供變電課程設(shè)計(jì)某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì)題 目某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)09電氣三班學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師電氣工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)學(xué)生姓名學(xué)生專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生學(xué)號(hào)2009學(xué)生班級(jí)09電氣指導(dǎo)教師陳金強(qiáng)設(shè)計(jì)題目某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)初始條件(已知技術(shù)參數(shù)) 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(tái)牽引變壓器為一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。電力系統(tǒng)1、2均為火電廠(chǎng)，選取基準(zhǔn)容量Sj為750MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為0.10和0.12； 在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合

2、電抗標(biāo)幺值分別為0.11和0.14。 對(duì)每個(gè)牽引變電所而言，110kV線(xiàn)路為一主一備。圖1中，L1、L2、L3長(zhǎng)度分別30km、50km、20km。線(xiàn)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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。表1 牽引變電所基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)目A牽引變電所B牽引變電所左臂負(fù)荷全日有效值（A）560500 右臂負(fù)荷全日有效值（A）780730左臂短時(shí)最大負(fù)荷（A）注720700右臂短時(shí)最大負(fù)荷（A）1050980牽引負(fù)荷功率因數(shù)0.85(感性)0.85(感性)10kV地區(qū)負(fù)荷容量（kVA）2×10002×100010kV地區(qū)負(fù)荷功率因數(shù)0.86(

3、感性)0.87(感性)牽引變壓器接線(xiàn)型式自選自選牽引變壓器110kV接線(xiàn)型式自選自選左供電臂27.5kV饋線(xiàn)數(shù)目22右供電臂27.5kV饋線(xiàn)數(shù)目2210kV地區(qū)負(fù)荷饋線(xiàn)數(shù)2回路工作，1回路備用2回路工作，1回路備用預(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)3030注：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線(xiàn)路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂負(fù)荷。二、要求完成的主要任務(wù)1 設(shè)計(jì)分組學(xué)號(hào)為單數(shù)的同學(xué)設(shè)計(jì)牽引變電所A；雙數(shù)的同學(xué)設(shè)計(jì)牽引變電所B。2 牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 概述對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象、原始資料（通常論述電網(wǎng)狀況、負(fù)荷等級(jí)、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料、地質(zhì)、氣象條件等）、設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)作簡(jiǎn)要論述。（2） 牽引變壓器容量計(jì)算

4、83;確定主變壓器接線(xiàn)型式和備用方式；·分別計(jì)算正常負(fù)荷和堅(jiān)密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器計(jì)算容量；·電氣化鐵道中、遠(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì)；·根據(jù)以上計(jì)算，進(jìn)行單臺(tái)主變壓器初步選型；·進(jìn)行主變壓器過(guò)負(fù)荷能力校驗(yàn)。（3） 牽引變壓器運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)計(jì)算·牽引變壓器功率損耗及全年電能損耗計(jì)算；·牽引變壓器在短時(shí)最大負(fù)荷工況下的電壓損失計(jì)算；·牽引變電所短時(shí)最大負(fù)荷工況下的不平衡度計(jì)算。（4） 牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算 在設(shè)計(jì)中，通常按牽引變電所正常運(yùn)行和緊密運(yùn)行兩種工況分別計(jì)算電壓不平衡度。按緊密運(yùn)行工況進(jìn)行不平衡度考核。（5） 牽引變電所主接線(xiàn)設(shè)

5、計(jì)（用2個(gè)初步方案進(jìn)行比選） ·根據(jù)電網(wǎng)布局、牽引變電所類(lèi)型決定110kV側(cè)的主接線(xiàn)，如內(nèi)、外橋，雙T接線(xiàn)或線(xiàn)路變壓器組等，鼓勵(lì)同學(xué)們結(jié)合自己工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。·根據(jù)27.5kV饋線(xiàn)路數(shù)及供電對(duì)象的重要程度決定27.5kV側(cè)的主接線(xiàn)，如選擇單母線(xiàn)及其分段、雙母線(xiàn)、單母線(xiàn)加旁路母線(xiàn)等。 ·對(duì)所選初步方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比選（如比較變壓器功損、壓損、不平衡度、接線(xiàn)可靠性、接線(xiàn)復(fù)雜程度等），選出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。（6） 繪制有關(guān)圖紙 對(duì)所選方案繪出牽引變電所主接線(xiàn)圖及變電所平面布置圖。圖中應(yīng)列表注明所選設(shè)備的編號(hào)、名稱(chēng)、臺(tái)（組）數(shù)、型號(hào)（這一部分內(nèi)容待后定）。（7） 短路

