雙線鐵路牽引變電所電氣主接線

1、2010級(jí)牽引供電課程設(shè)計(jì)牽引供電課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目雙線鐵路牽引變電所電氣主接線院/系(部)電氣工程系班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師完成時(shí)間2013年12月20日摘 要牽引變電所是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的心臟，它的主要任務(wù)是將區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能，根據(jù)電力牽引對(duì)電流和電壓的不同要求，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機(jī)車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統(tǒng)。進(jìn)行雙線鐵路牽引變電所設(shè)計(jì)，首先分析負(fù)荷及環(huán)境情況確定變壓器選型，并進(jìn)行容量計(jì)算選出型號(hào)并選定了固定備用；按規(guī)定供、饋電容量與要求確定電氣主接線圖；對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行校驗(yàn)；對(duì)牽引變壓器

2、和饋線配置繼電保護(hù)和無功補(bǔ)償；最后對(duì)牽引變電所進(jìn)行防雷保護(hù)。經(jīng)過上述步驟的分析和計(jì)算，最終完成了課題要求。選出各種設(shè)備的接線方式，變壓器等設(shè)備的型號(hào)，完成整個(gè)線路并用CAD繪制了最終圖紙?！娟P(guān)鍵詞】：牽引變電所 主接線 繼電保護(hù) 無功補(bǔ)償目 錄第1章 課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)要求11.1 設(shè)計(jì)目的11.2 設(shè)計(jì)要求1 1.2.1 設(shè)計(jì)的基本要求1 1.2.2 設(shè)計(jì)的依據(jù)1第2章 方案的比較22.1 負(fù)荷分析22.2 方案比較擬定2第3章 變壓器備用方式及選型33.1 變壓器備用方式33.2 變壓器容量計(jì)算33.3 變壓器的選型6第4章 主接線設(shè)計(jì)64.1電源側(cè)主接線設(shè)計(jì)6 4.1.1 倒閘操作84.

3、2牽引側(cè)主接線設(shè)計(jì)9第5章 短路計(jì)算105.1短路計(jì)算示意圖105.2短路計(jì)算10第6章 設(shè)備選擇136.1進(jìn)線導(dǎo)線的選擇13 6.1.1 110kV側(cè)電源進(jìn)線的型號(hào)選擇13 6.1.2 27.5kV側(cè)母線的選擇136.2電氣設(shè)備的選擇14 6.2.1 高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇14 6.2.2 電壓互感器的選擇16第7章 繼電保護(hù)187.1 繼電保護(hù)基本要求187.2電力變壓器繼電保護(hù)的選擇18第8章 并聯(lián)無功補(bǔ)償198.1 功率因數(shù)低的原因198.2 并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)淖饔?98.3 并聯(lián)電容補(bǔ)償20第9章 防雷保護(hù)21第10章 結(jié)論21參考文獻(xiàn)22第1章 課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)要求1.1 設(shè)計(jì)目

4、的通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)得到相當(dāng)?shù)倪\(yùn)用和實(shí)踐，這將使自己所學(xué)的理論知識(shí)提升到一定的運(yùn)用層次，為以后完成實(shí)際設(shè)計(jì)奠定扎實(shí)的基本功和基本技能，最終達(dá)到學(xué)以致用的目的。1.2 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)的基本要求（1）確定該牽引變電所高壓側(cè)的電氣主接線的形式，并分析其正常運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行方式。（2）確定該牽引變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及接線形式。（3）確定該牽引負(fù)荷側(cè)電氣主接線的形式。（4）對(duì)變電所進(jìn)行短路計(jì)算，并進(jìn)行電氣設(shè)備選擇。（5）設(shè)置合適的電壓保護(hù)裝置、防雷裝置以及提高接觸網(wǎng)功率因數(shù)的裝置。（6）用CAD畫出整個(gè)牽引變電所的電氣主接線圖。 設(shè)計(jì)的依據(jù)（1） 某牽引變電所位于大型編組站內(nèi)，向兩條雙線電氣化鐵路

