西南交通大學(xué)牽引供變電課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專 業(yè) 電氣工程與其自動(dòng)化姓 名#學(xué)號(hào)幵題日期：2009年2月23 日完成日期：2009年 4月5日題目牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)的目的通過(guò)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(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)。二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求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、隔離幵關(guān)、熔斷器、斷路器、互感器等。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)。3、提交

2、詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和牽引變電所電氣主接線圖。三、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)四、成績(jī)指導(dǎo)教師（簽章）年 月日牽引變電所課程設(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)與牽引變電所分布圖圖例:電力系統(tǒng)，火電為主:地方220/110kV 區(qū)域變電所:地方110/35/10kV 變電站:鐵道牽引變電所:三相高壓架空輸電線圖中:Li : 220kV 雙回路 150kMLGJ-300L2 : 110kV 雙回路 10kMLGJ-120L3： 110kV 20kML4： 110kV 40kML5： 110kV 60kML6： 110kV 雙回路 20kML7： 110kV 30kML8： 110kV 50k

3、ML9： 110kV 60kML10 ：110kV 60kM未標(biāo)注導(dǎo)線型號(hào)者均為 LGJ-185，所有導(dǎo)線單位電抗均為 X=0.4 QkM牽引變壓器容量如下（所有Ud%=10.5 ）：A : 2 X3.15 萬(wàn) kVAB: 2 X3.15 萬(wàn) kVAC: 2 X3.15 萬(wàn) kVAD: 2 X1.5 萬(wàn) kVAE: 2 X1.5 萬(wàn) kVAF: 2 X1.5 萬(wàn) kVA2 、電力系統(tǒng)對(duì)各牽引變電所的供電方式與運(yùn)行條件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

4、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(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母線分段斷路器斷幵。B所提供甲站至丙站的載波通道。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 110kV 線路供電。但正常運(yùn)行時(shí)，由甲站送至

5、 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(guò) C 所的 110kV 母線轉(zhuǎn)接至某企業(yè) 110kV 變電站。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 lOOOkVA 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(wú)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 O.1 秒。 1OkV 高壓間設(shè)在 27.5kV 高壓室一端， 單獨(dú)

6、開(kāi)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(shí)，11OkV線路在E所內(nèi) 斷開(kāi)，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(lái)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 所無(wú)系統(tǒng)功率穿越。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)，電抗器室外。 所用電有地方 1OkV 可靠電源。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

7、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)線隔離幵關(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(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)，電抗器室外。 該地區(qū)無(wú)地方10kV電源。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。8 各變電所設(shè)計(jì)時(shí)，一律按海拔 h &

8、lt; 1000m ,1級(jí)污穢地區(qū)，鹽密0.1毫克/厘米2，最高環(huán)境溫度+40 °C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(duì)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(dòng)作時(shí)間 tb=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 。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

9、。摘要電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則與步驟，在此基礎(chǔ)上根據(jù)原始資料與要 求選擇牽引變電所的電氣主接線圖；根據(jù)要求選擇短路點(diǎn)，對(duì)牽引變電所進(jìn)行 短路計(jì)算，計(jì)算出 110KV 側(cè)與 27.5KV 側(cè)短路電流與沖擊電流、周期分量電 流，由短路計(jì)算的結(jié)果與設(shè)計(jì)牽引變電所的要求選擇牽引變電所的電氣設(shè)備并 對(duì)其校驗(yàn)，最后完成對(duì)牽引變電所主接線的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 電氣主接線；短路計(jì)算；電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)?zāi)夸浀?1 章 牽引變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)原則與要求 6.1.1 概述 61.2 電氣主接線基本要求 6.1.3 電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則與步驟 7.第 2 章 牽引變電所電氣主接線圖設(shè)計(jì)說(shuō)明 7.第 3 章 短