6、電流計(jì)算為進(jìn)行所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，必須進(jìn)行相應(yīng)的短路計(jì)算。（8） 開(kāi)關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn) 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行 110kV、27.5kV、10kV所有斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)的選型和動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，并列出計(jì)算、校驗(yàn)匯總表和設(shè)備清單。（9） 室內(nèi)、外母線(xiàn)選型及校驗(yàn)室外母線(xiàn)110kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)、進(jìn)入高壓室的27.5kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)、從高壓室出來(lái)的27.5kV饋線(xiàn)側(cè)、10kV饋線(xiàn)側(cè)的母線(xiàn)均為軟母線(xiàn)。軟母線(xiàn)進(jìn)行選型、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。無(wú)需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。室內(nèi)母線(xiàn)高壓室內(nèi)27.5kV硬母線(xiàn)長(zhǎng)度l2000mm； 相間距a600mm 。 高壓室內(nèi) 10kV 硬母線(xiàn)長(zhǎng)度l1200mm； 相間距a250mm 。

7、硬母線(xiàn)進(jìn)行選型、熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。（10） 選擇并校驗(yàn)各個(gè)支持絕緣子和穿墻套管（11） 電壓、電流互感器選型與校驗(yàn)受課時(shí)所限，本次課程設(shè)計(jì)只做110kV側(cè)A、B、C三相的儀用電壓、電流互感器選擇與校驗(yàn)，各相儀表型號(hào)由同學(xué)自行確定。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，同學(xué)自行選擇每相上的儀表種類(lèi)、個(gè)數(shù)和連接方式，然后決定測(cè)量用電壓、電流互感器的連接、選型與校驗(yàn)（設(shè)計(jì)中假設(shè)儀表盤(pán)距電壓、電流互感器安裝點(diǎn)30m）。（12） 牽引變電所防雷接地設(shè)計(jì)（參考高電壓技術(shù)教材）（13） 開(kāi)列所選設(shè)備清單（編號(hào)、名稱(chēng)、型號(hào)、臺(tái)（組）數(shù)）（14） 形成完整的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及圖紙3 設(shè)計(jì)要求： ·根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容的不同，劃分出獨(dú)立的

8、章節(jié)·在每章的開(kāi)始，應(yīng)對(duì)所要完成的任務(wù)、基本的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算方法作一簡(jiǎn)要的論述·在每章的結(jié)尾，應(yīng)對(duì)所完成的工作做一簡(jiǎn)要的總結(jié)，以便后面章節(jié)查閱·對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算，要求有完整的計(jì)算電路圖、詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程、完整的計(jì)算結(jié)果匯總表·完成兩張圖紙：牽引變電所主接線(xiàn)圖和牽引變電所平面布置圖·撰寫(xiě)格式需符合學(xué)校相關(guān)的規(guī)定。三、時(shí)間安排第一周：下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，介紹供變電技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法，并明確課程設(shè)計(jì)的要求，指出相關(guān)的注意事項(xiàng)。第二六周：課程設(shè)計(jì)進(jìn)度檢查，指導(dǎo)，答疑。四、參考文獻(xiàn)1. 賀威俊等編著.電力牽引供變電技術(shù)西南交通大學(xué)出版社，

9、19982. 賀威俊、簡(jiǎn)克良主編.電氣化鐵道供變電工程中國(guó)鐵道出版社，19803. 婁和恭等合編.發(fā)電廠(chǎng)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(xué)出版社，20075. 曹建猷著. 電氣化鐵道供電系統(tǒng)中國(guó)鐵道出版社，19836. 李群湛賀建閩編著. 牽引供電系統(tǒng)分析西南交通大學(xué)出版社，20077. 曹建猷著. 電氣化鐵道供電系統(tǒng)中國(guó)鐵道出版社，19838. 李群湛連級(jí)三高仕斌編著. 高速鐵路電氣化工程西南交通大學(xué)出版社，20069. 簡(jiǎn)克良主編.電力系統(tǒng)分析.西南交大出版社，1992指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任簽名： 年 月 日 1 概述1.

