DN供電方式牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of Traction Power Supply System ofDN Mode 2013 屆 電氣工程 系專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 2013 年 5 月 27 日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)題目DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱(chēng)講師評(píng) 定 成 績(jī)指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長(zhǎng)得分成績(jī)：院長(zhǎng)(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化承擔(dān)指

2、導(dǎo)任務(wù)單位 導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱(chēng)講師一、主要內(nèi)容針對(duì)采用直供加回流(DN)供電方式的牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：牽引供電方案設(shè)計(jì)、牽引變電所主結(jié)線方案的選擇，牽引負(fù)荷計(jì)算和牽引變壓器型式、臺(tái)數(shù)、容量、備用的確定，短路計(jì)算，供電設(shè)備選型。最后繪制變電所主電路圖和變電所電氣布置圖。二、基本要求1.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，計(jì)算說(shuō)明清晰完整，正確無(wú)誤；2.繪制牽引供電系統(tǒng)主結(jié)線圖和電氣布置圖；3.充分采用相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新設(shè)備；4.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)：1 萬(wàn)字；5.設(shè)計(jì)圖紙：折合 0 號(hào)圖紙一張；6.外文翻譯：3000 字以上。三、主要技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)任務(wù)1.符合電氣化鐵路牽引供變電設(shè)計(jì)規(guī)范。2.確定供電

3、方案，完成負(fù)荷計(jì)算、阻抗計(jì)算及短路計(jì)算，選定牽引供電設(shè)備。3.繪制牽引變電所主結(jié)線圖、電氣布置圖以及控制保護(hù)圖等相關(guān)圖紙。4.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，計(jì)算說(shuō)明清晰完整，正確無(wú)誤。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1.牽引供變電系統(tǒng)相關(guān)資料2.鐵路牽引供電研究的最新?tīng)顩r3.牽引供電設(shè)備相關(guān)的資料4.牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)、選型手冊(cè)五、進(jìn)度計(jì)劃第 1 周 - 第 2 周 開(kāi)題報(bào)告第 3 周 - 第 7 周 相關(guān)計(jì)算，方案比較，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，中期報(bào)告第 8 周 中期答辯第 9 周 - 第 14 周 撰寫(xiě)并整理設(shè)計(jì)說(shuō)明，工程制圖第 15 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(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)

4、題報(bào)告題目DN 供電方式牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)班級(jí) 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化一、選題依據(jù)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笤絹?lái)越高，而鐵路運(yùn)輸占有了相當(dāng)大的比重，所以鐵路的快速發(fā)展是滿足時(shí)代的需求，他即要滿足了國(guó)民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)有得保證自身的安全可靠。由于電力機(jī)車(chē)功率大，拉得多跑的快，世界各國(guó)的高速鐵路幾乎都采用電力機(jī)車(chē)牽引。電力機(jī)車(chē)與蒸汽機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)不同，它本身不能帶能源，必須由外部供應(yīng)電能。為了給電力機(jī)車(chē)供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)，他的供電能力和可靠性必須滿足列車(chē)的運(yùn)行要求。二、本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 自 1964 年 10 月 1 日日

5、本承建開(kāi)通世界上第一條高速鐵路以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐和發(fā)展，各國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)都有了很大改進(jìn)，達(dá)到了很高的水平，而且都各具特色，最具有代表性的是日本、法國(guó)和德國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)。供電方式上日本、法國(guó)采用 AT 供電方式，德國(guó)、意大利和西班牙采用 RT 供電方式。電源電壓等級(jí)上日本采用 154kV、220kV 和275kV 三種電壓等級(jí)；法國(guó)采用 225kV；德國(guó)采用 110kV；意大利采用 110kV；接觸網(wǎng)電壓日本的標(biāo)準(zhǔn)電壓為 25kV，最高電壓為 30kV，最低電壓為 22.5kV；法國(guó)分別為 25kV、27.5kV 和18kV，德國(guó)分別為 15kV、17kV 和 12kV。

6、 我國(guó)早期電氣化鐵路均采用直接供電方式，為避免和減少對(duì)外部環(huán)境的電磁干擾，研發(fā)了BT、AT 和 DN 供電方式，就防護(hù)效果來(lái)看，AT 方式優(yōu)于 BT 和 DN 方式，就接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能來(lái)講，DN 方式最為簡(jiǎn)單可靠。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纜的普遍應(yīng)用，通信設(shè)施及無(wú)線電裝置自身的防干擾性能大為增強(qiáng)，考慮到接觸網(wǎng)的運(yùn)行可靠性對(duì)電氣化鐵路的安全運(yùn)行至關(guān)重要，所以通常認(rèn)為，一般情況下 DN 供電方式為首選，在電力系統(tǒng)比較薄弱的地區(qū)，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，可采用 AT 供電方式，BT 供電方式則盡量少采用或不采用。中國(guó)干線電力牽引采用單相工頻 25kV 交流電,牽引變電所把輸入的 110kV 三相交流電轉(zhuǎn)

7、變?yōu)?25kV 單相交流電送入接觸網(wǎng)，從而完成電力牽引的供電任務(wù)。 三、本課題進(jìn)行的主要工作電氣化鐵路負(fù)荷與工農(nóng)業(yè)輸電線路有很大的不同。此負(fù)荷是大功率單相整流型負(fù)荷，具有不對(duì)稱(chēng)、非線性和波動(dòng)性的特點(diǎn)。并且，負(fù)荷變化是隨機(jī)的，其平均負(fù)荷可能不很大，但短時(shí)負(fù)荷有可能達(dá)到很大。電氣化鐵路的這些特點(diǎn)對(duì)鐵路電氣設(shè)備提出了特殊的要求，尤其是對(duì)主變壓器提出了特殊的要求。因此本次設(shè)計(jì)的主要工作是：1.首先是供電制式、接線及設(shè)備選型：電力牽引電源為 110kV 輸電線雙回路供電； 供電方式選擇直接供電；主要設(shè)備有三相變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電力互感器、避雷器等。2.一次側(cè)計(jì)算及設(shè)備選擇：

