某牽引變電所供變電工程設計

1、課 程 設 計題 目某牽引變電所供變電工程設計專 業(yè)電氣工程及其自動化班 級學 號姓 名指導教師解邵鋒電氣工程學院課程設計任務書1學生姓名學生學號學生專業(yè)學生班級發(fā)題日期 2014年11 月 10 日完成日期2014年12月20 日課程名稱供變電工程指導教師解紹鋒設計題目某牽引變電所供變電工程設計課程設計主要目的：完成牽引變電所供變電工程設計，熟悉牽引變電所供變電工程設計步驟，掌握牽引變電所供變電工程設計方法。課程設計任務要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設計條件、設計要求等）包含有A、B兩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，牽引變電所中的兩臺牽引變壓器為一臺工作

2、，另一臺備用。電力系統(tǒng)1、2均為火電廠，選取基準容量Sj為500MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標幺值分別為0.10和0.12； 在最小運行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標幺值分別為0.11和0.14。 對每個牽引變電所而言，110kV線路為一主一備。圖1中，L1、L2、L3長度分別30km、60km、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?；驹O計數(shù)據(jù)如表1所示。表1 牽引變電所基本設計數(shù)據(jù)項目A所左臂負荷全日有效值（A）350右臂負荷全日有效值（A）190左臂短時最大負荷（A）注510右臂短時最大負荷（A）290牽引負荷功率因數(shù)(

3、感性)0.8牽引變壓器接線型式Scott牽引變壓器110kV接線型式內(nèi)橋左供電臂27.5kV饋線數(shù)目2右供電臂27.5kV饋線數(shù)目2預計中期牽引負荷增長20注：供電臂短時最大負荷即為線路處于緊密運行狀態(tài)下的供電臂負荷。課程設計主要任務：完成牽引變壓器容量計算、牽引變電所電壓不平衡度計算、主接線設計、短路電流計算、開關(guān)設備選型及穩(wěn)定性校驗和防雷接地設計等內(nèi)容。課程設計進度安排：（共8周）序號內(nèi)容安排時間1牽引變壓器容量計算2電壓不平衡度計算3主接線設計4短路電流計算及5其他內(nèi)容課程設計參考文獻：1賀威俊等 編著.電力牽引供變電技術(shù) 西南交通大學出版社，19982賀威俊、簡克良 主編.電氣化鐵道供

4、變電工程 中國鐵道出版社，19803婁和恭等 合編.發(fā)電廠變電所電氣部分 水利電力出版社，19874李群湛 賀建閩 編著. 牽引供電系統(tǒng)分析 西南交通大學出版社，20075曹建猷 著. 電氣化鐵道供電系統(tǒng) 中國鐵道出版社，1983指導教師簽字系主任審核簽字注：1、發(fā)題日期為每學期第9周周一，完成日期根據(jù)實際情況填寫（一般不超過進度安排）。2、頁面不夠可附加頁摘要：本設計主要針對牽引供電系統(tǒng)以及供變電工程進行設計和研究。主要的工作是對A牽引變壓器進行設計以及對其他絕緣設備進行檢驗。其中，牽引變壓器的設計主要包括變壓器的容量計算和技術(shù)指標的檢測，設計必須符合高（低）壓側(cè)主接線的設計要求。絕緣設備的

5、檢驗主要是關(guān)于電氣設備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性、開關(guān)設備的選型和校驗，以及對室內(nèi)外母線，各個支持絕緣子和穿墻套管，電壓、電流互感器的選型和校驗。另一部分主要內(nèi)容是對牽引變電所的防雷接地設計，包括避雷針、避雷線、避雷器以及接地系統(tǒng)的設計。關(guān)鍵詞：主接線 熱穩(wěn)定性校驗 動穩(wěn)定性校驗 防雷接地目錄第1節(jié) 本次設計概述 - 3 -1.1設計方案簡述- 3 -1.2 設計原始資料- 3 -第2節(jié) 牽引變壓器容量計算- 5 -2.1 變壓器容量計算步驟- 5 -2.2 牽引變壓器容量計算- 5 -2.3 電氣化鐵道中、遠期運量估計- 6 -第3節(jié) 牽引變壓器電壓損失計算- 7 -牽引變壓器在短時最大負荷工況下的