10、路計(jì)算 83.1 短路點(diǎn)的選取 83.2 短路計(jì)算 8第 4 章 設(shè)備與選型 104.1 硬母線的選取 104.2 支柱絕緣子和穿墻導(dǎo)管的選取 134.3 高壓斷路器的選取 144.4 高壓熔斷器的選取 154.5 隔離開(kāi)關(guān)的選取 164.6 電壓互感器的選取 174.7 電流互感器的選取 174.8 避雷器的選取 18附圖 20參考書(shū)目 21后記 22第一章 牽引變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)原則與要求1.1 概述牽引變電所（含開(kāi)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)和圖形代表上述電氣設(shè)備、導(dǎo)線，并根據(jù)他

11、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)系以與變電所一次設(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)線與其組成的電

12、氣設(shè)備，是牽引變電所的主體部分。1.2 電氣主接線基本要求1. 安全性主要體現(xiàn)在：隔離開(kāi)關(guān)的正確配置和隔離開(kāi)關(guān)接線的正確繪制。 隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)的地方都必須配置隔離開(kāi)關(guān)，不能 有個(gè)別遺漏之處，也不允許從節(jié)省投資來(lái)考慮而予以省略。主接線的安全性是必須絕對(duì)保證的，在比較分析主接線的特點(diǎn)時(shí)，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(duì)的。同樣形式的主接線對(duì)某些發(fā)電廠和 變電所來(lái)說(shuō)是可靠的，而對(duì)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)

13、。一般來(lái)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，對(duì)主接線可靠性進(jìn)行分析時(shí)，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。3. 經(jīng)濟(jì)性它通常與可靠性方便性之間有矛盾。4. 方便性(1) 操作的方便性 盡可能使操作步驟少，以便于人員掌握，不致出錯(cuò)。(2) 調(diào)度的方便性 根據(jù)調(diào)度要求，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(shū)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

14、，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(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)，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)電壓水平與補(bǔ)償措施、無(wú)功、諧波的綜合補(bǔ)償措施以與直流牽引系 統(tǒng)電壓等級(jí)選擇等重大綜合技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)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。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)線與其與系統(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)， 以與電氣化鐵路當(dāng)前運(yùn)量和發(fā)展規(guī)劃

15、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。4. 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)生直接影響第二章 牽引變電所電氣主接線圖設(shè)計(jì)說(shuō)明中心變電所：有 4 路以上進(jìn)線并有系統(tǒng)功率穿越中間通過(guò)式變電所：有兩路進(jìn)線并有系統(tǒng)功率穿越中間式變電所：有兩路進(jìn)線，無(wú)系統(tǒng)功率穿越 不同類型的牽引變電所采取不同型式的電氣主接線 。根據(jù)原始資料易知，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)斷幵，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(lái)的電源線 L8 上， L8 故障時(shí)可轉(zhuǎn)接至 F 所由

16、L9 供電。 D 所可能有 系統(tǒng)功率穿越。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。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。由于高壓側(cè)要求有電壓監(jiān)視，低壓側(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。因D所可能有系統(tǒng)功率穿越，并且還向E所供電，所以選用橋型結(jié)線方式 的電氣主結(jié)線。 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

17、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。該牽引變電所的運(yùn)行方式如下：1 ：一次側(cè)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幵關(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幵關(guān)。設(shè)備的檢修 相同。2 :二次側(cè)當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢

18、修時(shí)，合上分段母線上相應(yīng)的隔離幵關(guān)，27.5KV的饋線能繼續(xù)工作。斷路器與其他設(shè)備發(fā)生故障或檢修相同。但饋線上的斷路器采用50%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)。第三章短路計(jì)算3.1短路點(diǎn)的選取因短路計(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110KV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 27.5KV低壓母線短路點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。3.2短路計(jì)算電路簡(jiǎn)化圖如圖3-1 :在圖中，4點(diǎn)為110KV高壓母線短路點(diǎn)，d2點(diǎn)為27.5 KV低壓母線短路點(diǎn)。d2圖：3-1取 Sj 100MVA，Uj115KVX； L1