8、根據(jù)已知數(shù)據(jù)確定接線方案，繪制圖紙，然后進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算和短路計(jì)算，最后選擇設(shè)備，確定型號(hào)。3.二次設(shè)備及繼電保護(hù)：進(jìn)行短路計(jì)算，確定保護(hù)整定值。四、本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的結(jié)果1.研究方法：根據(jù)牽引變電所系統(tǒng)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則，確定電氣化鐵道牽引變電所的設(shè)計(jì)方案：首先確定變電所一次側(cè)的接線方案、負(fù)荷和短路等計(jì)算、設(shè)備選擇，然后在做變電所二次側(cè)的接線方案及計(jì)算，最后進(jìn)行變電所的性能分析。在研究時(shí)將國(guó)內(nèi)先進(jìn)的研究成果與具體實(shí)際相結(jié)合,重視案例研究。從國(guó)內(nèi)外牽引變電所的設(shè)計(jì)的成功和失敗的案例中, 找出其成功的地方并發(fā)現(xiàn)其問(wèn)題，以供本次設(shè)計(jì)所借鑒。2.預(yù)期達(dá)到的結(jié)果:經(jīng)過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程以后，可以達(dá)到運(yùn)用

9、于實(shí)際情況。這種牽引變電所可以運(yùn)用于鐵路干線，并能夠短期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。指導(dǎo)老師簽字時(shí)間 年 月 日摘 要DN 供電方式是采用直供加回流的供電方案，是目前我國(guó)牽引供電系統(tǒng)普遍采用的一種供電方式。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)牽引變電所的主接線圖進(jìn)行了合理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦L制。然后，根據(jù)現(xiàn)實(shí)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，選出合適的主變壓器。根據(jù)系統(tǒng)和主變壓器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行短路計(jì)算。在短路計(jì)算中，根據(jù)主變壓器不同的運(yùn)行狀態(tài)，分別計(jì)算了高低壓側(cè)的最大和最小短路電流。之后，按照一定的高壓設(shè)備選擇原則進(jìn)行該設(shè)計(jì)中高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，其中包括高低壓側(cè)斷路器的選擇、高低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇、電流互感器的選擇與校驗(yàn)，高壓熔斷器的選擇

10、與校驗(yàn)，電壓互感器的選擇，避雷設(shè)備和自用變壓器的選擇。最后，結(jié)合設(shè)備和設(shè)計(jì)方案對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。關(guān)鍵詞： DN 供電方式 主接線圖 高壓設(shè)備選擇Abstract DN power supply is the direct power supply with return line, which is widely used in China as a traction power supply.First, the main circuit of traction substation has been carried out with the rational and rigorous d

11、rawing according to the design plan,. And then, ,it has been carried out with load secretly schemes against and electing the right transformer according to the real parameter and the need of design。According to the parameters of system and the main transformer short circuit calculation。With the shor

12、t circuit secretly scheming against, according to different operation state of the main transformer, the high and low voltage point of the short circuit has been secretly scheme against. Next, according to the need of the design and the parameter of system , the main transformer has been carried out

13、 with the relays protection and the adjusting. Afterwards, according to that certain high- voltage equipment chooses principle ，these high- voltage equipments have been elected and checked. It includs that high and low- voltage breakers choice , disconnectors choice and checking, fusibles choice and

14、 checking, electric current mutual inductance implements choice and checking, voltage mutual inductance implements choice, the pillar insulator and penetrate the wall tubes choice,reactance implement and lightning-protection equipments choice. At last ，according to equipments and the entire design,

15、it is adjusted and polished ,which will be more rational and consummate in the circuit and the design. Key words: DN power supply modeThe main wiring diagramHigh voltage equipment selection I目 錄第 1 章 緒論11.1 選題的背景與現(xiàn)實(shí)意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 擬采用的設(shè)計(jì)方案2第 2 章 主接線圖設(shè)計(jì)方案32.1 供電方案的說(shuō)明32.2 主接線圖方案的設(shè)計(jì)4第 3 章 牽引負(fù)荷的計(jì)算53.

16、1 概述53.2 負(fù)荷的計(jì)算53.2.2 供電臂 1，2 平均電流的計(jì)算63.2.3 供電臂 1、2 有效電流的計(jì)算83.2.4 計(jì)算容量93.2.5 校核容量93.3 變壓器的安裝容量10第 4 章 短路電流計(jì)算124.1 一次側(cè)短路計(jì)算124.2 二次側(cè)短路計(jì)算13第 5 章 高壓電氣設(shè)備的選擇155.1 選擇原則155.2 高壓電器設(shè)備的選擇165.2.1 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)165.2.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)185.2.3 高壓熔斷器的選擇和校驗(yàn)195.2.4 電流互感器的選擇和校驗(yàn)205.2.5 電壓互感器的選擇和校驗(yàn)235.2.6 避雷器的選擇24 5.2.7 自用變壓器的選擇

17、255.3 母線的選擇和校驗(yàn)255.3.1 母線選擇時(shí)所依據(jù)的條件255.3.2 110KV 側(cè)母線的選擇265.3.3 27.5KV 側(cè)母線的選擇27第 6 章 結(jié)論與展望296.1 結(jié)論296.2 展望29參考文獻(xiàn)30 II致 謝31附 錄32附錄 A 外文資料翻譯32附錄 B 圖紙391第 1 章 緒論1.1 選題的背景與現(xiàn)實(shí)意義在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笤絹?lái)越高，而鐵路運(yùn)輸占有了相當(dāng)大的比重，所以鐵路的快速發(fā)展是滿足時(shí)代的需求，他即要滿足了國(guó)民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)有得保證自身的安全可靠。由于電力機(jī)車(chē)功率大，拉得多跑的快，世界各國(guó)的高速鐵路幾乎都采用電力機(jī)車(chē)牽引。電力機(jī)

