B所20238092牽引供變電課程設(shè)計

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課程名稱：供變電技術(shù)課程設(shè)計B站

設(shè)計題目：牽引變電所電氣主接線設(shè)計院系：電氣工程系專業(yè)：鐵道電氣化年級：2023級姓名：白卓20238092指導(dǎo)教師：呂老師

西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)

2023年11月15日

I

課程設(shè)計任務(wù)書

專業(yè)電氣工程及其自動化姓名白卓學(xué)號20238092開題日期：2023年9月10日完成日期：2023年11月15日

題目牽引變電所電氣主接線設(shè)計

一、設(shè)計的目的

通過該設(shè)計，使學(xué)生初步把握交流電氣化鐵道牽引變電所電氣主接線的設(shè)計步驟和方法；熟

悉有關(guān)設(shè)計規(guī)范和設(shè)計手冊的使用；基本把握變電所主接線圖的繪制方法；鍛煉學(xué)生綜合運用所

學(xué)知識的能力，為今后進行工程設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。

二、設(shè)計的內(nèi)容及要求

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、隔離開關(guān)、熔斷器、斷路器、互感器等。

選擇時應(yīng)優(yōu)先考慮采用國內(nèi)經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品、新技術(shù)。3、提交詳細的課程設(shè)計說明書和牽引變電所電氣主接線圖。

三、指導(dǎo)教師評語

四、成績

指導(dǎo)教師(簽章)

年月日

II

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牽引變電所課程設(shè)計原始資料

原始資料（任選其中一所進行設(shè)計）

1、電力系統(tǒng)及牽引變電所分布圖

SC=10000MVAx1=x2=0.01甲L1L5L3AL4B丙CDL6至地方110kV變電站2×12萬kVAUd=17%L22×6.3萬kVAUd=17%乙L7L8L10L9EF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：

L1：220kV雙回路150kMLGJ-300

L2：110kV雙回路10kMLGJ-120L3：110kV20kML4：110kV40kML5：110kV60kM

L6：110kV雙回路20kML7：110kV30kML8：110kV50kM

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L9：110kV60kML10：110kV60kM

未標注導(dǎo)線型號者均為LGJ-185，所有導(dǎo)線單位電抗均為X=0.4Ω/kM牽引變壓器容量如下（所有Ud%=10.5）：A：2×3.15萬kVAB：2×3.15萬kVAC：2×3.15萬kVAD：2×1.5萬kVAE：2×1.5萬kVAF：2×1.5萬kVA2、電力系統(tǒng)對各牽引變電所的供電方式及運行條件

[1]甲站對A所正常供電時，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，每相饋線接電容補償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。

[2]甲站對B所供電時，110kV線路還需經(jīng)B所送至丙站。正常運行時B所內(nèi)有系統(tǒng)功率穿越。當甲站至B的輸電線路故障時，B所由丙站供電，丙站內(nèi)110kV母線分段運行，輸電線L4、L5分別接入不同的分段母線上。正常運行時，丙站內(nèi)110kV母線分段斷路器斷開。B所提供甲站至丙站的載波通道。

B所內(nèi)采用兩臺牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有馬路直通所內(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。但正常運行時，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回110kV線路（L6）平日不向牽引負荷供電。只經(jīng)過C所的110kV母線轉(zhuǎn)接至某企業(yè)110kV變電站。

C所內(nèi)采用兩臺變壓器，固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有馬路直通所內(nèi)。牽引側(cè)除向兩個方向的牽引網(wǎng)供電外，還要向電力機務(wù)段供電（兩回）和地區(qū)10kV負荷供電（一回）。C所內(nèi)設(shè)有27.5/10kV1000kVA動力變壓器一臺。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、無功電度表。設(shè)有電流速斷和接地保護，繼電保護動作時間0.1秒。10kV高壓間設(shè)在27.5kV高壓室一端，單獨開門。27.5kV側(cè)設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補償裝置二組，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。正常運行時，110kV線路在E所內(nèi)斷開，

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不構(gòu)成閉合環(huán)網(wǎng)。E所內(nèi)的牽引變壓器正常運行時，接入由D所送來的電源線L8上，L8故障時可轉(zhuǎn)接至F所由L9供電。D、F所均可能有系統(tǒng)功率穿越。但正常運行時，F(xiàn)所無系統(tǒng)功率穿越。