19、X 耳u2Li1500.4理11520.453686Ud% Sj100"S0.17 1000.26984163*X7L7 XSjU230 0.4 琴 0.09073721152X DbUd% S100 S0.105 100150.7d1 處短路時(shí)，即 110KV 處短路：X*1 X1* X乙b X7 x； 0.824264周期分量有效值為:Id11.08* * * *j X1X乙bX7X1j 1.33951*1*1d1IjId1I=Sj.3 110.3 110若取Kch1.8時(shí)，電路中最大沖擊電流為chich1 2.67Id 2.67 0.703081d11.87723(KA)短路電

20、流最大有效值為Ich1 1.61Id11.61 0.703081 1.13196(KA)d2處短路時(shí)，即27.5KV處短路：X* * * *2 X1 X乙 b X7 Xb 1.52426周期分量有效值為：Id21.08* * * *j X1X乙bX7 XDbj0.708539X1*11*d2I d2打I d2I一Sj0.7085393 27.5f001.48759KA3 27.5若取©h1.7時(shí)，電路中最大沖擊電流為chich2 1.05 1.7.2 G 1.05 1.7 .21.48759 3.75466(KA)短路電流最大有效值為2(1.05Kch 1)2 Id22.22267(

21、 KA)對(duì)牽引變電所主變壓器:110KV側(cè)額定電流：Ie1Se3Ue115000-78.7319(A)3 11027.5KV側(cè)額定電流:150003 27.5314.928(A)短路計(jì)算值一覽表如下表額定電流(A)短路電流(A)沖擊電流(A)最大短路電流有效值(A)110KV 側(cè)78.7319703.0811877.231131.9627.5KV 側(cè)314.9281487.593754.662222.67對(duì)環(huán)境校核：海拔 h < 1000m ,級(jí)污穢地區(qū)，鹽密0毫克/厘米2,最高環(huán)境溫度+40 C考慮，所以所有參數(shù)可以直接引入計(jì)算。第四章設(shè)備與選型4.1硬母線的選取一、110KV側(cè)母線的

22、選?。?、 按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮se15oooIgmax 1.3Ie 1.3- 1.3102.351A.3Ue.3 110由附錄二表 3查出鋁母線15 3的允許載流量為 156A，大于最大工作電流102.351A，故初步確定選用15 3 45mm2截面的鋁母線。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A f()，找出對(duì)應(yīng)的As值，再由求出Az，再次利用曲線A f()找出對(duì)應(yīng)的Z。gmaxXUo 25 Cxu2102.35170 C15625 C44.3708 C短路電流計(jì)算時(shí)間 虬 tb tg 0.1 0.2

23、0.3s短路電流熱效應(yīng)Qd Qz Qfi由資料，可得:t*由 X 1 X1 X乙b X7 X1 0.824264，It*1.122Ld所以Itd21.145_100_、3 1100.600987,Itd1.122_100_3 1100.588915Qz12I：101：2td07030812 10 0.6009872 °.5889152 0.111325kA2 s tb 0.1sQfi12 Tfi 0.7030812 0.064 0.0316367kA2 s由 s 44.3708 C，從圖中查得 A 0.0772 104則由10.1113250.031636710644得：Az2 Qd

24、As20.0772 1040.0842598 104s245再由Az ,查得z 50 C，而 xu200 C（見(jiàn)表6.1），即：zXU，滿足熱穩(wěn)定性要求。所以應(yīng)選擇 15 X3的軟鋁母線、27.5KV側(cè)母線的選取:1、按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮I g max1.3IeSe150001.3 一-1.3 409.406AV3UeV3 27.5由附錄二表3查出鋁母線40 4的允許載流量為456A，大于最大工作電流409.406A，故初步確定選用40 4 160mm2截面的鋁母線。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A

25、 f()，找出對(duì)應(yīng)的As值，再由求出A，再次利用曲線A f()找出對(duì)應(yīng)的2I g maxS 0XUI xu25 C2409.40670 C 25 C 61.2736 C456短路電流計(jì)算時(shí)間tjstb tg0.1 0.20.3s短路電流熱效應(yīng)QdQfir*由 X 2 X1 X乙b X7 XbX11.52426，查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線，可得:，Itd0.625所以id20.628 10°1.3185,110.625-73 27.5td忑tdQZ1oi2it2乂 Ld 2 tb0.1s1001.312227.5Qfiiz21487.59"03 1487592 10 18521.3