18、車(chē)與蒸汽機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)不同，它本身不能帶能源，必須由外部供應(yīng)電能。為了給電力機(jī)車(chē)供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)，他的供電能力和可靠性必須滿足列車(chē)的運(yùn)行要求。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀自 1964 年 10 月 1 日日本承建開(kāi)通世界上第一條高速鐵路以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐和發(fā)展，各國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)都有了很大改進(jìn)，達(dá)到了很高的水平，而且都各具特色，最具有代表性的是日本、法國(guó)和德國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)。供電方式上日本、法國(guó)采用 AT 供電方式，德國(guó)、意大利和西班牙采用 RT 供電方式。電源電壓等級(jí)上日本采用 154kV、220kV 和 275kV 三種電壓等級(jí)；法國(guó)采用225kV

19、；德國(guó)采用 110kV；意大利采用 110kV；接觸網(wǎng)電壓日本的標(biāo)準(zhǔn)電壓為25kV，最高電壓為 30kV，最低電壓為 22.5kV；法國(guó)分別為 25kV、27.5kV 和18kV，德國(guó)分別為 15kV、17kV 和 12kV。 我國(guó)早期電氣化鐵路均采用直接供電方式，為避免和減少對(duì)外部環(huán)境的電磁干擾，研發(fā)了 BT、AT 和 DN 供電方式，就防護(hù)效果來(lái)看，AT 方式優(yōu)于 BT 和DN 方式，就接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能來(lái)講，DN 方式最為簡(jiǎn)單可靠。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纜的普遍應(yīng)用，通信設(shè)施及無(wú)線電裝置自身的防干擾性能大為增強(qiáng)，考慮到接觸網(wǎng)的運(yùn)行可靠性對(duì)電氣化鐵路的安全運(yùn)行至關(guān)重要，在電力系統(tǒng)比較薄弱

20、的地區(qū)，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，可采用 AT 供電方式，BT 供電方式則盡量少采用或不采用。中國(guó)干線電力牽引采用單相工頻 25kV 交流電,牽引變電所把輸入的 110kV 三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?25kV 單相交流電送入接觸網(wǎng)，從而完成電力牽引的供電任務(wù)。 21.3 擬采用的設(shè)計(jì)方案首先是對(duì)牽引變電所供電方式的了解，由于目前我國(guó)電氣化鐵路所采用的主要是直流式供電，該方式比較簡(jiǎn)單實(shí)用。采用直供加回流的供電方式，該方式是在直接供電時(shí)回路采用鋼軌和架空回流線，提高回流效率。設(shè)計(jì)方案主要是采用輔助母線的連接，變壓器和饋線的備用等。然后負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算，高壓設(shè)備的校驗(yàn)等計(jì)算方法。3 第 2 章 主接線圖設(shè)計(jì)方案2

21、.1 供電方案的說(shuō)明目前鐵路的運(yùn)力不斷加大，電氣化鐵路的負(fù)荷也在不斷增加。牽引變電所的設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單實(shí)用，所以根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行要求選擇直供加回流的供電方案。我國(guó)鐵路供電的電壓等級(jí)主要是 110kV 高壓供電，所以本設(shè)計(jì)擬采用 110kV 三相供電。進(jìn)線端是兩路進(jìn)線，每路進(jìn)線選用一臺(tái)普通三相變壓器，其接線方式為Yn,d11。這兩臺(tái)主變壓器之間互為備用。 主變壓器進(jìn)線是三相 110kV ，出線是每相 27.5kV(單相供電,其中一相回流)在方案中選擇容量合適的主變壓器是很重要的，容量過(guò)小，容易過(guò)負(fù)荷；容量過(guò)大造成浪費(fèi)，試運(yùn)營(yíng)成本增加。主變壓器的進(jìn)線是三相進(jìn)線，兩臺(tái)變壓器互為備用。饋線端是接 27.5k

22、V 側(cè)直接給接觸網(wǎng)供電。低壓側(cè)采用單母線分段，四條饋線接輔助母線互為 100%備用。在方案確定后緊接著要做的工作就是設(shè)計(jì)并確定主接線圖。主接線圖的設(shè)計(jì)會(huì)把這些設(shè)計(jì)思想反映在接線和設(shè)備的選用上。然后根據(jù)主接線圖進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，最后選定高壓設(shè)備3。圖 2-1 帶回流線的直接供電方式示意圖42.2 主接線圖方案的設(shè)計(jì)在進(jìn)行主接線圖設(shè)計(jì)之前，我參考了有關(guān)牽引變電所設(shè)計(jì)方案，爭(zhēng)取把比較完整，比較先進(jìn)的主接線設(shè)計(jì)方案運(yùn)用在該設(shè)計(jì)中。對(duì)該設(shè)計(jì)中的主接線圖的說(shuō)明主要如下：該變電所電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選出的一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。該變電所的電氣主接線包

23、括 110kV 高壓側(cè)、27.5kV 低壓側(cè)以及變壓器的接線。因各側(cè)所接的系統(tǒng)情況不同，進(jìn)出線回路數(shù)不同，其接線方式也不同。電氣主結(jié)線的基本結(jié)線形式有單母線接線，雙母線接線，橋形結(jié)線和簡(jiǎn)單分支接接線。在該主接線圖中，低壓側(cè)用了單母線分段（圖 2-2） 。饋線母線隔離開(kāi)關(guān)圖 2-2 單母線分段示意圖5第 3 章 牽引負(fù)荷的計(jì)算3.1 概述牽引負(fù)荷計(jì)算是確定牽引變壓器安裝容量的前提，主要進(jìn)行以下三個(gè)步驟：(1)根據(jù)鐵道部任務(wù)書(shū)中規(guī)定的年運(yùn)量大小和行車(chē)組織的要求確定計(jì)算容量，這是為供應(yīng)牽引負(fù)荷所必須的容量。(2)根據(jù)列車(chē)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)算校核容量，這是為確