10、1設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的闡明了牽引變電所B主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)。包括對(duì)牽引變壓器容量的計(jì)算、運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算，短路電流的計(jì)算；牽引變壓器的選擇，開(kāi)關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn)，室內(nèi)外母線(xiàn)選型及校驗(yàn)。從多個(gè)角度合理準(zhǔn)確的進(jìn)行了牽引變電所供變電變壓器的選型和整個(gè)供變電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并從有效的進(jìn)行了驗(yàn)證，使得整個(gè)設(shè)計(jì)完整、可靠。1.2 設(shè)計(jì)初始條件包含有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(tái)牽引變壓器為一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。電力系統(tǒng)1、2均為火電廠(chǎng),選取基準(zhǔn)容量為750MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電

11、抗標(biāo)幺值分別為0.10和0.12；在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為0.11和0.14。對(duì)每個(gè)牽引變電所而言，110kV線(xiàn)路為一主一備。圖1-1中，、長(zhǎng)度為30km、50km、20km.線(xiàn)路平均正序電抗為0.4/km,平均零序電抗為1.2/km?；驹O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1-1所示 牽引變電所設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 表1-1項(xiàng)目B牽引變電所左臂負(fù)荷全日有效值（A）500右臂負(fù)荷全日有效值（A）730左臂短時(shí)最大負(fù)荷（A）注700右臂短時(shí)最大負(fù)荷（A）980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(xiàn)型式自選牽引變壓

12、器110kV接線(xiàn)型式自選左供電臂27.5kV饋線(xiàn)數(shù)目2右供電臂27.5kV饋線(xiàn)數(shù)目210kV地區(qū)負(fù)荷饋線(xiàn)數(shù)目2回路工作，1回路備用預(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)30% 注：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線(xiàn)路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂負(fù)荷。2 牽引變壓器容量計(jì)算2.1主變壓器接線(xiàn)形式和備用方式牽引變壓器將電力系統(tǒng)1供給的110kV或220kV三相電變換成適合電力機(jī)車(chē)使用的27.5kV的單相電。三相vv結(jié)線(xiàn)變壓器有主結(jié)線(xiàn)較簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，投資較省。對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響比單相結(jié)線(xiàn)少。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)雙邊供電的有點(diǎn)，況且牽引負(fù)荷不穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)綜合考慮這些因素，選擇了Vv接線(xiàn)的牽引變壓器，其中一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。設(shè)

13、計(jì)在110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)為（Vv）SF6-20000+16000，27.5kV側(cè)選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器。正常負(fù)荷的主變壓器的計(jì)算容量牽引變電所的主變壓器采用Vv接線(xiàn)形式，主變壓器正常負(fù)荷計(jì)算： 緊密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器的計(jì)算容量2.3 電氣化鐵道中、遠(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì)預(yù)計(jì)牽引負(fù)荷增長(zhǎng)為30%。2.4單臺(tái)主變壓器初步選型根據(jù)所得容量，查詢(xún)附錄一，可在110kV側(cè)選擇牽引變壓器的型號(hào)為（Vv）SF6-QY-20000+16000，27.5kV側(cè)選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器。2.5牽引變壓器過(guò)負(fù)荷能力

14、校驗(yàn)一般取k=1.5,所選變壓器滿(mǎn)足要求。3 牽引變壓器運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)計(jì)算3.1 牽引變壓器功率損耗及全年電能損耗計(jì)算由已知可求得=352.18A，=260.34A，根據(jù)下面的公式計(jì)算：則=157.686（kWh/年） 全年實(shí)際空載電能損失為：=133.726（kWh/年）全年?duì)恳儔浩鞯膶?shí)際總電能損失為：=291.4063.2 牽引變壓器在短時(shí)最大負(fù)荷工況下的電壓損失計(jì)算 Vv接線(xiàn)牽引變壓器可看成兩個(gè)單相變壓器，歸算到27.5kV側(cè)在容量為20000kVA側(cè)有：在容量為16000kVA側(cè)有：4牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算4.1計(jì)算電網(wǎng)最小運(yùn)行方式下的負(fù)序電抗已知在最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)1的綜合電抗標(biāo)

15、么值=0.11, =30km，=0.4W/km。 4.2計(jì)算牽引變電所在緊密運(yùn)行工況下注入110kV電網(wǎng)的負(fù)序電流當(dāng)負(fù)荷為時(shí)，原邊負(fù)序電流：當(dāng)負(fù)荷為時(shí)，原邊負(fù)序電流：4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)歸算到110kV，牽引變壓器、供電系統(tǒng)等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)：4.4牽引變電所110kV母線(xiàn)電壓不平衡度計(jì)算及校驗(yàn)相負(fù)序電壓計(jì)算：110kV側(cè)母線(xiàn)電壓不平衡度計(jì)算及校驗(yàn)：不滿(mǎn)足校驗(yàn)。從牽引供電系統(tǒng)方面來(lái)說(shuō)，采取換接相序、采用平衡牽引變壓器和并聯(lián)補(bǔ)償裝置等方法來(lái)改善負(fù)序的作用。5 主接線(xiàn)選擇本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單分支方式作為牽引變電所B的主接線(xiàn)。這種接線(xiàn)與橋形接線(xiàn)相比，需用高壓電器更少，配電裝置結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，分支