26、12220.53298kA2 s0.064 0.141627KA2 s61.2736 C，從圖中查得 AS 0.449 104則由0.449 1040.451635 104e10.53298 0.1416271061602得：Az Qd人再由Az，查得Z 100 C，而XU 200 C (見(jiàn)表6.1)，即：Z XU，滿足熱穩(wěn) 定性要求。所以應(yīng)選擇 40 X4的鋁母線。3. 校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性三相短路沖擊電流為設(shè)母線采用水平排列平放，ich 3.75466KA已知：a=40cm ， l=120cm ，h=40mm ， b=4mm 則a b 40 0.492b h 0.4 4Kx 1三相短路時(shí)的

27、相間電動(dòng)力為37 l 327 1203 2F 1.73 10 ich Kx 1.73 103.75466 107.31659Na40母線平放與水平排列時(shí)，其抗彎模量為：11W bh2 0.004 0.0421.06667 10 6m366母線的計(jì)算應(yīng)力為：M FW 10W60.685928 10 Pa67.31659 1010 1.06667由表6.4鋁母線的允許應(yīng)力為69 106Pa，即：xu，滿足機(jī)械應(yīng)力穩(wěn)定性要求。故最后確定選擇截面為S 40 4 160mm2的鋁母線4.2支柱絕緣子和穿墻導(dǎo)管的選取由于牽引變壓器安裝在室外，而 110KV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

28、對(duì)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(duì) 27.5KV側(cè) 既需要選擇支柱絕緣子，也需要選擇穿墻導(dǎo)管。一、110KV側(cè)支柱絕緣子的選?。?、按最大工作電壓選擇支柱絕緣子可按變壓器110KV側(cè)額定電壓考慮Ue 110KV由附錄二表11.1查出支柱絕緣子的型號(hào)為ZS-110/3，初選破壞荷重為3的支柱絕緣子。2、校驗(yàn)支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度F,ax 0.5 1.73 i器 -10 7 0.5 1.73 3.75466 103 2 - 10 7 1.21943Na2由附錄二表 11.1中查得ZS-110/3 型支柱絕緣子允許的抗

29、彎破壞荷重為3000N，而短路時(shí)中間相中間位置的支柱絕緣子受力為F 3 1.21943N，故F 30.6 3000 1800N能滿足要求。二、27.5KV側(cè)支柱絕緣子的選?。?、按最大工作電壓選擇支柱絕緣子可按變壓器27.5KV側(cè)額定電壓考慮Ue 27.5KV由附錄二表11.1查出支柱絕緣子的型號(hào)，初選型號(hào)為ZA-35Y的支柱絕緣子。2、校驗(yàn)支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度由附錄二表11.1中查得 ZA-35Y 型支柱絕緣子允許的抗彎破壞荷重為3750N，而短路時(shí)中間相中間位置的支柱絕緣子受力為F 3 7.31659N，故F 0.6 3750 2250N能滿足要求。三、27.5KV側(cè)穿墻導(dǎo)管的選?。?、按

30、最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮I1 3I1 g maxe1.3Se1.315°°°409.406AU3UeV3 27.5由附錄二表11.1杳出穿墻導(dǎo)管的型號(hào)，初選型號(hào)為CLB-35/600的支柱絕緣子。2、校驗(yàn)穿墻導(dǎo)管的熱穩(wěn)定性由 前 面 選 擇 硬 母 線 處 可 得Qd QZ Qf 0.53298 0.141627 106 0.674607KA2 s，而Q5 12KA2 s，所以Qd Q5，故穿墻導(dǎo)管滿足熱穩(wěn)定性。4.3高壓斷路器的選取交流牽引負(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)110KV側(cè)選用SF6