24、保變壓器安全運(yùn)行所必須的容量。(3)在計(jì)算容量和校核容量的基礎(chǔ)上，再考慮備用方式，最后按其系列產(chǎn)品確定牽引變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。其中，除了考慮計(jì)算容量和校核容量外，主要考慮的因素就是備用方式的選擇。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的投入。以確保電氣化鐵路的正常運(yùn)輸。綜合實(shí)際電氣化鐵路線路、運(yùn)量、供電方式等因素的考慮，該設(shè)計(jì)采用的是兩臺(tái)變壓器互為備用的方式。3.2 負(fù)荷的計(jì)算3.2.1 牽引變電所容量的計(jì)算原始資料：表 3-1 負(fù)荷計(jì)算原始資料供電臂 1 n=2.9，N=100 對(duì)/天， =150 對(duì)/天非N供電臂 2 n=3.1，N=90 對(duì)/天， =133 對(duì)/天非N運(yùn)行方向列

25、車(chē)全部運(yùn)行時(shí)間/mint列車(chē)用點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間/minut列車(chē)在（）tut內(nèi)的能耗/kW供電臂 1 上行24.516.4950供電臂 1 下行19.515850供電臂 2 上行2715.5851供電臂 2 下行24.519.596063.2.2 供電臂 1，2 平均電流的計(jì)算首先計(jì)算供電臂 1，2 的基本參數(shù)。 （3-1）上上上tA4 . 2tI （3-2）下下下tA4 . 2tI （3-3）上上上uItA4 . 2 （3-4）下下下utA4 . 2I （3-5）TtNm上上 （3-6）TtNm下下 （3-7）nTtNpu上上 （3-8）nTtNpu下下 （3-9）上上上utta （3-10）下下下

26、utta將數(shù)據(jù)代入以上公式得：供電臂 1：93.1AtA4 . 2上上上tIA6 .104tA4 . 2下下下tIA0 .139tA4 . 2上上上uIA0 .136tA4 . 2u下下下I770. 1TtNm上上35. 1TtNm下下39. 0nTtNpu上上36. 0nTtNpu下下49. 1上上上utta3 . 1下下下utta供電臂 2：A6 .75tA4 . 2上上上tIA1 .94tA4 . 2下下下tIA8 .131tA4 . 2上上上uIA2 .118tA4 . 2u下下下I69. 1TtNm上上53. 1TtNm下下31. 0nTtNpu上上39. 0nTtNpu下下74.

27、1上上上utta826. 1下下下utta按以上計(jì)算出的基本參數(shù)與計(jì)算圖 (3-11)nipinipivallIPlllIPI11222下下上上上 (3-12)nipinipivallIPlllIPI11222上上下下下計(jì)算雙區(qū)段上、下行饋線總電流(上、下行饋線總平均電流) (3-13)npIIIIavavav下上（上、下行饋線總有效電流） (3-14)下上下上vavaeeeIIIII222 AIva30010850950100667. 131 AIva7 .2711096085190667. 1323.2.3 供電臂 1、2 有效電流的計(jì)算供電臂 1、2 的有效電流計(jì)算通常用簡(jiǎn)化公式(3-1

28、5)來(lái)計(jì)算。下上上上vavaeeeIIIII222有簡(jiǎn)化公式： (3-15)vaeeIKI供電臂 1 的有效電流 I1e為vaeeIKI114 . 1utta08. 135. 17 . 114 . 11 . 1111 . 11下上mmaKe則:32430008. 11eI同理：94 .3997 .27147. 12eI3.2.4 計(jì)算容量通過(guò)以上計(jì)算，可知：I1eI2e，則供電臂 2 為重負(fù)荷，則： (3-16)vavaeetIIIIUKS21212224VAIIIIUKSvavaeetk1 .235591630201049764 .6380815 .279 . 0242121223.2.5

29、校核容量對(duì)應(yīng)于 N非重負(fù)荷供電臂列車(chē)用電的平均概率 (3-17)nTtNPu上非上 (3-18)nTtNPu下非下由式(3-17)、(3-18)得：46. 014401 . 35 .15133nTtNPu上非上58. 014401 . 35 .19133nTtNPu下非下按雙線有上行或下行車(chē)的概率為： (3-19)下上下上PPPPP77. 058. 046. 004. 1下上下上PPPPP對(duì) P 附錄可得重負(fù)荷臂的最大電流 Imax為 (3-20)II4 . 3max (3-21)下上下上utAI4 . 2由式(3-21)得：1 .1244 . 2下上下上utAI則:1094.4211 .12

30、44 . 34 . 3maxII對(duì)應(yīng)于 N非的輕負(fù)荷供電臂的有效電流 (3-22)55. 214405 .24150tTNm上非上 (3-23)03. 214405 .19150tTNm下非下 已知 a 為 1.4 則: (3-24)下上mmaKe11 . 1106. 103. 255. 214 . 11 . 1111 . 11下上mmaKe由公式(3-13)得：1 .45010850950150667. 13vaI由公式(3-15)得： AIKIvaee1 .4771 .45006. 111最大容量 Smax為： (3-25)etnaxIIukS65. 02max則：kVAIIukSetna

31、x1 .283391 .3109 .8345 .279 . 065. 02max (3-26)kVAKSS7 .188925 . 11 .28339max核3.3 變壓器的安裝容量計(jì)算容量是為供應(yīng)牽引負(fù)荷所必需的，而校核容量是保證變壓器能正常運(yùn)行所必需的。在選擇變壓器容量時(shí)，選擇值必須要大于這兩項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。考慮到今年來(lái)客運(yùn)專(zhuān)線的運(yùn)力不斷加大，必要時(shí)兩臺(tái)變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。因此，在既能滿足牽引負(fù)荷又能保證變壓器正常運(yùn)行的情況下，選擇容量大一些的主變壓器。綜合考慮，確定變壓器的容量為 31500kVA.如下表所示：表 3-2 確定變壓器容量的技術(shù)參數(shù)計(jì)算容量校核容量變壓器容量23559.1 kVA