6、電壓損失計算- 7 -第4節(jié) 牽引變電所電壓不平衡度計算- 7 -4.1計算電網(wǎng)最小運行方式下的負序電抗- 8 -4.2計算牽引變電所在緊密運行工況下注入110kV電網(wǎng)的負序電流- 8 -4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負序網(wǎng)絡- 8 -4.4 牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計算及校驗- 9 -第5節(jié) 主接線選擇- 9 -第6節(jié) 短路電流計算- 10 -6.1 短路計算示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)- 10 -6.2 短路電流計算- 11 -第7節(jié) 開關(guān)設備選型及穩(wěn)定性校驗- 13 -第8節(jié) 室內(nèi)外母線選型及校驗- 15 -8.1 室外母線選型及校驗- 16 -8.2 室內(nèi)母線的選型和校驗- 17 -

7、第9節(jié) 支持絕緣子和穿墻套管- 18 -9.1 支持絕緣子選型及校驗- 19 -9.2 穿墻套管選型及校驗- 20 -第10節(jié) 電壓、電流互感器選型及校驗- 20 -10.1 110kV側(cè)電壓互感器選型及校驗- 21 -10.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗- 22 -第11節(jié) 防雷接地設計- 23 -11.1 防雷設計- 23 -11.2 接地設計- 23 -第12節(jié) 總結(jié)與體會- 24 -參考文獻- 24 -附錄- 25 -第1節(jié) 本次設計概述1.1設計方案簡述本次課程設計較系統(tǒng)的闡明了牽引變電所A主接線設計的基本方法和步驟。重點在于對牽引變壓器容量的計算、運行技術(shù)指標的計算，牽引變電

8、所電壓不平衡度計算，短路電流的計算；牽引變壓器的選擇，開關(guān)及導線的選擇；電氣主接線的設計等。1.2 設計原始資料包含有A、B兩牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如圖1-1所示：圖1-1 牽引供電系統(tǒng)示意圖圖1-1 牽引變電所中的兩臺牽引變壓器為一臺工作，另一臺備用。電力系統(tǒng)1、2均為火電廠,選取基準容量為500MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標幺值分別為0.10和0.12；在最小運行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標幺值分別為0.11和0.14。對每個牽引變電所而言，110kV線路為一主一備。圖1-1中，、長度為30km、60km、20km.線路平均正序電抗為0.4/km,平均零序電

9、抗為1.2/km。基本設計數(shù)據(jù)如表1-1所示 牽引變電所設計數(shù)據(jù) 表1-1項目A牽引變電所左臂負荷全日有效值（A）350右臂負荷全日有效值（A）190左臂短時最大負荷（A）注510右臂短時最大負荷（A）290牽引負荷功率因數(shù)(感性)0.8牽引變壓器接線型式Scott牽引變壓器110kV接線型式內(nèi)橋左供電臂27.5kV饋線數(shù)目2右供電臂27.5kV饋線數(shù)目210kV地區(qū)負荷饋線數(shù)目2回路工作，1回路備用預計中期牽引負荷增長20% 注：供電臂短時最大負荷即為線路處于緊密運行狀態(tài)下的供電臂負荷。第2節(jié) 牽引變壓器容量計算牽引變壓器是牽引供電系統(tǒng)的重要設備，擔負著將電力系統(tǒng)供給的110kV或220kV

10、三相電源變換成適合電力機車使用的27.5kV的單相電。由于牽引負荷具有極度不穩(wěn)定、短路故障多、諧波含量大等特點，運行環(huán)境比一般電力負荷惡劣的多，因此要求牽引變壓器具有一定過負荷和抗短路沖擊的能力。本設計選擇了scott接線的牽引變壓器，具體型號為2.1 變壓器容量計算步驟a) 根據(jù)任務書中規(guī)定的運量大小確定變壓器的計算容量，這是為供應牽引負荷所必須的容量。b) 根據(jù)列出緊密運行時供電臂的有效電流和充分利用變壓器的過負載能力，計算校核容量，這是為確保變壓器安全運行所必須的容量。c) 根據(jù)計算容量和校核容量，再考慮其他因素，并按照實際變壓器的規(guī)格選定變壓器的數(shù)量和容量稱為安裝容量。2.2 牽引變壓