31、斷路器，27.5KV側(cè)選用真空斷路器一、110KV側(cè)SR斷路器的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮Igi3h 1.3 IL1.3150003 110102.351AUg 110KV由附錄二表6.2查出SF6斷路器的型號(hào)為L(zhǎng)W-110，額定電流選取1250A。2、短路關(guān)合電流的校驗(yàn)由附錄二表6.2查出LW-110型號(hào)的SF6斷路器的極限通過(guò)電流為ieg 80KA， 而icj 1877.23A，所以ieg咕，滿足要求。3、校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性由 前 面 選 擇 硬 母 線 處 可 得Qd QZ Qf0.53298 0.141627 106 0.674607KA2 s，而Q4 I2 t

32、 31.52 4 3969KA2 s，所以Qd Q4，故滿足熱穩(wěn)定性。所以SFs斷路器選取型號(hào)為L(zhǎng)W-110，額定電流為1250A o、27.5KV側(cè)真空斷路器的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮g max1.3IeSe1.33Ue1.3150003 27.5409.406AUg 27.5KV由附錄二表6.3查出真空斷路器的型號(hào)為 ZN6 27.5，額定電流選取600A。2、短路關(guān)合電流的校驗(yàn)由附錄二表6.2查出ZN6 27.5型號(hào)的真空斷路器的極限通過(guò)電流為ieg 25KA，而icj 3754.66A，所以ieg icj，滿足要求。3、校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性由 前 面 選 擇 硬

33、 母 線 處 可 得Qd QZ Qf0.53298 0.141627 106 0.674607KA2 s，而Q4 I2 t 102 4 400KA2 s，所以Qd Q4，故滿足熱穩(wěn)定性。所以SE斷路器選取型號(hào)為ZN6 27.5，額定電流選取600A。4.4高壓熔斷器的選取由于在所設(shè)計(jì)的電氣主結(jié)線中，只有27.5KV側(cè)才有高壓熔斷器，所以只需選擇27.5KV側(cè)的高壓熔斷器。1、按額定電壓選擇由于Ue2 27.5K V,而Ue Ue2，所以選擇型號(hào)為RN1 35的高壓熔斷器。2、熔斷器幵斷電流的校驗(yàn)200 103lek5714.29A，而 Ich2 3754.66A，即 Iek Ich2，滿足要求

34、。353、熔斷器斷流容量的校驗(yàn)Se 200MVA，而 Sch Ich2 Ue 3754.66 27.5 103.253MVA，即 Se Sch，滿足要求。由于環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)情況，不需要進(jìn)行絕緣泄露比距校驗(yàn)。故選擇RN1 35的高壓熔斷器。4.5隔離幵關(guān)的選取由于在所設(shè)計(jì)的電氣主結(jié)線中，110KV側(cè)隔離幵關(guān)在室外，而27.5KV側(cè)既 有室內(nèi)的也有室外的， 所以對(duì)110KV側(cè)只需選擇室外的，而27.5KV側(cè)要選擇室 內(nèi)和室外的。一、110KV側(cè)隔離幵關(guān)的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮Igmax 1.31 e 1.3 3 1.3 一15000一 102.351A.3Ue3 110Ug

35、110KV而Ue Ug,Ie Igmax，所以由附錄二表9.2查出隔離幵關(guān)的型號(hào)為GW4-110/600。2、校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性Ier 14KA， It；Z703.081172.219，所以，故滿足熱穩(wěn)定性。所以110KV側(cè)隔離幵關(guān)的型號(hào)為戶外GW4-110/600。二、27.5KV側(cè)隔離幵關(guān)的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮1 g max409.406A1.3Ie 1.3 -S- 1.3 -I5000-3Ue3 27.5Ug 27.5KV而Ue Ug,le Igmax ,所以由附錄二表9.1查出戶內(nèi)隔離幵關(guān)的型號(hào)為GN2-35T/600 ，戶外隔離幵關(guān)的型號(hào)為GW2-35G