32、18892.7kVA31500 kVA11這兩臺(tái)容量為 31500kVA 的三相變壓器，接線方式為 Yn,d11，型號(hào)是 SF1-31500/110,其技術(shù)參數(shù)如下表：表 3-3 變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量（kVA）高壓額定電壓（kV）低壓額定電壓（kV）高壓額定電流（A）低壓額定電流（A）空載損耗（kV）短 路損耗（kV）阻抗電壓空載電流連接組別SF1-31500/1103150011027.516566038.514810.52Yn,d1112第 4 章 短路電流計(jì)算4.1 一次側(cè)短路計(jì)算(1)確定基準(zhǔn)值：取 Sd=100MVA， Soc=1000MVA ，Ud=Uc，Uc1=115kV，

33、Uc2=27.5kV則： dd1c11000.5(kA)33 115SIUdd2c21002.1(kA)3327.5SIU-系統(tǒng)容量基準(zhǔn)值jS-系統(tǒng)電壓基準(zhǔn)值 jU-主變低壓側(cè)電壓基準(zhǔn)值jU(2)計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：*doc1000.11000sSXS牽引變壓器電抗標(biāo)幺值：*kdTN%10.5 1000.33100100 31.5USXS(3)一次側(cè)短路計(jì)算 等效電路圖,見(jiàn)圖 4-1： 圖 4-1 短路等效電路圖13總的電抗標(biāo)幺值：*S0.1XX三相短路電流周期分量有效值：d1*0.55(kA)0.1IIX取沖擊系數(shù)=1.8，則：shK短路沖擊電流為：shsh

34、22.55 512.75(kA)ikI短路沖擊電流有效值為：)(55. 7551. 151. 1shkVII4.2 二次側(cè)短路計(jì)算歸算到 27.5kV 側(cè)的系統(tǒng)阻抗和變壓器阻抗:22d212oc27.50.756( )1000UXXS 22d2kb%10.527.52.52( )10010031.5NUUXS (1)一臂母線接地短路電流：11212b1b33322227.5 =4.197(kA)2 (0.7562.52)EEEIXXXXXXX三相沖擊電流及第一周期短路全電流有效值：sh12.552.55 4.19710.702(kA)iIsh11.511.51 4.1976.34(kA)II（

35、2）異相牽引母線短路電流：21212b1b33322227.5 =2 (0.7562.52) 4.197(kA)EEEIXXXXXXX三相沖擊電流及第一周期短路全電流有效值： sh22.552.55 4.19710.702(kA)iI14sh21.511.51 4.1976.34(kA)II（3）異相牽引母線短路接地：311b25=7.63(kA)0.7562.52EEIXXX三相沖擊電流及第一周期短路全電流有效值：sh32.552.55 7.6319.46(kA)iIsh31.511.51 7.6311.52(kA)II將短路計(jì)算結(jié)果列于表 4-1：表 4-1 短路計(jì)算結(jié)果一次側(cè)短路一相母線

36、對(duì)軌異相母線短路三相短路短路電流5 kA4.197 kA4.197 kA7.63 kA短路沖擊電流12.75kA10.702 kA10.702 kA19.46 kA短路沖擊電流有效值7.55 kA6.34 kA6.34 kA11.52 kA15第 5 章 高壓電氣設(shè)備的選擇5.1 選擇原則(1)按正常工作條件選擇電氣設(shè)備額定電壓選擇在選擇電氣設(shè)備時(shí)，必須使電氣裝置地點(diǎn)電路的最大工作電壓 Ug不超過(guò)電氣設(shè)備的最高工作電壓 Umax，才能保證在正常運(yùn)行情況下電器的絕緣不致破壞。即: (5-1)maxUUg按額定電流選擇在選擇電器時(shí)，為使發(fā)熱不超過(guò)允許溫度，就必須保證電器的額定電流不小于電器所在電路

37、中最大連續(xù)工作電流，即 (5-2)xugIImax.式中：Ixu電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流值 (5-3)eeegUSII33 . 13 . 1max.電路的最大長(zhǎng)期工作電流.maxgI(2)按短路情況校驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定短路計(jì)算點(diǎn)的選擇（見(jiàn)圖 4-1）短路計(jì)算時(shí)間的確定短路的計(jì)算時(shí)間就是短路電流通過(guò)所選擇電氣設(shè)備的時(shí)間，它等于被校驗(yàn)電氣設(shè)備所在電路的主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tb與該電路內(nèi)斷路器斷路時(shí) tg之和，即 t=tb+tg而 tg=tgu+thu(s)tgu斷路器的固有動(dòng)作時(shí)間thu電弧持續(xù)時(shí)間空氣斷路器 thu=0.010.02s 多油或少油斷路器 thu=0.020.04s(3)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)

38、定條件為: (5-4)dxuQQ 16Qxu電器斷路時(shí)允許的發(fā)熱量，制造廠常以 ts內(nèi)允許通過(guò)電流 It所產(chǎn)生的熱量來(lái)表示，時(shí)間 t 通常定為 5s 或 10s，新斷路器為 4sRtIt2Qd短路電流所產(chǎn)生的熱量由于;故有：tIQd2 （5-5）tItIt22(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電氣的動(dòng)穩(wěn)定度由制造廠規(guī)定的極限通過(guò)電流峰值表示，它也稱(chēng)為電器的動(dòng)穩(wěn)定電流，在運(yùn)行中，可能通過(guò)的最大電流是回路中可能發(fā)生的三相短路電流最大沖擊值，因此校驗(yàn)電器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)需滿足： 3chi 或 (5-6)gfchii3gfchii式中：、電器極限通過(guò)電流峰值和有效值gfigfI、短路沖擊電流及其有效值8chichI5.2 高