11、器容量計算 牽引變壓器接線方式線原理圖這里我們采用的是三相scott的接線方式，其接如下： 牽引變壓器的計算容量斯科特接線變壓器兩副邊繞組是相互獨立的，又是用于AT供電，故副邊繞組的有效電流為式中和分別為T座和M座繞組有效值；，為對應于T座和M座的供電臂1、2的有效電流。 正常運行方式下容量計算由于=350A，=190A,有=175A>=95A,所以斯科特變壓器計算容量為式中，U為牽引變電多牽引母線額定電壓，取為27.5KV。算得容量S=9625KVA。 緊密運行方式下容量計算由于=510A，=290A,有=255A>=145A,所以斯科特變壓器計算容量為式中，U為牽引變電多牽引母

12、線額定電壓，取為27.5KV。算得容量=14025KVA。2.3 電氣化鐵道中、遠期運量估計為了滿足鐵路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，牽引變壓器要留有一定余量，預計中期牽引負荷增長為20%。校核容量為：所以選擇牽引變壓器為 第3節(jié) 牽引變壓器電壓損失計算牽引變壓器在短時最大負荷工況下的電壓損失計算 Scott接線牽引變壓器可看成兩個單相變壓器，歸算到27.5kV側(cè)，繞組阻抗為：式中 變壓器短路電壓百分值； 變壓器額定電壓； 變壓器額定銅耗 變壓器額定容量。電壓損失計算： 式中 ，變壓器歸算到次邊的電阻值和電抗值； 功率因數(shù)； 該臂負荷（最大值）。其中，由表1-1可知，。第4節(jié) 牽引變電所電壓不平衡度計算由于

13、單相工頻交流電氣化鐵道牽引負荷的特點，當三相電力系統(tǒng)向它供電時，它將在電力系統(tǒng)中引起負序電流，而負序電流會造成變壓器的附加電能損失，并在變壓器鐵芯磁路中造成附加發(fā)熱，所以通過對不平衡度的計算，來確定采取有效的措施，縮小這些影響，這是牽引供電系統(tǒng)設計的重要一環(huán)。在設計中，通常按牽引變電所正常運行和緊密運行兩種工況分別計算電壓不平衡度。按緊密運行工況進行不平衡度考核。4.1計算電網(wǎng)最小運行方式下的負序電抗（）已知在最小運行方式下系統(tǒng)2的綜合電抗標么值=0.14, =20km，=0.4W/km。 4.2計算牽引變電所在緊密運行工況下注入110kV電網(wǎng)的負序電流以為基準相量，供電臂電壓取中任何一個。，

14、當負荷為時，原邊負序電流：當負荷為時，原邊負序電流：4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負序網(wǎng)絡如圖4-1所示：圖4-1歸算到110kV，牽引變壓器、供電系統(tǒng)等值負序網(wǎng)絡4.4 牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計算及校驗相負序電壓計算： 110kV側(cè)母線電壓不平衡度計算及校驗：滿足校驗。從牽引供電系統(tǒng)方面來說，采取換接相序、采用平衡牽引變壓器和并聯(lián)補償裝置等方法來改善負序的作用。第5節(jié) 主接線選擇牽引變電所的電氣主接線，是指由主變壓器、高壓電器和設備等各種電器元件和連接導線所組成的接受和分配電能的電路。，電氣主接線要滿足下列基本要求：a) 首先應保證電力牽引負荷，運輸用動力、信號負荷安全、可靠

15、供電的需求和電能質(zhì)量。主接線應在變壓器接線方式、諧波無功補償和調(diào)壓方面采取有效的改善電壓質(zhì)量措施。b) 具有必要的運行靈活性，使檢修維護安全方便?，F(xiàn)代技術(shù)的自動裝備和監(jiān)控自動化系統(tǒng)的應用對提高主接線的運行靈活性和可靠性都是很有利的。c) 應有較好的經(jīng)濟性，力求減少投資和運行費用。在可能和充分論證的條件下，可采取按遠期規(guī)劃設計主接線規(guī)模、分期實施投資、增加設備，達到最好的經(jīng)濟效益。d) 應力求接線簡潔明了，并有發(fā)展和擴建余地。電氣主接線從電源系統(tǒng)接受電能，并通過出線或饋電線路分配電能，當進、出（饋）線數(shù)量較多的時候，常設置匯流母線為中間環(huán)節(jié)，用以聯(lián)系電源進線和出線，并使運行轉(zhuǎn)換方便，但也可采用無

