chǎng)地面積較小，土方量較少，電氣主接線較簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是：增加了牽引變壓器的安裝容量，變電所內(nèi)設(shè)備檢修

13、業(yè)務(wù)要靠公路運(yùn)輸。因此，固定備用方式適用于沿線有公路條件的大運(yùn)量區(qū)段。依題目要求，負(fù)荷增長(zhǎng)率為40%，因而若選擇固定備用，則計(jì)算得容量為：，所以滿足要求。在當(dāng)前進(jìn)行電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，牽引變壓器的備用方式不再考慮移動(dòng)備用方式，而是采用固定備用方式。第3章 主接線設(shè)計(jì)牽引變電氣主接線是變電所設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定與電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性是密切相關(guān)的，而且對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此必須合理的確定主接線。電氣主結(jié)線應(yīng)滿足的基本要求(1) 首先保證電力牽引負(fù)荷，運(yùn)輸用動(dòng)力，信號(hào)負(fù)荷

14、安全，可靠供電的需要和電能質(zhì)量。(2) 具有必要的運(yùn)行靈活性，使檢修維護(hù)安全方便。(3) 應(yīng)有較好的經(jīng)濟(jì)性，力求減小投資和運(yùn)行費(fèi)用。(4) 應(yīng)力求接線簡(jiǎn)捷明了，并有發(fā)展和擴(kuò)建的余地。3.1 110kV側(cè)主接線的選擇方案一：采用單母線接線。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)比較好，而且在遠(yuǎn)期調(diào)整時(shí)線路變換更比較方便。由于結(jié)線簡(jiǎn)單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就要小。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，接到母線上任一元件故障時(shí)，均使整個(gè)配電裝置停電。方案二：采用橋型接線。優(yōu)點(diǎn)：形結(jié)線能滿足牽引變電所的可靠性，具有一定的運(yùn)行靈活性，使用電器少，建造費(fèi)用低，在結(jié)構(gòu)上便于發(fā)展為單母線或具有旁路母線的單母線結(jié)線。此結(jié)線方

15、案適用于有系統(tǒng)功率穿越，線路檢修停電機(jī)會(huì)較多，主變壓器不需經(jīng)常切換的牽引變電所。缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較單母線要差。方案三：采用雙T型接線。優(yōu)點(diǎn)：所用高壓電器更少，配電裝置結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，線路繼電保護(hù)也簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：可靠性相對(duì)橋形結(jié)線較差。比較結(jié)論：作為牽引變電所，必須保證供電的可靠性和靈敏性，根據(jù)任務(wù)書(shū)的依據(jù)，采用外橋結(jié)線比較合理。圖3-1為外橋接線，連接在靠近線路側(cè)，其特點(diǎn)是適用于輸電距離較短，線路故障較少，而變壓器需要經(jīng)常操作的場(chǎng)合，這種接線方式便于變壓器的投入以及切除圖3-1 外橋接線示意圖3.2 27.5kV低壓側(cè)主接線低壓側(cè)斷路器的接線分為100%和50%兩種備用形式。其中,100%備用形式主要用

16、于單線區(qū)段,牽引母線不同相的場(chǎng)合,其轉(zhuǎn)換方便,可靠性高,而50%備用主要適用于復(fù)線區(qū)段,所以本次設(shè)計(jì)中采用100%備用以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。其示意圖如下圖3-2所示。圖3-2 低壓側(cè)主接線3.3 倒閘操作則倒閘操作為一下步驟：正常運(yùn)行時(shí)，QS7、QF、QS8，其他斷路器隔離開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，變壓器T1通過(guò)L1得電，使得變壓器向27.5kV側(cè)輸送電能。當(dāng)需要檢修時(shí)，假如仍然需要在L1得電，先斷開(kāi)QF1，然后斷開(kāi)QS3和QS5，再閉合QS4，然后合QS6。最后閉合QF，即可滿足檢修時(shí)供電需要。檢修結(jié)束時(shí)，先斷開(kāi)QF2，然后斷開(kāi)QS4和QS6，再斷QF,后閉合QS3和QS5，最后閉合QF1，即可恢復(fù)正常供電。當(dāng)