39、壓電器設(shè)備的選擇5.2.1 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)(1)110KV 側(cè)斷路器選用 SW5-110/1000 型戶外式少油斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表9表 5-1 SW5-110/1000 型戶外式少油斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A斷流容量/MVA峰值/kA有效值/kA熱穩(wěn)定電流/kASW5-110/100011010003500553221（5s） 因?yàn)樵撔吞?hào)斷路器,由公式(5-1)、(5-2)、(5-4)得： kVUe110kVUg110滿足要求根據(jù)（5-3）知： AIIge9 .2141000max.17滿足要求 KAIkAIchg55. 732滿足要求SKAtIQ.125552

40、22ddxuQSKAtIQ.2205521222t滿足要求(3)chgf7.55kA 32kAII滿足要求所以，該型號(hào)戶外高壓斷路器滿足要求(2)27.5kV 側(cè)選用 LN1-27.5kV 型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 5-2：表 5-2 LN3-27.5kV 斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A斷流容量/MVA峰值/kA有效值/kA熱穩(wěn)定/kALN3-27.527.51250400632525（3s）工作電壓：e27.5kVUU工作電流：e1250AI )(4 .8593 .6613 . 13 . 1maxgAIImaxegII 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)為：SKAtIQ.7535222dSKAtI

41、Qxu.1875325222tduQQx短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)為：18 KAI52.113KAI25gf 3gchfII所以，該型號(hào)戶內(nèi)高壓斷路器滿足要求。5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)(1)110kV 側(cè)帶接地刀閘隔離開(kāi)關(guān)選用 GW1-110D 型，技術(shù)參數(shù)下表表 5-3 GW4-110D 型隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）最高工作電壓（kV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）4s 熱穩(wěn)定電流（kA）GW4-110D11012612508031.5由公式(5-1)、(5-2)、(5-4)得：因?yàn)椋?eU110kVgU110kV滿足要求。 AIIge9 .2141250max.滿足要求。kAIkAI

42、chg55. 732滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)SKAQSKAtIQdNxu.100.396945 .312222滿足要求所以，該型號(hào)高壓隔離開(kāi)關(guān)滿足要求19(2)27.5kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選用GW4-27.5T型，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表表 5-4 GW4-27.5DT 型隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流 （峰值）（kA）5s 熱穩(wěn)定電流（kA）GW4-27.5DT3510008021.5由公式(5-1)、(5-2)、(5-4)得：因?yàn)樵撔吞?hào)隔離開(kāi)關(guān)：kVUe5 .27滿足要求AIAIge8601000max.滿足要求kAIkAIchg55. 75 .21滿足要求SkAQSkAtI

43、QdxuN.6 .663.25.231155 .212222滿足要求所以該型號(hào)高壓隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。5.2.3 高壓熔斷器的選擇和校驗(yàn)熔斷器是用以切斷過(guò)載電流和短路電流，選擇熔斷器時(shí)首先應(yīng)根據(jù)裝置地點(diǎn)和使用條件確定種類(lèi)和型式；對(duì)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?jī)身?xiàng)來(lái)進(jìn)行選擇。表 5-5 RN2-35 型高壓熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓/kV最大斷流容量/MVARW1-35Z35400因?yàn)椋?0egU35kVU27.5kV 滿足電壓要求最大斷流容量MVASMVASdtek4 .36363. 75 .273400滿足開(kāi)斷能力所以該型號(hào)高壓熔斷器滿足要求。5.2.4 電流互感

44、器的選擇和校驗(yàn)(1)選擇原則按一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓 UIN必須大于電流互感器安裝處的電網(wǎng)額定電壓，WU即WINUU按一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流應(yīng)滿足 式中：、分別為電max.WINIIINImax.WI流互感器的一次側(cè)額定電流和安裝處一次回路最大工作電流；電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇其準(zhǔn)確度和額定容量應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來(lái)確定。為保證足夠的準(zhǔn)確度，其準(zhǔn)確度不得低于二次負(fù)載的準(zhǔn)確級(jí)或二次負(fù)載所要求的準(zhǔn)確級(jí)。如裝于重要回路中的電度表或計(jì)費(fèi)用的電度表一般采用 0.5-1 級(jí)，相應(yīng)電流互感器至少是 0.5 級(jí)；供運(yùn)行監(jiān)視、供電電能的電度表一般采用 1-1.5

45、級(jí)的；相應(yīng)互感器應(yīng)為 1 級(jí)；供繼電保護(hù)或供只需估計(jì)電參數(shù)的儀表用的電流互感器一般采用 3 級(jí)即可。(2)110kV 側(cè)電流互感器得選擇與校驗(yàn)110kV 側(cè)選用 LCW110 型瓷絕緣戶外式電流互感器，電流比為 300/5，其具體技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 5-9：表 5-9 LCW110 型電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量額定電壓額定電流比準(zhǔn)確級(jí)次1 秒熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCW11030vA110kV300/5A0.5、175150每相互感器二次負(fù)荷列于下表中，據(jù)此進(jìn)行二次負(fù)載的計(jì)算與校驗(yàn)。21表 5-10 電流互感器二次負(fù)載統(tǒng)計(jì)表儀表名稱(chēng)A 相（V.A） B 相（V.A）C 相（V.A電流表（ITI-A

46、 型） 3有功功率表（IDI-W） 2.35 2.35有功瓦時(shí)計(jì)（DSI） 0.5 0.5總 計(jì) 2.85 3 2.85 由最大一相（B 相）負(fù)載為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，取2230 .eWWV A則可得導(dǎo)線電阻為:23030.10.985dR銅導(dǎo)線，,則其截面：20.018 ./mmmLl (5-9)20.018 500.9180.98dLSmmR因此，選擇截面為的銅導(dǎo)線，可滿足要求。21.5mm校驗(yàn)熱穩(wěn)定性 (5-10)tKIte2skAQskAtKIdte22222525.561751 . 0滿足熱穩(wěn)定性要求。故選擇的 LCWB6110 型電流互感器能滿足要求。(3)27.5kV 側(cè)電流互感器得選