16、母線接線形式。采用不同形式的匯流母線即構(gòu)成不同的接線方式。本次設計的饋線數(shù)目很少，只有兩條。而且牽引變電所只有兩條電源回路和兩臺主變壓器，所以高壓側(cè)采用外橋型接線方式作為牽引變電所A的主接線。橋型接線能滿足牽引變電所的可靠性，具有一定得運行靈活性，使用電氣少，建造費用低，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。具有很高的經(jīng)濟實用性，并能達到可靠性要求。本設計采用100%完全備用，當一套設備發(fā)生故障，經(jīng)過正確的倒閘操作順序，另一設備啟用，以提高供電可靠性。第6節(jié) 短路電流計算為了進行所選電氣設備的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗，必須進行相應的短路計算。短路計算時電網(wǎng)電源容量按無限大容量考慮；計算

17、短路電流要考慮周期分量衰減時，在三相短路的暫態(tài)過程中，不同時刻短路電流周期分量的有效值的計算，所以用運算曲線法計算；計算中取用系統(tǒng)最大運行方式的綜合電抗。6.1 短路計算示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)短路中最常見的短路類型是單相接地短路，短路后最不嚴重的短路類型是兩相不接地短路，短路電流最大的三相接地短路。由于采用的是完全備用方式，主變壓器單臺運行，牽引變壓器高壓側(cè)三相接地短路短路電流與點的三相接地短路電流相等，最終在計算可能通過各種電氣設備和母線最大電流時，計算短路點的三相接地短路電流即可。關(guān)于短路計算考慮簡化計算，電網(wǎng)電源容量按無限大考慮。計算中，取系統(tǒng)最大運行方式的綜合電抗。沖擊系數(shù)按表5-1

18、選取 表5-1電壓等級110kV27.5kV10kVKch1.801.701.55各級繼電保護時間配合按表7-2選取 表5-2計算點123、45td （s）150100050020Tjs （s）1561060560266.2 短路電流計算牽引變壓器高壓側(cè)（）發(fā)生三相接地短路時，：短路電路圖如下所示：取電網(wǎng)電源為無限大功率電源，內(nèi)阻抗為零，線路電抗標幺值為：,短路點的起始次暫態(tài)電流標幺值為：短路點處的基準電流為： 短路點的起始次暫態(tài)電流有名值為： 短路點的沖擊電流為： 牽引變壓器低壓側(cè)（）發(fā)生三相接地短路時，：短路電路圖如下：由于,所以可以忽略，短路后在計算時也可以忽略不計，所以：變壓器電抗標幺

19、值：線路電抗標幺值同上，沒變電壓標幺值為：線路和線路的并聯(lián)標幺值為：短路點的起始次暫態(tài)電流標幺值為：短路點處的基準電流為： 短路點的起始次暫態(tài)電流有名值為： 短路點的沖擊電流為： 側(cè)發(fā)生三相接地短路時的短路電流，：短路電路圖如下：變壓器標幺值為：短路點的起始次暫態(tài)電流標幺值為：短路點處的基準電流為： 短路點的起始次暫態(tài)電流有名值為： 短路點的沖擊電流為： 計算結(jié)果：電壓等級110kV27.5kV10kV (kA)11.06585.54361.5154 (kA)28.16913.3283.323第7節(jié) 開關(guān)設備選型及穩(wěn)定性校驗根據(jù)以上計算結(jié)果，進行110kV，27.5kV，10kV側(cè)所有短路器以

20、及隔離開關(guān)的選型和動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗。開關(guān)電器的選擇與校驗按表8-1 開關(guān)電器的選擇與校驗 表8-1選擇項目校驗項目額定電壓額定電流開斷電流動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)負荷開關(guān)熔斷器其中：，分別為開關(guān)電器的額定電壓，額定電流和額定開斷電流； ，分別為開關(guān)電器工作點的線路額定電壓，最大負荷電流和三相短路電流穩(wěn)態(tài)值； ， ，分別為開關(guān)電器的動穩(wěn)定電流峰值，熱穩(wěn)定電流及試驗時間； 假想時間， （S）； 繼電保護整定時間 （S）； 斷路器動作時間 （S）； 0.05考慮短路電流非周期分量熱影響的等效時間。對于開斷電路中負荷電流和短路電流的高壓斷路器，首先應按使用環(huán)境、負荷種類及使用技術(shù)條件選擇斷路器的類