16、線(xiàn)路進(jìn)線(xiàn)不設(shè)繼電保護(hù)。任一電源線(xiàn)路故障，則由輸電線(xiàn)路兩側(cè)繼電保護(hù)動(dòng)作，使兩端斷路器（3Q與5Q，4Q與6Q）跳閘而斷開(kāi)。本設(shè)計(jì)采用100%完全備用，當(dāng)一套設(shè)備發(fā)生故障，經(jīng)過(guò)正確的倒閘操作順序，另一設(shè)備啟用，以提高供電可靠性。6 繪制有關(guān)圖紙本設(shè)計(jì)所選方案繪制牽引變電所主接線(xiàn)圖見(jiàn)附表。7 短路電流計(jì)算為了進(jìn)行所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)，必須進(jìn)行相應(yīng)的短路計(jì)算。短路計(jì)算時(shí)電網(wǎng)電源容量按有限大容量考慮；計(jì)算短路電流要考慮周期分量衰減時(shí)，在三相短路的暫態(tài)過(guò)程中，不同時(shí)刻短路電流周期分量的有效值的計(jì)算，所以用運(yùn)算曲線(xiàn)法計(jì)算；計(jì)算中取用系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗。牽引變壓器的變電所短路示意圖因?yàn)橄到y(tǒng)

17、在最大運(yùn)行方式下計(jì)算，所以選取系統(tǒng)1沿線(xiàn)路左L1向電網(wǎng)供電；又因?yàn)橄到y(tǒng)在正常運(yùn)行和三相短路時(shí)只有正序分量，無(wú)零序分量，故L1的電抗標(biāo)么值為：最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)1的綜合電抗標(biāo)么值為： 因?yàn)殡娋W(wǎng)電源為有限大容量，故；則在近似計(jì)算短路電流時(shí)：在110kV高壓側(cè)：短路電流標(biāo)幺值： 基準(zhǔn)電流： 短路電流： 短路電流最大有效值 沖擊電流： 在20000kVA側(cè)：變壓器電抗標(biāo)么值： 短路電流標(biāo)么值： 基準(zhǔn)電流： 次暫態(tài)短路電流： 短路電流最大有效值：沖擊電流： 在16000kVA側(cè)：變壓器電抗標(biāo)么值： 變壓器電抗標(biāo)么值： 基準(zhǔn)電流： 短路電流： 短路電流最大有效值：沖擊電流： 在10kV側(cè)低壓側(cè)：在2000

18、0kVA側(cè)：變壓器電抗標(biāo)么值： 短路電流標(biāo)么值： 基準(zhǔn)電流： 次暫態(tài)短路電流： 短路電流最大有效值：沖擊電流： 在16000kVA側(cè)：變壓器電抗標(biāo)么值： 變壓器電抗標(biāo)么值： 基準(zhǔn)電流： 短路電流： 短路電流最大有效值：沖擊電流： 8 開(kāi)關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn)對(duì)于開(kāi)斷電路中的高壓斷路器，首先應(yīng)按使用地點(diǎn)環(huán)境，負(fù)荷種類(lèi)及使用技術(shù)條件選擇斷路器的類(lèi)型和型號(hào)，即戶(hù)內(nèi)和戶(hù)外式，以及滅弧介質(zhì)的種類(lèi)。對(duì)于交流牽引負(fù)荷側(cè)，由于故障頻繁，從減少運(yùn)行維修工作量考慮，普遍采用真空斷路器。8.1 隔離開(kāi)關(guān)的選型及校驗(yàn)在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)：設(shè)計(jì)中110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)為(Vv)SF6-QY-200

19、00+16000在容量為20000kVA側(cè)：最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮：已知：=110kV，=6.52kA, =10.91kA則： 查附錄二（表2-1）選擇型號(hào)的少油斷路器滿(mǎn)足：，校驗(yàn)： (kA）， ，成立所以型號(hào)的少油斷路器在110kV側(cè)可以使用。在容量為16000kVA側(cè)：最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮：已知：=110kV，=6.52kA, =10.91kA則： 查附錄二（表2-1）選擇型號(hào)的少油斷路器滿(mǎn)足：，校驗(yàn)： (kA）， ，成立所以型號(hào)的少油斷路器在110kV側(cè)可以使用。在27.5kV側(cè)：可知： , 已知：=27.5kV，（S） 則 查附錄二（表2-1）