17、L1線路故障需要由L2線路供電時(shí)，先閉合QS2，閉合QF，故障線路QF1跳閘，再斷開(kāi)QS1，最后QF2閉合即可滿足L1故障時(shí)的供電。如L1線路恢復(fù)正常，可以先斷開(kāi)QF2、QF，再斷開(kāi)QS2，閉合QS1，最后閉合QF1即可恢復(fù)正常供電。由此可以看出采用外橋型接線對(duì)于線路發(fā)生故障時(shí)比較有利，可以在停電瞬間通過(guò)互感器自動(dòng)檢測(cè)跳開(kāi)故障線路斷路器，然后閉合備用線路斷路器，保證線路故障時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)使?fàn)恳儔浩骼^續(xù)運(yùn)行，有利于系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。3.4 繼電保護(hù)繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必不可少的技術(shù)措施之一。繼電保護(hù)裝置是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電器元件發(fā)生故障或不正

18、常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：(1) 自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(2) 反應(yīng)電器元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作與斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或減負(fù)荷。由此可見(jiàn)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過(guò)預(yù)防事故或縮小事故范圍來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。繼電保護(hù)利用電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)和不正常運(yùn)行或故障時(shí)各物理量的差別來(lái)判斷故障和異常，并通過(guò)斷路器跳閘將故障切除或發(fā)出信號(hào)。繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本

19、要求。該牽引變電所的設(shè)計(jì)采用了牽引變壓器保護(hù)和饋線的保護(hù)。牽引變壓器的保護(hù)包括差動(dòng)保護(hù)，低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)，瓦斯保護(hù)。饋線的保護(hù)包括阻抗保護(hù)，I電流增量保護(hù)，電流速斷保護(hù)，自動(dòng)重合閘。第4章 短路計(jì)算電力系統(tǒng)中短路最為嚴(yán)重的就是三相接地短路，因而短路計(jì)算就是計(jì)算三相接地短路后的最大短路電流等一系列數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)選擇各保護(hù)裝置等元件。設(shè)短路點(diǎn)有兩個(gè)，分別在變壓器之前短路，短路點(diǎn)為，在變壓器之后短路，短路點(diǎn)為。其短路電路圖如下圖4-1所示。圖4-1 短路電路圖則短路數(shù)據(jù)計(jì)算如下：根據(jù)設(shè)計(jì)材料可知， (4-1) (4-2) (4-3) (4-4) (4-5)則變壓器電抗表幺

20、值： (4-6) (4-7) (4-8)畫(huà)出其等效電路圖如下圖4-2所示：圖4-2 短路計(jì)算等效電路圖則計(jì)算得點(diǎn)的短路電流為： (4-9)點(diǎn)的短路電流為： (4-10)故點(diǎn)的短路參數(shù)： (4-11) (4-12) (4-13) (4-14)且點(diǎn)的短路參數(shù)： (4-15) (4-16) (4-17) (4-18)故短路計(jì)算參數(shù)表如下表4-1所示表4-1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-13.853.853.859.825.81769.23k-24.774.774.778.785.20217.40第5章 電氣設(shè)備選擇電氣選擇應(yīng)滿足一定的選擇原則，即如下條件：(1) 應(yīng)

21、滿足正常運(yùn)行檢修短路和過(guò)電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；(2) 應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；(3) 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；(4) 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；(5) 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；(6) 選用的新產(chǎn)品種均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格，特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。5.1 斷路器選擇高壓斷路器(或稱高壓開(kāi)關(guān))它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過(guò)繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過(guò)負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力。而于開(kāi)斷電路中負(fù)荷電流和短路電流的高壓斷路器，首先應(yīng)按使用地點(diǎn)環(huán)境、負(fù)荷種類及

22、使用技術(shù)條件選擇斷路器的類型與型號(hào)，即戶內(nèi)或戶外式，以及滅弧介質(zhì)的種類。(1) 額定電壓的選擇 （5-1）式中： 斷路器的額定電壓 ，安裝處電網(wǎng)的額定電壓。(2) 額定電流的選擇 （5-2）(3) 額定開(kāi)斷電流的選擇 （5-3）式中：斷路器的額定開(kāi)斷電流，由廠家給出 剛分電流(斷路器出頭剛分瞬間的回路短路全電流有效值)(4) 短路關(guān)合電流的選擇 （5-4）(5) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) （5-5）(6) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （5-6）則110kV側(cè)所選斷路器型號(hào)為SW6-110/1250,其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表5-1表5-1 110kV側(cè)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定開(kāi)斷電流(kA) 額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流