21、型和型號，及戶外或戶內(nèi)，以及滅弧介質(zhì)的種類。對三相系統(tǒng)中，廣泛采用少油式或者斷路器，交流牽引負荷側(cè)由于故障跳閘頻繁，從減少運行維修工作量考慮，較普遍采用真空斷路器或者斷路器。7.1在110KV側(cè)牽引主變壓器高壓側(cè)（110kV）我們選擇的是戶外少油斷路器。型號選擇如下：工作點的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表61的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號為：校驗斷路器的動穩(wěn)定性：短路器的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，斷路器的試驗時間假想時間,所以，滿足要求7.2在27.5KV側(cè)牽引主變壓器低壓側(cè)（27.5kV）我們選擇的是

22、戶外少油斷路器。型號選擇如下：工作點的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表61的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號為：校驗斷路器的動穩(wěn)定性：短路器的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，斷路器的試驗時間假想時間,所以，滿足要求7.3在電力變壓器高壓側(cè)電力變壓器高壓側(cè)我們選擇的是戶內(nèi)真空斷路器。型號選擇如下：工作點的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表61的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號為：校驗斷路器的動穩(wěn)定性：短路器的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，

23、斷路器的試驗時間假想時間,所以，滿足要求7.4在電力變壓器低壓側(cè)電力變壓器低壓側(cè)我們選擇的是戶內(nèi)真空斷路器。型號選擇如下：工作點的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表61的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號為：校驗斷路器的動穩(wěn)定性：短路器的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，斷路器的試驗時間假想時間,所以，滿足要求第8節(jié) 室內(nèi)外母線選型及校驗配電裝置中的匯流母線按工作條件可分為室內(nèi)和室外，對于室外安裝的母線受自然條件的影響較大，且室外配電裝置的跨距大，要求由足夠的機械強度，但室外母線的散熱條件較室內(nèi)要好。各種母線都要求有良好

24、的導電性，以減少電能損耗。我國主要采用的是鋁制、鋁合金及鋼鋁導線材料?？紤]施工安裝的條件，室外配電裝置一般采用圓形鋁絞線或鋼芯鋁絞線的軟母線，室內(nèi)采用矩形截面的硬母線，因這種截面的母線在交流電下的集膚效應較小，散熱較好，施工安裝方便。這次母線選擇的基本數(shù)據(jù)見下：室外母線110kV進線側(cè)、進入高壓室的27.5kV進線側(cè)、從高壓室出來的27.5kV饋線側(cè)、10kV饋線側(cè)的母線均為軟母線。室內(nèi)母線高壓室內(nèi)27.5kV硬母線長度l2000mm； 相間距a600mm 高壓室內(nèi) 10kV 硬母線長度l1200mm； 相間距a250mm 軟母線進行選型、熱穩(wěn)定校驗。硬母線進行選型、熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定校驗。表71

25、導線名稱選擇校驗按導線長期發(fā)熱允許電流選擇按經(jīng)濟電流密度選擇動穩(wěn)定熱穩(wěn)定母線及短導線普通導線8.1 室外母線選型及校驗室外110kV進線側(cè)為軟母線。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計算知：根據(jù)，可知選擇的鋼芯鋁絞線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，其中熱穩(wěn)定系數(shù)取為99肌膚效應系數(shù)，取1則根據(jù)前面的,可得，不滿足要求所以選擇鋼芯鋁絞線室外27.5kV進線側(cè)為軟母線。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計算知：根據(jù)，可知選擇鋼芯鋁絞線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據(jù)前面的,可得，滿足要求從高壓室出來的27.5饋線側(cè)母線。選擇的型號也是鋼芯鋁絞線從高壓室出來的10kV饋

26、線側(cè)母線。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計算知：根據(jù)，可知選擇鋼芯鋁絞線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據(jù)前面的,可得，滿足要求8.2 室內(nèi)母線的選型和校驗室內(nèi)27.5kV硬母線。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計算知：根據(jù)，可知選擇的垂直平放置的矩形鋁母線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據(jù)前面的,可得，滿足要求校驗母線動穩(wěn)定性：母線的允許應力為：最大沖擊力為： 式中 Kx導體形狀修正系數(shù)，約為1； ich2三相短路沖擊電流； l平行母線長度（mm）； a母線間距(mm)。所以最大沖擊應力為：最大沖擊應力為： 式中 h硬母線截面寬邊長度(mm)。所以最大沖