47、擇與校驗(yàn)27.5kV 側(cè)選用 LCWD1-35 電流互感器，電流比為 100/5，其具體技術(shù)參數(shù)：22表 5-11 LCW-35 型電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào)額定容量/VA額定電壓/kV額定電流比/A準(zhǔn)確級(jí)次1 秒熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCWD-353027.5800/51/10P1100141每相互感器二次負(fù)荷列于下表中，據(jù)此進(jìn)行二次負(fù)載的計(jì)算與校驗(yàn)。表 5-12 電流互感器二次負(fù)載統(tǒng)計(jì)儀表名稱(chēng)A 相（V.A） B 相（V.A）C 相（V.A電流表（ITI-A 型） 3有功功率表（IDI-W） 2.35 2.35有功瓦時(shí)計(jì)（DSI） 0.5 0.5總 計(jì) 2.85 3 2.85 由最大一相（B相

48、）負(fù)載為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，取2230 .eWWV A則可得導(dǎo)線電阻為：23030.10.985dR銅導(dǎo)線，,則其截面20.018 ./mmmLl 因此，選擇截面為的銅導(dǎo)線，可滿足要20.018 500.9180.98dLSmmR21.5mm求。校驗(yàn)熱穩(wěn)定性，由（5-10）得：skAQskAtKIdte22222 .58160011004 . 0滿足熱穩(wěn)定性要求故選擇的 LCWD1-35 電流互感器能滿足要求。235.2.5 電壓互感器的選擇和校驗(yàn)(1)選擇原則電壓互感器的種類(lèi)和型式選擇電壓互感器的種類(lèi)和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件選擇。如根據(jù)安裝地點(diǎn)確定采用戶內(nèi)式還是戶外式；根據(jù)電網(wǎng)電壓級(jí)別、使用

49、條件確定電壓互感器相數(shù)、絕緣方式等。一般電壓級(jí)別低時(shí)，如在 3-6kV 系統(tǒng)，多用干式電壓互感器；當(dāng)電壓在6-35kV 級(jí)別時(shí)，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器；110kV 以上的電壓級(jí)別，采用串級(jí)式電壓互感器等。按一、二次回路電壓選擇為確保電壓互感器安全可靠長(zhǎng)期工作和在規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí)別下運(yùn)行，要求電壓互感器所接電網(wǎng)電壓不超過(guò)也不低于互感器一次額定電壓的 10%，而電網(wǎng)電壓變動(dòng)一般不會(huì)超出電網(wǎng)額定電壓的 10%，因此可按下式確定電壓互感器一次額定電壓，即： 1NWUU式中： 、分別為電壓互感器一次側(cè)額定電壓和互感器安裝處電網(wǎng)的1NUWU額定電壓；電壓互感器二次側(cè)額定電壓應(yīng)符合測(cè)量?jī)x表或繼電器的

50、額定電壓，一般為 100V或 。3100根據(jù)負(fù)載確定互感器接線方式、容量和準(zhǔn)確度級(jí)電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)的選擇與電流互感器相同。為保證電壓互感器在所要求的準(zhǔn)確級(jí)下工作，電壓互感器的額定二次容量應(yīng)2eW不小于互感器的二次負(fù)載容量，即： 2W22eWW式中： 分別為每相互感器的額定二次容量和其所承擔(dān)的二次負(fù)荷總?cè)?eW2W量（VA） 。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效驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。當(dāng)電壓在 110kV 及以上時(shí)，一般不采用鋼箱瓷套管結(jié)構(gòu)式的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)使互感器笨重，且造價(jià)昂貴。此時(shí)，采用單相串級(jí)結(jié)構(gòu)，并以瓷箱代替鋼箱，可以使體積減

51、小、重量減輕，并降低造價(jià)。(2)對(duì)于戶外高壓電壓互感器選用 JCC1-110 型戶外電壓互感器.供繼電保護(hù)用的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級(jí)為 3 級(jí)。供 110kV 側(cè)運(yùn)行監(jiān)視用的電壓互感器選擇：準(zhǔn)確級(jí) 11.5 級(jí)。24表5-13 JCC1-110 型戶外電壓互感器參數(shù)表型號(hào)一次額定電壓（V）基本二次額定電壓（V）輔助一次額定電壓（V）一級(jí)額定容量（VA）三級(jí)額定容量（VA）最大容量（VA）備注JCC1-11031011033100100/100/35001002000中性點(diǎn)直接接地由于電壓互感器裝于 110kV 側(cè)只是用于電壓監(jiān)視，并不需要起保護(hù)作用，因?yàn)槿绻?110kV 側(cè)發(fā)生故障或事故是，

52、其地方的電力系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置跳閘，將其故障或事故切除，因此選用 JCC1-110 型準(zhǔn)確級(jí) 1 級(jí)，額定容量 500V.A 的電壓互感器便可以滿足要求。(3)27.5kV 側(cè)電壓互感器供繼電保護(hù)用的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級(jí)為 3 級(jí)。供計(jì)費(fèi)用的電壓互感器的選擇：型號(hào)同上，但準(zhǔn)確級(jí)為 0.5 級(jí)。表 5-14 電壓互感器參數(shù)表額定電壓比0.5 級(jí)額定容量（VA）1 級(jí)額定容量（VA）3 級(jí)額定容量（VA）一次的二次及地試驗(yàn)電壓（V）二次對(duì)地試驗(yàn)電壓（V）最大容量（VA）連接組別27500/1001501505009521000I,in2%由于電壓互感器裝于 27.5kV 側(cè)不僅要用于電壓監(jiān)

53、視，而且還要起到保護(hù)作用，用于保護(hù)牽引網(wǎng)饋線上所發(fā)生的故障或事故，故其準(zhǔn)確級(jí)需要 3 級(jí)，因此選用該型準(zhǔn)確級(jí) 3 級(jí)，額定容量 500V.A 的電壓互感器可以滿足要求。5.2.6 避雷器的選擇(1)110kV側(cè)選Y10W5-100/295型避雷器，其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如表 5-1525表 5-15 Y10W5-100/295 型避雷器參數(shù)表注：* 為 8/20us 雷電沖擊殘壓(峰值)不大于標(biāo)稱(chēng)放電電流 10kA 時(shí)(2)27.5kV側(cè)選用Y10W5-42/140型避雷器，其技術(shù)參數(shù)如表 5-16表 5-16 Y10W5-42/140 型避雷器參數(shù)表注：* 為 8/20us 雷電沖擊殘壓(峰值)不大