20、選擇型號(hào)的少油斷路器滿(mǎn)足：，校驗(yàn)： （kA）， ，成立所以型號(hào)的少油斷路器在27.5kV側(cè)可以使用。在10kV側(cè)：設(shè)計(jì)中選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器，最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過(guò)載1.3倍考慮： 已知：=10kV，（S） 則： 查附錄二（表2-2）選擇ZN27.5型號(hào)的真空斷路器滿(mǎn)足：，校驗(yàn)： （kA）， ，成立所以ZN27.5型號(hào)的真空斷路器在10kV側(cè)可以使用。8.2隔離開(kāi)關(guān)的選型及校驗(yàn)屋外隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型較多，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。查附錄二（表2-3）選擇合適隔離開(kāi)關(guān)在110kV側(cè)： （k

21、A） ，成立所以GW4110D型號(hào)配用CS14G手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開(kāi)關(guān)在110kV側(cè)可以使用。在27.5kV側(cè)：（kA），成立所以GW427.5DT型號(hào)配用CS-11手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開(kāi)關(guān)在27.5kV側(cè)可以使用。在10kV側(cè)：（kA），成立所以GN2-10型號(hào)配用CS6-2T手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開(kāi)關(guān)在10kV側(cè)可以使用。9 室內(nèi)、外母線(xiàn)選型及校驗(yàn)9.1 室外母線(xiàn)、室內(nèi)母線(xiàn)計(jì)算概述110kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)，進(jìn)入高壓室的27.5kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)，從高壓室出來(lái)的27.5kV饋線(xiàn)側(cè)，10kV饋線(xiàn)側(cè)的母線(xiàn)均為軟母線(xiàn)。軟母線(xiàn)進(jìn)行選型，熱穩(wěn)定校驗(yàn)（無(wú)需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)）。計(jì)算方法：按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)線(xiàn)。溫度修正系

22、數(shù)k由下式求得：式中：運(yùn)行的允許溫度，對(duì)室外有日照時(shí)取80，室內(nèi)取70；t 實(shí)際環(huán)境溫度，本設(shè)計(jì)取故在室外有日照時(shí)k=1，在室內(nèi)時(shí)k=1。工程中常采用查表的方法求母線(xiàn)和導(dǎo)體的容許電流(載流量)。導(dǎo)線(xiàn)的選擇與校驗(yàn) 表 9-1導(dǎo)線(xiàn)名稱(chēng)選擇校驗(yàn)按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定母線(xiàn)及短導(dǎo)線(xiàn) 普通導(dǎo)線(xiàn) 室內(nèi)母線(xiàn)：高壓室內(nèi)27.5kV硬母線(xiàn)長(zhǎng)度l=2000mm,相間距a=600mm；高壓室內(nèi)10kV硬母線(xiàn)長(zhǎng)度l=1200mm,相間距a=250mm。計(jì)算方法：1 按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)線(xiàn) IgmaxKIyx 式中 Igmax通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的最大持續(xù)電流； Iyx對(duì)于額定環(huán)境溫度，導(dǎo)線(xiàn)

23、長(zhǎng)期允許電流；K溫度修正系數(shù)。2 經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)SjIgmaxJ 式中 Sj導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面積，（mm2）； J經(jīng)濟(jì)電流密度。注：選擇架空導(dǎo)線(xiàn)截面積除了要遵循上述原則外，還應(yīng)考慮導(dǎo)線(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度及電壓等級(jí)等。 架空導(dǎo)線(xiàn)最小截面積 表92架空線(xiàn)路電壓等級(jí)鋼芯鋁線(xiàn)（mm2）鋁及鋁合金（mm2）銅（mm2）35kV2535610kV2535（居民區(qū)）25（非居民區(qū)）161kV16正式683 母線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)熱穩(wěn)定性校驗(yàn) SSmin式中 Smin滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)線(xiàn)最小截面積（mm2）； C熱穩(wěn)定系數(shù),參見(jiàn)表9-3； IZ三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值（A）； Tjx假想時(shí)間（s）； Kf集膚效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于電纜及小面

24、積導(dǎo)線(xiàn)取1。 各種起始溫度下值 表9-3起始溫度（0）40455055606570758085鋁材99979593918987858379銅材1861831811791761741711691651614 硬母線(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)最大沖擊力按下式計(jì)算最大沖擊應(yīng)力按下式計(jì)算 （Pa） 9.2 室外母線(xiàn)選型及校驗(yàn) 室外110kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)的軟母線(xiàn)選型及校驗(yàn)室外110kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)母線(xiàn)為軟母線(xiàn)，母線(xiàn)長(zhǎng)為30km。母線(xiàn)最大工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮，由前面計(jì)算知選用LGJ50鋼芯鋁絞線(xiàn)檢驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)熱穩(wěn)定性應(yīng)改選為L(zhǎng)GJ185鋼芯鋁絞線(xiàn)。 室外27.5kV側(cè)進(jìn)線(xiàn)的軟母線(xiàn)選型及校驗(yàn)同理可得，選用LGJ800鋼芯鋁絞線(xiàn)校