27、擊應力為：室內(nèi)10kV硬母線。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計算知：根據(jù)，可知選擇的垂直平放置的矩形鋁母線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據(jù)前面的,可得，滿足要求校驗母線動穩(wěn)定性：母線的允許應力為：最大沖擊力為： 所以最大沖擊應力為：最大沖擊應力為： 所以最大沖擊應力為： 滿足要求室內(nèi)外母線選擇如下：表7-2電壓等級110kV27.5kV10kV室外LGJ210鋼芯鋁絞線LGJ400鋼芯鋁導線LGJ25鋼芯鋁導線室內(nèi)LMY垂直放的硬鋁母線LMY垂直放的硬鋁母線第9節(jié) 支持絕緣子和穿墻套管支持絕緣子和穿墻套管在配電裝置中用以固定母線和導體，并使導體與地或處在其他電位下的設備絕

28、緣，其選擇依據(jù)如表10-1。支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗 表101選擇校驗電壓電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定支持絕緣子UeUg06FyxFjs穿墻套管UeUgIeIgmaxIt2tIZ2tjx06FyxFjs式中 Fyx拉彎允許作用力，查產(chǎn)品手冊； Fjs計算作用力； 06安全系數(shù)。在三相短路電流下，中間相母線承受的機械應力最大。若絕緣子間跨距和絕緣子管間跨距分別為L和，則左端絕緣子和穿墻套管受力分別為：9.1 支持絕緣子選型及校驗 110kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗 取L=1m，a=1m, 則 校驗： 根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS110/3型號支持絕緣子。 27.5kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗

29、取L=2m，a=40cm, 則 校驗： 根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS35/4型號支持絕緣子。 10kV饋線母線支持絕緣子選型及校驗 取L=1.2m，a=25cm, 則 校驗： 根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS10/5型號支持絕緣子。9.2 穿墻套管選型及校驗 27.5kV進線側(cè)穿墻套管選型及校驗 母線，選擇CWLB35/1000穿墻絕緣陶瓷套管 動穩(wěn)定性校驗：，查教材附表11.1，可知，故，滿足動穩(wěn)定性校驗。 熱穩(wěn)定性校驗： ， ，滿足要求。 選擇CWLB35/1000穿墻絕緣陶瓷套管。 27.5kV出線側(cè)穿墻套管選型及校驗 同理，27.5kV出線側(cè)選擇CLB35/1000型號的穿墻套管。

30、 10kV側(cè)穿墻套管選型及校驗 最大長期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮， 初步選擇CLB10/250型號套管 動穩(wěn)定性校驗：，查教材附表11.1，可知，故，滿足動穩(wěn)定性校驗。 熱穩(wěn)定性校驗： ， ，滿足要求。 選擇CLB10/250型戶內(nèi)鋁導體穿墻套管。第10節(jié) 電壓、電流互感器選型及校驗 本設計完成110kV側(cè)儀用電壓、電流互感器選擇與校驗。電流、電壓互感器選擇與校驗 表111選擇校驗電壓電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定電流互感器U1eUgIeIgmaxIZ2tjx（ktI1e）2×1電壓互感器0.9UgU1e1.1UgW2W2e-式中 kt電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)； kdw電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)；

31、W2、W2e分別為二次側(cè)每相負荷（儀器、儀表）容量及電壓互感器每相額定容量； Ug工作點線路額定電壓。10.1 110kV側(cè)電壓互感器選型及校驗 假設二次負荷為：一個饋線上共有一個三相有功瓦時計，一個無功電度表，一個電壓表測母線電壓，一個絕緣監(jiān)視裝置。電壓互感器二次負荷統(tǒng)計表如下表11-2：電壓互感器二次負荷統(tǒng)計表 表11-2儀表名稱儀表電壓線圈數(shù)儀表總數(shù)儀表所需功率ab相bc相每個總計有功瓦時計111.51.50.380.9250.571.38750.571.3875無功電度表11.51.50.380.9250.571.38750.571.3875電壓表114.54.5104.5總計5.64