54、于標(biāo)稱(chēng)放電電流 10kA 時(shí)5.2.7 自用變壓器的選擇 根據(jù)牽引變電所二次側(cè)的電壓等級(jí)，選擇 S7 系列 27.5kV 三相雙繞組配電變壓器作為牽引變電所內(nèi)部自用變壓器，其主要參數(shù)如表 6-13 所示：表 6-13 S7 系列三相雙繞組變壓器主要參數(shù)額定容量/kVA高壓/kV高壓分接范圍低壓/kV連接組標(biāo)號(hào) 空載損耗/kW負(fù)載損耗/W空載電流/%阻抗電壓/%5027.55000.4Y,yno0.926.401.96.55.3 母線的選擇和校驗(yàn)5.3.1 母線選擇時(shí)所依據(jù)的條件(1) 按最大長(zhǎng)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(zhǎng)期工作電流小于，xuxuI即型號(hào)

55、系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓額定電壓持續(xù)運(yùn)行電壓*Y10W5-100/295110KV100KV73KV295KV型號(hào)系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓額定電壓持續(xù)運(yùn)行電壓*Y10W5-40/14227.5KV42KV30KV140KV26 (6-14)xugmaxII式中相應(yīng)于母線工作的環(huán)境和其放置方式下，母線長(zhǎng)期允許電流值；xuI母線在電路中的最大長(zhǎng)期工作電流。gmaxI(2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面應(yīng)滿足下列條件:nj (6-15)njISg(3)按短路條件校驗(yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定性在滿足穩(wěn)定性的前提下，母線的最小容許截面，即minS (6-16)d1QCS 式中 C與母線材料及其發(fā)熱溫度有關(guān)的系數(shù)；(4

56、)按短路條件校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性母線的沖擊電流通過(guò)母線時(shí)，使其承受較大的機(jī)械應(yīng)力，將導(dǎo)致固定在支持絕緣子上的母線彎曲變形甚至折斷，因而必須按這時(shí)加于母線的彎矩進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。對(duì)于單條矩形母線，當(dāng)跨條大于 2（等于 2）時(shí)，母線的最大彎矩為 (6-17)()108F lF lMM式中 l支持絕緣子間的跨距，厘米 F母線所受的機(jī)械應(yīng)力，公斤。母線的最大計(jì)算應(yīng)力為 (6-18)MW將(6-17)代入(6-18)中，得 (6 -19)(3)29ch1.7610liW式中 W截面系數(shù)母線的最大計(jì)算應(yīng)力應(yīng)小于材料的允許應(yīng)力，即xu (6-20)xu則認(rèn)為母線的機(jī)械穩(wěn)定性可以滿足要求。5.3.2 110kV

57、側(cè)母線的選擇(1)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線截面最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載 1.3 倍考慮，則：(A)g.maxe1.31.3 165214.5II27查出鋁母線(254 型)的允許載流量為 292A(環(huán)境溫度為時(shí))，大于最大工作25電流，故初選 100mm 截面的鋁母線(單條平放)。2(2)校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性母線在最大負(fù)荷時(shí)的溫度: 08.2525702925 .21425202max0sxuxugII短路電流計(jì)算時(shí)間:jsbg0.1 0.10.2sttt短路電流熱效應(yīng)：222d50.25(kAS)QIt 由，查得鋁曲線08.25s410166. 0SA42642d10216. 010

58、010510166. 0SQAASZ查表 6.6 可得，對(duì)應(yīng)鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為，即410216. 0ZA3 .30，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。2003 .30 xuZ5.3.3 27.5kV 側(cè)母線的選擇(1)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線截面Ag.maxe1.31.3 660858II查出鋁母線 6010 的允許載流量為 1097A(環(huán)境溫度為時(shí))，大于最大工作電25流，故初選 6010=600mm 截面的鋁母線（單條平放） 。2(2)校驗(yàn)?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性母線在最大負(fù)荷時(shí)的溫度 5 .522570109785825202max0sxuxugII短路電流熱效應(yīng)：222d7.630.21

59、1.64(kAS)QIt 由，在查得鋁曲線2 .52s41042. 0SA2842642d10423. 06001064.111042. 0SQAASZ查表可得，對(duì)應(yīng)于鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為，即4zA0.4229 1072，表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。zxu72200 (3)校驗(yàn)?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性三線短路時(shí)沖擊電流 ：ch1.727.6318.34(kA)i設(shè)母線采用水平排列排放, =40 厘米,l=120 厘米, ,則三相短2bbh?x1k 路時(shí)相間電動(dòng)力為： ）（NalKFxch6 .17410401201034.1873. 110i73. 17-627233母線平放及水平排列時(shí)，其抗彎

60、模量為：223110.4 (4)1.067(cm )66Wbh母線的計(jì)算應(yīng)力：66174.6 1.2 1019.64 10 (pa)1010 1.067MF lWW查表得鋁母線的允許應(yīng)力為，滿足機(jī)械穩(wěn)定性。669 10 paxu 29第 6 章 結(jié)論與展望6.1 結(jié)論該設(shè)計(jì)是一個(gè)目前國(guó)內(nèi)鐵路變電與供電工程中很普遍的課題， 在設(shè)計(jì)中要有清晰的設(shè)計(jì)思路，實(shí)用的設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要嚴(yán)格遵照理論聯(lián)系實(shí)際的理念 ，特別是對(duì)參數(shù)的計(jì)算與校驗(yàn)，更是要有非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。該設(shè)計(jì)基本完成了對(duì)牽引變電所的整體設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路的雙行供電，特別是對(duì)回流采用的措施是架回流線，這樣能保留直接供電方式的優(yōu)點(diǎn)又