D所內(nèi)采用兩臺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。

[5]E所內(nèi)采用兩臺牽引變壓器固定全備用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，有馬路引入所內(nèi)。27.5kV側(cè)不設(shè)室外輔助母線，每相饋線接電容補償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。所用電采用在110kV進線隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)接入（1103）/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，每相饋線接電容補償裝置二組，電容器室內(nèi)，電抗器室外。該地區(qū)無地方10kV電源。

[7]牽引變電所A、C、E110kV側(cè)要求計費，牽引變電所B、D、F27.5kV側(cè)要求計費，采用低壓側(cè)(27.5kV側(cè))計費時，110kV側(cè)仍需設(shè)電壓監(jiān)視。

[8]各變電所設(shè)計時，一律按海拔h≤1000m，I級污穢地區(qū)，鹽密δ≤0.1毫克/厘米2，最高環(huán)境溫度+40℃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、D110kV線路采用縱向平行引入方式；C、E110kV線路采用橫向相對引入方式；A、F110kV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動作時間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一集中控制方式，直流電源電壓均為220V。

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X?d1*?1111X1*?X乙*?X7*??0.1124??0.027?0.09?0.15972222周期分量有效值：

IZ1*?11???j6.2617jX?d1*j0.5195周期分量電流有名值：

IZ1?IZ1*?Ij?IZ1*?Sj3Uj?6.2617?100?3.287KA

3?110若取Kch?1.8，沖擊電流為：

ich?1.05KchIZ1M?1.05?1.8?2?3.287?8.786KA

短路電流最大有效值：

Ich1?1.61IZ1?1.61?3.287?5.292KA

②當d2點短路時，即27.5KV側(cè)短路時：

X?d2*?111111X1*?X乙*?X7*?XD*??0.1124??0.027?0.09??0.7?0.5097222222周期分量有效值：

IZ2*?1jX?d2*?1??j1.962

j0.5097周期分量電流有名值：

IZ2?IZ2*?Ij?IZ2*?Sj3Uj?1.962?100?4.12KA

3?27.5若取Kch?1.8，沖擊電流為：

ich?1.05KchIZ2M?1.05?1.8?2?4.12?11KA

短路電流最大有效值：

Ich2?1.61IZ2?1.61?4.12?6.633KA

對牽引變電所B變壓器而言：

110KV側(cè)額定電流：Ie1?Se3Ue1?15000?78.73A

3?110

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27.5KV側(cè)額定電流：Ie2?

短路計算值一覽表如下表

額定電流(A)165.332661.32短路電流(A)2612.14885.9沖擊電流(A)6981.913059.4最大短路電流有效值(A)4205.57866.3Se3Ue2?15000?314.93A

3?27.5110KV側(cè)27.5KV側(cè)

小結(jié)：進行相關(guān)的短路計算，為后面章節(jié)進行所選電氣設(shè)備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗做了相應(yīng)準備。例如進行母線的動穩(wěn)定校驗時要用到短路電流，進行熔斷器斷流容量的校驗時要用到?jīng)_擊電流?？傊瑸楹竺嬲鹿?jié)相關(guān)計算奠定了基礎(chǔ)

第四章設(shè)備及選型

4.1硬母線的選取

一、110KV側(cè)母線的選取：

1、按最大長期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過載1.3倍考慮

Igmax?1.3Ie?1.3?Se31500?1.3??214.938A3Ue3?110由附錄二表3查出鋁母線（LMY型）（環(huán)境溫度為25oC時），25?3的允許載流量為251A大于最大工作電流214.938A，故初步確定選用25?3?75mm2截面的鋁母線（單條平放）。

2.校驗?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(?)，找出對應(yīng)的AS值，再由

1Qd?AZ?AS求出AZ，再次利用曲線A??f(?)找出對應(yīng)的?Z。2S214.9382)(70oC?25oC)?54.6oC265?s??o?(IgmaxIxu)2(?xu??o)?25oC?(

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短路電流計算時間

tjs?tb?tg?0.1?0.2?0.3s

短路電流熱效應(yīng)Qd?QZ?Qfi

Qz?