23、(kA)4s穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間（s）SW6-110/125011015.812504115.80.04 (5-7) (5-8) (5-9) (5-10) (5-11)均滿足條件，所以選擇該型號(hào)斷路器。則27.5kV側(cè)所選斷路器型號(hào)為SW2-35/1000,其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表5-2表5-2 27.5kV側(cè)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定開(kāi)斷電流(kA) 額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)4s穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間（s）SW2-35/10003516.510004516.50.04 (5-12) (5-13) (5-14) (5-15) (5-16)均滿足條件，所以選擇該型號(hào)斷

24、路器。5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇高壓隔離開(kāi)關(guān)在配電線路中起隔離電源、切換電路、接通或斷開(kāi)小電流電路的作用。選擇高壓隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要有額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定電流、極限通過(guò)電流等。而屋外隔離開(kāi)關(guān)的類型很多，它對(duì)配電裝置的運(yùn)行和占地面積影響較大，應(yīng)從使用要求和運(yùn)行等多方面考慮選擇其形式110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選用GW4-110DW型戶外隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-3。表5-3 110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-110DW11012508031.5 (5-17) (5-18) (5-19) (5-20) (5-21)

25、均滿足條件，所以選擇該型戶外隔離開(kāi)關(guān)。27.5kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選用GW4-35DW型戶外隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-4。表5-4 27.5kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-35DW3512508031.5 (5-22) (5-23) (5-24) (5-25) (5-26)均滿足條件，所以選擇該型戶外隔離開(kāi)關(guān)。5.3 互感器的選擇電流互感器又稱儀用變流器。電壓互感器又稱儀用變壓器。它們合稱儀用互感器或簡(jiǎn)稱互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來(lái)說(shuō)，互感器就是一種特殊的變壓器?；ジ衅鞯墓δ苤饕牵?1) 用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主

26、電路絕緣。這既可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電氣等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電氣等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性與可靠性，并有利于人身安全。(2) 用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。110kV側(cè)電流互感器選用LCWD2-110型電流互感器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-5表5-5 110kV電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流比(A)動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)1s熱穩(wěn)定電流 (kA)LCWD2-1101102×600/52.5×3535 （5-27） （5-28） （5-29）（5-30）27.5kV側(cè)電流互感器選用LCWD1-35型電流互感器，其技術(shù)數(shù)據(jù)

27、見(jiàn)表5-6。表5-6 27,5kV電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流比(A)動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)1s熱穩(wěn)定電流(kA)LCWD1-35351000/52.5×4545 (5-31) (5-32) (5-33) (5-34)均滿足條件，所以選擇該型號(hào)電流互感器。第6章 并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償 基于單相工頻交流電氣化鐵道牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)造成的不良影響，即引起負(fù)序電流，引起諧波電流，以及使系統(tǒng)功率因數(shù)降低等。因而在牽引變電所牽引側(cè)設(shè)計(jì)和安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，來(lái)減少牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)造成的一系列不良影響。6.1 并聯(lián)電容補(bǔ)償作用（1） 提高功率因數(shù)。（2） 吸收諧波電流，具有濾波作用。（3） 改

28、善電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，提高牽引側(cè)母線電壓。（4） 減少電力系統(tǒng)電能損失。（5） 減少負(fù)序，降低系統(tǒng)不對(duì)稱度。6.2 并聯(lián)電容補(bǔ)償方案及主接線為方便運(yùn)行管理，一般在牽引變電所集中安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的需要與可能，通常采用不可調(diào)的固定并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置（若仍不滿足功率因數(shù)的要求，則宜設(shè)可調(diào)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置）。按其在牽引側(cè)兩相的安裝容量，可有下列三種補(bǔ)償方案：（1） 牽引側(cè)滯后相集中補(bǔ)償（對(duì)三相YN,d11聯(lián)結(jié)牽引變電所而言）（2） 牽引側(cè)兩相等容量補(bǔ)償（3） 牽引側(cè)兩相不等容量補(bǔ)償這三種補(bǔ)償方案，可在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)電氣化鐵道的具體情況，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后選用。一般進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的內(nèi)

29、容為：提高功率因數(shù)的平衡程度；濾掉一部分諧波電流的效果；降低牽引變壓器電壓損失的大小等。本設(shè)計(jì)采用牽引側(cè)滯后相集中補(bǔ)償，進(jìn)行電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償。圖6-1表示了用于直接供電方式、帶回流線的直接供電方式和BT供電方式等牽引變電所的并聯(lián)電容補(bǔ)償。圖6-2 并聯(lián)電容補(bǔ)償主接線其主接線設(shè)備有：(1) 并聯(lián)電容器組C。用于無(wú)功補(bǔ)償，與串聯(lián)電抗器匹配，濾掉一部分諧波電流。(2) 串聯(lián)電抗器L。用于限制斷路器合閘是的涌流和分閘時(shí)的重燃電流；與電容器組匹配，濾掉一部分諧波電流；防止并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置與供電系統(tǒng)發(fā)生高次諧波并聯(lián)諧振；發(fā)生短路故障（例如牽引側(cè)母線短路）時(shí)，避免電容器組通過(guò)短路點(diǎn)直接放電，保護(hù)電容器不受損