25、驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)熱穩(wěn)定性故選用LGJ800鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)符合要求。 室外10kV側(cè)進(jìn)線(xiàn)的軟母線(xiàn)選型及校驗(yàn)同理可得，選用LGJ25鋼芯鋁絞線(xiàn)校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)熱穩(wěn)定性故選用LGJ25鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)符合要求。9.3 室內(nèi)母線(xiàn)選型及校驗(yàn) 室內(nèi)27.5kV硬母線(xiàn)選型及校驗(yàn)由，可初步選型LMY平放的硬鋁母線(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：三相短路時(shí)間電動(dòng)力滿(mǎn)足要求，選用LMY平放的硬鋁母線(xiàn)。 室內(nèi)10kV硬母線(xiàn)選型及校驗(yàn)由，可初步選型LMY平放的硬鋁母線(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：三相短路時(shí)間電動(dòng)力滿(mǎn)足要求，選用LMY平放的硬鋁母線(xiàn)。10 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(xiàn)和導(dǎo)體，并使導(dǎo)體與地或處在其他電位下的設(shè)備絕緣，其選擇依據(jù)如

26、表10-1。支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗(yàn) 表101選擇校驗(yàn)電壓電流熱穩(wěn)定動(dòng)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(cè)； Fjs計(jì)算作用力； 06安全系數(shù)。在三相短路電流下，中間相母線(xiàn)承受的機(jī)械應(yīng)力最大。若絕緣子間跨距和絕緣子管間跨距分別為L(zhǎng)和，則左端絕緣子和穿墻套管受力分別為：10.1 支持絕緣子選型及校驗(yàn) 110kV側(cè)母線(xiàn)支持絕緣子選型及校驗(yàn)取L=1m，a=1m, 則校驗(yàn)：根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS110/3型號(hào)支持絕緣子。10.1.2 27.5kV側(cè)母線(xiàn)支持絕緣子選型及校驗(yàn)取L=2m

27、，a=40cm, 則校驗(yàn)：根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS35/4型號(hào)支持絕緣子。10.1.3 10kV饋線(xiàn)母線(xiàn)支持絕緣子選型及校驗(yàn)取L=1.2m，a=25cm, 則校驗(yàn)：根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS10/5型號(hào)支持絕緣子。10.2 穿墻套管選型及校驗(yàn)10.2.1 27.5kV進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn) 母線(xiàn)，選擇CWLB35/1000穿墻絕緣陶瓷套管動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：，查教材附表11.1，可知，故，滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：，滿(mǎn)足要求。 選擇CWLB35/1000穿墻絕緣陶瓷套管。 10kV側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載1.3倍考慮，初步選擇CLB10/250型號(hào)

28、套管動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：，查教材附表11.1，可知，故，滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：，滿(mǎn)足要求。 選擇CLB10/250型戶(hù)內(nèi)鋁導(dǎo)體穿墻套管。11 電壓、電流互感器選型及校驗(yàn)本設(shè)計(jì)完成110kV側(cè)儀用電壓、電流互感器選擇與校驗(yàn)。電流、電壓互感器選擇與校驗(yàn) 表111選擇校驗(yàn)電壓電流熱穩(wěn)定動(dòng)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(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)； W2、W2e分別為二次側(cè)每相負(fù)荷（儀器、儀表）容量及電壓互感器每相額定容量； Ug工作點(diǎn)線(xiàn)路額定電壓。11.1 110kV

29、側(cè)電壓互感器選型及校驗(yàn)假設(shè)二次負(fù)荷為：一個(gè)饋線(xiàn)上共有一個(gè)三相有功瓦時(shí)計(jì)，一個(gè)無(wú)功電度表，一個(gè)電壓表測(cè)母線(xiàn)電壓，一個(gè)絕緣監(jiān)視裝置。電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如下表11-2：電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表表11-2儀表名稱(chēng)儀表電壓線(xiàn)圈數(shù)儀表總數(shù)儀表所需功率ab相bc相每個(gè)總計(jì)有功瓦時(shí)計(jì)111.51.50.380.9250.571.38750.571.3875無(wú)功電度表11.51.50.380.9250.571.38750.571.3875電壓表114.54.5104.5總計(jì)5.642.781.142.78接線(xiàn)為Y/YV接線(xiàn)方式的互感器各相負(fù)荷計(jì)算式得：計(jì)入每相絕緣監(jiān)視接有電壓表的負(fù)荷P=4.5W，Q=0，