36、/600 ，2、校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定性1 ）、戶內(nèi)隔離幵關(guān)的校驗(yàn)ler 25KA， I 庫(kù) 1487.59364.384，所以，故滿足熱穩(wěn)定性。所以27.5KV側(cè)隔離幵關(guān)的型號(hào)為戶內(nèi) GN2-35T/600 。2 ）、戶外隔離幵關(guān)的校驗(yàn)ler 14KA， I售 1487.59364.384，所以，故滿足熱穩(wěn)定性。所以27.5KV側(cè)隔離幵關(guān)的型號(hào)為戶外 GW2-35G/600。4.6電壓互感器的選取一、110KV側(cè)電壓互感器的選取Ue1 110KV由附錄二表12查出電壓互感器JCC 110的原線圈額定電壓為110 KV，畐寸線圈 額定電壓為0.1八3kv，故確定選用的型號(hào)為 jcc 110的電壓互

37、感器。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(guò) 互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。二、27.5KV側(cè)電壓互感器的選取UE2 27.5KV由附錄二表12查出電壓互感器JDJ 35的原線圈額定電壓為35KV，副線圈額 定電壓為0.1 KV，故確定選用的型號(hào)為 JDJ 35的電壓互感器。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(guò) 互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。4.7電流互感器的選取110KV側(cè)電流互感器的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮g max1.3Ie1.3 3Ue1.315000,3 11010

38、2.351A，UE1 110KV，而U1e UE1,® Igmax，由附錄二表13.2查出電流互感器 LCW-110的額定電壓 為110KV，額定電流比為(300 600)/5，故初步確定選用的型號(hào)為 LCW-110 的電流互感器。2、短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)2 2 6I1e Kt t 300 75506.25 106Qd (0.111325 0.0316367) 106 1062he Kt t Qd，故滿足熱穩(wěn)定性。3、短路動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)2I1e 匚 2 300 150 63630 ich 1877.23顯然込Ku ich，滿足動(dòng)穩(wěn)定性二、27.5KV側(cè)電流互感器的選取1、最大長(zhǎng)期工作電流可

39、按變壓器過(guò)載1.3倍考慮g max1.3Ie1.315000.3 27.5409.406AUe2 27.5KV ,而戌。UE22e Igmax，由附錄二表13.2查出電流互感器 LCW-35的額定電壓 為35KV，額定電流比為（151000）/5，故初步確定選用的型號(hào)為 LCW-35的電 流互感器。2、短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)2 2 6I2e Ktt 1000 654225 10Qd0.53298 0.141627 106 1062I2e Kt t Qd，故滿足熱穩(wěn)定性。3、短路動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn).2I2e Ku 匹 1000 100 141400ich 3754.662I1e Ku ich，故滿足動(dòng)穩(wěn)定性

40、。4.8避雷器的選取牽引變電所為預(yù)防感應(yīng)雷電波的入侵，通常采用避雷器保護(hù)，以限制入侵 雷的輻值和陡度，從而保護(hù)電氣設(shè)備的安全。FCZ系列磁吹閥式避雷器額定參數(shù)如下表安裝點(diǎn)參數(shù)110KV27.5KV型號(hào)FCZ 110FCZ 35額定電壓（KV）11035滅弧電壓（KV）12641工頻放電電壓有效值不小于25570（KV）不大于29085沖擊放電電壓不大于（KV)345112沖擊電流殘壓不大于5KA時(shí)332108（KV）10KA 時(shí)365122電氣設(shè)備一覽表名稱型號(hào)數(shù)量單位110KV側(cè)軟母線LMR- 15 32根27.5KV側(cè)硬母線LMY40 42根110KV側(cè)支柱絕緣子ZS-110/33個(gè)27.5KV側(cè)支柱絕緣子ZA-35 Y3個(gè)27.5KV側(cè)穿墻導(dǎo)管CLB-35/6006個(gè)110KV側(cè)SR斷路器LW-1102組27.5KV側(cè)真空斷路器ZN6 27.58個(gè)27.5KV側(cè)高壓熔斷器RN1-354個(gè)110KV側(cè)隔離幵關(guān)GW4-110/6009組27.5KV側(cè)戶內(nèi)隔離幵關(guān)GN2-35T/6006個(gè)27.5KV側(cè)戶外隔離幵