32、2.781.142.78接線為Y/YV接線方式的互感器各相負荷計算式得：計入每相絕緣監(jiān)視接有電壓表的負荷P=4.5W，Q=0，則a相負荷：計入接于相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，則b相負荷為：故選擇JCC110型號電壓互感器，容量滿足要求。10.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗最大長期工作電流根據(jù)已知數(shù)據(jù)，可選用LCWD110D/A型電流互感器，電流比為400/5，有兩個鐵芯，其中準確度1級的供儀表用，3級的供保護用。由資料知，兩鐵芯的對應額定容量為30VA，110VA，熱穩(wěn)定倍數(shù)，電動力穩(wěn)定倍數(shù)，每相互感器二次負荷如下表11-3?；ジ衅鞫呜摵杀?表11-3儀表名稱二次負荷A相B相C相電流表（

33、ITIA型）3.0有功功率表（IDIW）型1.451.45有功瓦時計（DSI）0.50.5總計1.053.01.05由最大一相（B相）負載為依據(jù)，取，由公式得導線電阻。銅導線，則其截面積。因此，選擇截面積為的銅導線，可滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗： 計算短路熱效應 故 ，滿足熱穩(wěn)定性校驗。動穩(wěn)定性校驗： 校驗作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機械應力：取a=1m,l=1m,則滿足動穩(wěn)定性校驗，說明互感器對機械力的作用是穩(wěn)定的。因此，選擇LCWD110D11型兩貼心互感器能滿足要求。第11節(jié) 防雷接地設計發(fā)電廠，變電所遭受雷害一般來自兩個方面：一方面是雷直擊發(fā)電廠、變電所；另一方面是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波

34、沿該導線侵入變電所、發(fā)電廠。11.1 防雷設計 防雷的主要措施是在變電所內(nèi)安裝合適避雷器以限制電氣設備上的過電壓峰值，同時設置進線保護段以限制雷電流幅值和降低侵入波的陡度。本課程設計中在110kV側(cè)，27.5kV側(cè)，10kV側(cè)分別裝設Y10W5110/295型號，Y10W542/40型號和Y5W512.7/44型號的氧化鋅避雷器。11.2 接地設計 除利用自然接地極以外，根據(jù)保護接地和工作接地要求敷設一個統(tǒng)一接地網(wǎng)，然后再避雷針和避雷器安裝處增加35根集中接地極以滿足防雷接地要求。第12節(jié) 總結(jié)與體會首先，我要感謝學院的老師能夠給我們安排這樣的課程設計，我覺得這是非常有意義和必要的。理論雖高于

35、實踐卻是來自于實踐，知識只有在用于實踐之后才又意義，也只有在實踐中我們才會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，也才會更深的理解和記憶所學，才會更好的提高自己，彌補所學不足。這次通過對牽引變電所主接線的設計，實在是讓我受益匪淺，此次課程設計之后，我對供變電的一般設計原則、方法有了更進一步的認識，分析問題、解決問題的能力又有了進一步的提高，這對我今后的學習和發(fā)展都有一定的幫助。然后，通過課程設計鍛煉了我的邏輯思維能力和材料組織能力，同時也使我認識和熟練了一些常用的軟件，如畫圖軟件，Office軟件，以及AutoCAD軟件等。最后，通過課程設計使我認識到由于所學知識的局限性以及缺乏經(jīng)驗，我的設計可能不夠合理，也不夠

36、完善。因此，我需要在今后的學習中不斷的積累知識，使自己有所進步。由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。我的設計可能不夠合理，也不夠完善，同時由于水平有限，其中會有錯誤，希望老師批評指正。參考文獻1賀威俊等 編著.電力牽引供變電技術(shù) 西南交通大學出版社，19982賀威俊、簡克良 主編.電氣化鐵道供變電工程 中國鐵道出版社，19803婁和恭等 合編.發(fā)電廠變電所電氣部分 水利電力出版社，19874李群湛 賀建閩 編著. 牽引供電系統(tǒng)分析 西南交通大學出版社，20075曹建猷 著. 電氣化鐵道供電系統(tǒng) 中國鐵道出版社，1983附錄三相雙繞組牽引變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 設備型號SF11000011

37、0SF115000110SF120000110SF131500110SFY40000110SF720000110額定容量（kVA）100001500020000315004000020000額定電壓（kV）高壓110110110110110110低壓275275275275275275額定電流（A）高壓525788105165270105低壓210315420660840420損耗（kV）空載1652252753853825短路5980104148180115阻抗電壓（）105105105105105105空載電流（）25222212連接組別YN，d11YN，d11YN，d11YN，d11YN