30、則a相負(fù)荷：計(jì)入接于相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，則b相負(fù)荷為：故選擇JCC110型號(hào)電壓互感器，容量滿(mǎn)足要求。11.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗(yàn)最大長(zhǎng)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(gè)鐵芯，其中準(zhǔn)確度1級(jí)的供儀表用，3級(jí)的供保護(hù)用。由資料知，兩鐵芯的對(duì)應(yīng)額定容量為30VA，110VA，熱穩(wěn)定倍數(shù)，電動(dòng)力穩(wěn)定倍數(shù)，每相互感器二次負(fù)荷如下表11-3?；ジ衅鞫呜?fù)荷表表11-3儀表名稱(chēng)二次負(fù)荷A相B相C相電流表（ITIA型）3.0有功功率表（IDIW）型1.451.45有功瓦時(shí)計(jì)（DSI）0.50.5總計(jì)1.053.01.05由最大一相（

31、B相）負(fù)載為依據(jù)，取，由公式得導(dǎo)線(xiàn)電阻。銅導(dǎo)線(xiàn)，則其截面積。因此，選擇截面積為的銅導(dǎo)線(xiàn)，可滿(mǎn)足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：計(jì)算短路熱效應(yīng)故，滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機(jī)械應(yīng)力：取a=1m,l=1m,則滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)，說(shuō)明互感器對(duì)機(jī)械力的作用是穩(wěn)定的。因此，選擇LCWD110D11型兩貼心互感器能滿(mǎn)足要求。12 防雷接地設(shè)計(jì)發(fā)電廠(chǎng)，變電所遭受雷害一般來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一方面是雷直擊發(fā)電廠(chǎng)、變電所；另一方面是雷擊輸電線(xiàn)路后產(chǎn)生的雷電波沿該導(dǎo)線(xiàn)侵入變電所、發(fā)電廠(chǎng)。12.1 防雷設(shè)計(jì)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(shè)備上的過(guò)電壓峰值，同時(shí)設(shè)置進(jìn)線(xiàn)保護(hù)段以限制

32、雷電流幅值和降低侵入波的陡度。本課程設(shè)計(jì)中在110kV側(cè)，27.5kV側(cè)，10kV側(cè)分別裝設(shè)Y10W5110/295型號(hào)，Y10W542/40型號(hào)和Y5W512.7/44型號(hào)的氧化鋅避雷器。12.2 接地設(shè)計(jì)除利用自然接地極以外，根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷設(shè)一個(gè)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(mǎn)足防雷接地要求。13 設(shè)備清單13.1 開(kāi)關(guān)設(shè)備電壓等級(jí)110kV27.5kV10kV斷路器型少油斷路器型少油斷路器ZN27.5型真空斷路器隔離開(kāi)關(guān)GW4110D DW高壓隔離開(kāi)關(guān)GW427.5DT高壓隔離開(kāi)關(guān)GN2-10高壓隔離開(kāi)關(guān)13.2 母線(xiàn)電壓等級(jí)110kV27.5

33、kV10kV室外LGJ185鋼芯鋁絞線(xiàn)LGJ800鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)LGJ25鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)室內(nèi)LMY平放的硬鋁母線(xiàn)LMY平放的硬鋁母線(xiàn)13.3 支持絕緣子及穿墻套管電壓等級(jí)110kV27.5kV10kV支持絕緣子ZS110/3型號(hào)支持絕緣子ZS35/4型號(hào)支持絕緣子ZS10/5型號(hào)支持絕緣子穿墻套管CWLB35/1000穿墻絕緣陶瓷套管CLB10/250型戶(hù)內(nèi)鋁導(dǎo)體穿墻套管13.4 電壓、電流互感器電壓等級(jí)110kV電壓互感器JCC110型號(hào)電壓互感器電流互感器LCWD110D/A型電流互感器13.5 避雷器電壓等級(jí)110kV27.5kV10kV避雷器Y10W5110/295型氧化鋅避雷器Y10W542