30、壞；還可以抑制牽引母線瞬時(shí)電壓降低為零。(3) 斷路器QF。為了投切和保護(hù)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。(4) 隔離開(kāi)關(guān)QS。為了在維護(hù)檢查并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置時(shí)有明顯電點(diǎn)。(5) 電壓互感器TV1，TV2（或放電線圈）。為了實(shí)現(xiàn)電容器組的繼電保護(hù)，并聯(lián)電容器組退出運(yùn)行時(shí)放電。(6) 電流互感器TA1，TA2。為了實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的電流測(cè)量和繼電保護(hù)。(7) 避雷器F。作為過(guò)電壓保護(hù)。(8) 熔斷器FU。作為單臺(tái)電容器的保護(hù)。6.3 并聯(lián)電容補(bǔ)償計(jì)算選取BWF-10.5-100-1型號(hào)的電容器，其參數(shù)如表6-1所示。表6-1 BWF-10.5-100-1電容器參數(shù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定容

31、量(kvar)單相/三相BWF-10.5-100-110.5100/10.5100單相牽引變電所負(fù)荷平均有功功率 （7-1）需補(bǔ)充無(wú)功容量 （7-2）安裝無(wú)功容量 （7-3）電容器組額定電壓 （7-4）串聯(lián)電容器單元數(shù) （7-5）并聯(lián)電容器單元數(shù) （7-6）應(yīng)受下列允許值的限制，最小值 （7-7）其中電容器組工作電壓 （7-8）故障電容器端電壓 （7-9）最大允許值 （7-10）電容器單元故障瞬間電壓 （7-11）電容器單元額定電容 （7-12）實(shí)際安裝無(wú)功容量 （7-13）第7章 防雷保護(hù)雷是一種大氣中的放電現(xiàn)象，常常損壞有線電視設(shè)備。雷擊主要有兩種：直擊雷和感應(yīng) 雷。直擊雷是帶電云層和大地

32、之間放電造成的，可使用避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)防避。感應(yīng)雷是由靜電感應(yīng)和雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)兩種原因引起的。感應(yīng)雷約占雷擊率的90%，危害范圍甚廣。7.1 雷電危害雷電是自然界存在的物理現(xiàn)象，打雷是指帶正負(fù)電荷的雷云之間或是帶電荷的雷云對(duì)大地快速放電而產(chǎn)生的聲和光。雷云之間正負(fù)電荷放電現(xiàn)象，就是我們平時(shí)看到天空閃光和隨之而來(lái)的巨大隆隆聲。天空打雷對(duì)現(xiàn)代微電子的電氣設(shè)備有傷害，但對(duì)自然界生物和凈化空氣十分有好處。但是天空中帶電荷的雷云對(duì)大地放電。這種強(qiáng)烈直擊雷，不僅產(chǎn)生刺眼閃光和巨大雷聲，而且打雷所產(chǎn)生的強(qiáng)大雷電流(幾十kA幾百kA)、熾熱高溫(600010000)。猛烈沖擊波，對(duì)打雷附近的人畜生命安全造成嚴(yán)重威脅，使建筑房屋損壞，森林著火，石油、電力、氣象、通信、航空航天建筑設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。沿著雷電流流動(dòng)方向，使周圍數(shù)公里空間造成強(qiáng)大劇變電磁場(chǎng)，靜電場(chǎng)和強(qiáng)烈電磁輻射等物理效應(yīng)。把感應(yīng)出來(lái)雷電壓、雷電流通過(guò)供電線路、信號(hào)線路和各種金屬管線傳到各家各戶造成人員傷亡，特別對(duì)微電子設(shè)備(計(jì)算機(jī)、電視、通信設(shè)備、電氣設(shè)備等)造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，打雷是年年重復(fù)發(fā)生的自然現(xiàn)象，根據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)資料報(bào)告，全球每年因雷電災(zāi)害造成的損失高達(dá)數(shù)十億美元。我國(guó)每年因雷擊造成