38、，d11YN，d11冷卻方式ONAFONAFONAFONAFONAFONAF 三相雙繞組電力變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表152額定容量（kVA）電壓組合連接組號空載損耗（kW）負載損耗（kW）空載電流（）阻抗電壓（）高壓（kV）高壓分接范圍低壓（kV）100275563，105Y，d110372252665200055370223150765302040009264019500108770196301309201880015411001510001801350141250220163013160026519501220003401980112500400230011 測量用電壓互感器標準準確級及最大

39、誤差允許值 表153 準確級電壓范圍（）負荷范圍（）最大允許誤差電壓誤差（）相位差（分）01（80120）×U1e（25100）×S1e01502021005052011040330 保護用電壓互感器標準準確級及最大誤差允許值 表154 準確級電壓范圍負荷范圍最大允許誤差中性點有效接地中性點非有效接地電壓誤差（）相位差（分）3P（5150）×U1e（5190）×U1e（25100）×S1e301205P60240 JDJ227.5戶外型電壓互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表155 原邊額定電壓（kV）額定容量（VA）最大容量（VA）連接組別試驗電壓（kV）

40、tg05級1級3級一次對二次及地二次對地27515025010001000I，I09522 JD63戶外型電壓互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表156 額定電壓比（V）最高工作電壓（kV）準確級及額定輸出容量（VA）極限輸出容量（VA）負荷功率因數(shù)連接組別工頻耐受電壓（kV） tg一次對二次及地二次對地55000100600 5級200VA1500（cos為0.81）0.8（滯后）I，I0140（1min）2（1min）2 JCC1戶外型電壓互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表157 型式適用地區(qū)海拔（m）環(huán)境溫度（oC）額定電壓（kV）額定容量（VA）最大容量VA一次基本二次輔助二次1級3級JCC1110一般地區(qū)10

41、0030+4011001100100350010002000JCC1110TH濕熱地區(qū)10000+40JCC1110GY高原地區(qū)300030+40 JCC2戶外型電壓互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表158 額定電壓比（kV）準確級與額定輸出（VA）（cos0。8滯后）最大輸出（VA）連接組別允許過電壓設備重量（kg）油重（kg）1級3級115Ue15Ue110：0.1：0.150010002000I，I0，I0長期運行可持續(xù)30s35075 JCC6110、JCC6110GYW2戶外型電壓互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表159 額定電壓比（kV）準確級與額定輸出（VA）（cos0。8滯后）極限輸出（VA）工頻耐壓

42、（kV）tg110：0.1：0.102級05級1級3P級一次對二次及地二次對地15030050050020005 1min2 1min2 測量用電流互感器標準準確級及最大誤差允許值 表1510 準確度負荷范圍（）在下列額定電流百分數(shù)時的電流誤差（）在下列額定電流百分數(shù)時的相位差（+-分）520501001205205010012001（25100）%×S2e0.40.2-0.10.115855020.750.35-0.20.230151010051.50.75-0.50.59045303013.01.5-1.01.01809060603（25100）%×S2e-3.0-3.

43、05-3.0-3.0 保護用電流互感器標準準確級及最大誤差允許值 表1511準確級電流誤差（）相位差（分）復合誤差（）在額定一次電流下在額定一次電流下5P160510P310 LCWB6110型電流互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1512額定工作電壓（kV）額定一次電流（A）額定二次電流（A）極性二次繞組排列額定輸出負荷功率因數(shù)10P級下的額定準確限值系數(shù)室溫下電壓10kV時的tg安裝點最大海拔高度額定電流比為2*502*1000/5A額定電流比為2*502*1000/5A2×502×752×1002×1502×2002×3002*4002*6

44、002*7502*10005（或）1減極性10P10P10P0.505級和1級時為50VA05級和1級時為30VA08滯后150.8%1000(m) LCWD2110型電流互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1513額定一次電流（A）額定二次電流（A）額定負荷及準確級次20oC、10kV下的tg油重（kg）總重（kg）2×502×752×1002×1502×2002×3002×4002×600505BB級下均為50VA（2）（cos0.8滯后）2%80350 LCWD135型電流互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1514額定一次電流（A）額定二次電流（A）二次繞組組合額定二次負荷（cos0.8滯后）20oC、10kV下的tg5，1015，2030，4050，75100，150200，300400，600800，10001200，1500505B每個二次繞組均為50VA（2）2% LJW110型電流互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1515額定一次電壓（kV）額定一次電流（A）額