34、/40型氧化鋅避雷器Y5W512.7/44型氧化鋅避雷器13.6 主變壓器電壓等級(jí)110kV27.5kV變壓器（Vv）SF6-20000+16000 容量2000kVA，電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器14 總結(jié)與體會(huì)本次供變電課程設(shè)計(jì)，老師簡(jiǎn)單講解后給我們布置任務(wù)，要求獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。本著獨(dú)立自主的原則，我在為期約兩個(gè)月的的電氣課程設(shè)計(jì)中學(xué)到的不單是簡(jiǎn)單的書(shū)本知識(shí)，還有處事、學(xué)習(xí)的態(tài)度。在知識(shí)方面，我先是大概的學(xué)習(xí)了繪圖工具以及相關(guān)辦公軟件的使用，這是開(kāi)始必備的基礎(chǔ)。整個(gè)課程設(shè)計(jì)讓我經(jīng)歷了一個(gè)從陌生到熟悉的過(guò)程，另一方面我學(xué)會(huì)到了怎樣面對(duì)一個(gè)陌生的事物，也學(xué)會(huì)了該怎樣去

35、學(xué)習(xí)新的東西。面對(duì)新的事物不應(yīng)該被其陌生面貌嚇到，要敢于學(xué)習(xí)，善于發(fā)現(xiàn)，積極面對(duì)。這是我們?cè)摀碛械钠焚|(zhì)。當(dāng)然與此同時(shí)，我還學(xué)習(xí)到了更多的數(shù)電知識(shí)，掌握了更多的數(shù)字電路知識(shí)，對(duì)課本有了新的認(rèn)識(shí)，這對(duì)接下來(lái)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)是有利的。在本次課程設(shè)計(jì)中還有些許體會(huì)。有些東西分開(kāi)來(lái)與整合起來(lái)是不同的。局部與總體是有區(qū)別的。結(jié)合課程設(shè)計(jì)具體一點(diǎn)說(shuō)就是，也許你能很快弄懂每個(gè)單元電路，但要拼湊起來(lái)實(shí)現(xiàn)整體功能，此時(shí)卻一片茫然，不知所措。日常生活又何嘗不是呢？懂一點(diǎn)，知一面，似懂非懂。這時(shí)要堅(jiān)持下去，撥開(kāi)迷霧方能見(jiàn)到真面目。當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程堅(jiān)持很重要，但方法不容忽視。好的方法有助于更好更快的認(rèn)識(shí)新事物，看清全面貌

36、。具體說(shuō)，在本次課程設(shè)計(jì)中，我是從功能出發(fā)，構(gòu)建總的原理框圖，在得到總的原理框圖，再是自下向上，自左向右進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的，最后縱觀(guān)全局。好的收獲要總結(jié)，總結(jié)以后用于日后的生活學(xué)習(xí)指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1賀威俊等編著.電力牽引供變電技術(shù)西南交通大學(xué)出版社，19982賀威俊、簡(jiǎn)克良主編.電氣化鐵道供變電工程中國(guó)鐵道出版社，19803婁和恭等合編.發(fā)電廠(chǎng)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(xué)出版社，20075曹建猷著. 電氣化鐵道供電系統(tǒng)中國(guó)鐵道出版社，19836李群湛連級(jí)三高仕斌編著. 高速鐵路電氣化工程西南交通大學(xué)出版社，20067簡(jiǎn)克良主編.電力系統(tǒng)分析

37、.西南交大出版社，19928鐵道部電氣工程局電氣化勘測(cè)設(shè)計(jì)院，電氣化鐵道設(shè)計(jì)手冊(cè)牽引供電系統(tǒng)，19889袁則富，何其光譯.電氣化鐵路供電西南交通大學(xué)出版社，198910張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).北京:中國(guó)電力出版社,200511劉國(guó)亭. 電力工程CAD.北京:中國(guó)水利水電出版社,2006附錄附錄一變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表Vv牽引變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表11變壓器型號(hào)及接線(xiàn)方式原邊/次邊額定電壓kV短路電壓百分值額定空載電流額定銅耗kW額定空載損耗kW冷卻方式Vv,SF6-QY-10000+10000110/27.510.5%10.5%0.5%12018ONAFVv,SF6-QY-16000+10

38、000110/27.510.5%10.5%0.5%13020ONAFVv,SF6-QY-16000+16000110/27.510.5%10.5%0.5%14025ONAFVv,SF6-QY-20000+16000110/27.510.5%10.5%0.5%14528ONAFVv,SF6-QY-20000+20000110/27.510.5%10.5%0.5%15030ONAFVv,SF6-QY-25000+20000 110/27.510.5%10.5%0.5%16035ONAFVv,SF6-QY-25000+16000110/27.510.5%10.5%0.5%16030ONAFVv,SF6-QY-25000+25000 110/2