5、干線的四個(gè)方向供電區(qū)段供電，已知列車正常情況的計(jì)算容量為10000kVA（三相變壓器），并以10kV電壓給車站電力照明機(jī)務(wù)段等地區(qū)負(fù)荷供電，容量計(jì)算為3750kVA，各電壓側(cè)饋出數(shù)目及負(fù)荷情況如下：25kV回路（1路備）：兩方向年貨運(yùn)量與供電距離分別為Q1L1=3260Mtkm，Q2L2=3025Mtkm，q=100kWh/10ktkm。10kv共12回路（2路備）。（2）供電電源由系統(tǒng)區(qū)域變電所以雙路110kV輸送線供電。本變電所位于電氣化鐵路的中間，送電線距離15km。在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值分別問0.23；在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值為0.25。（3）環(huán)境資料本牽引變

6、電所地區(qū)平均海拔為650米，底層主要以砂質(zhì)粘土為主，地下水位為5.8米。該牽引變電所位于電氣化鐵路的中間位置，變電所所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線，外部有公路直通所內(nèi)。本變電所地區(qū)最高溫度為38，年平均溫度為21，年最熱月平均最高溫度為33，年雷暴雨日數(shù)為23天，土壤凍結(jié)深度為1.3m。第2章 方案的比較2.1 負(fù)荷分析本牽引變電所，向兩條雙線電氣化鐵路干線的四個(gè)方向供電區(qū)段供電，已知列車正常情況的計(jì)算容量為10000kVA（三相變壓器），并以10KV電壓給車站電力照明機(jī)務(wù)段等地區(qū)負(fù)荷供電，容量計(jì)算為3750kVA，各電壓側(cè)饋出數(shù)目及負(fù)荷情況如下：25KV回路（1路備）：兩方向年貨運(yùn)量與供電距離分別為Q1L

7、1=32x60Mtkm，Q2L2=30x25Mtkm，q=100kWh/10ktkm。10kv共12回路（2路備）；供電電源由系統(tǒng)區(qū)域變電所以雙路110kv輸送線供電。本變電所位于電氣化鐵路的中間，送電線距離15km。2.2 方案比較擬定(1) YNd11的接線形式優(yōu)點(diǎn)：牽引變壓器的低壓側(cè)保持三相，有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力；能很好的適應(yīng)當(dāng)一個(gè)供電臂出現(xiàn)很大的牽引負(fù)荷時(shí)，另一供電臂沒有或出現(xiàn)很小牽引負(fù)荷不均衡狀況；制造相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較便宜；一次側(cè)中性點(diǎn)可以接地，一次繞組可按分級(jí)絕緣設(shè)計(jì)制造，與電力系統(tǒng)匹配方便。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。(2) 三相V,v牽引變壓器優(yōu)點(diǎn)：牽

8、引變壓器的容量利用率可達(dá)100%，正常運(yùn)行時(shí)，牽引側(cè)保持三相，所以可供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相負(fù)載；主接線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，投資較省；對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響比單相聯(lián)接小；對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。缺點(diǎn)：當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)必須跨相，即兼供左右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。分析題目所給的資料可知，變壓器擬定采用三相Vv接線變壓器。該變壓器在滿足線路要求的情況下，接線簡(jiǎn)單，便于維護(hù)而且經(jīng)濟(jì)。變壓器采用固定備用方式，選擇兩臺(tái)牽引變壓器，其中一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。該雙線牽引變電所采用110kV雙回線路的供電電源，110kV電源側(cè)線路較短，故障檢修停電機(jī)會(huì)少，所以高壓側(cè)比較適合采用單母線分段供電。而低壓

9、側(cè)為了經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便采用50%備用方式。第3章 變壓器備用方式及選型3.1 變壓器備用方式從我國(guó)的電氣化鐵路的歷史來看，牽引變壓器的備用方式有以下兩種。（1）移動(dòng)備用：采用移動(dòng)變壓器作為備用的方式，稱為移動(dòng)備用。優(yōu)點(diǎn)是牽引變壓器的容量比較省，適用于沿線無公路區(qū)和單線區(qū)段。缺點(diǎn)是不能保證當(dāng)發(fā)生故障時(shí)供電持續(xù)性。（2）固定備用：采用加大牽引變電所容量或者增加臺(tái)數(shù)作為備用方式。優(yōu)點(diǎn)每個(gè)牽引變電所一般裝設(shè)兩個(gè)牽引變壓器，一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。每臺(tái)牽引變壓器容量能承擔(dān)全所的最大負(fù)荷，確保鐵路的正常運(yùn)行，其投入快速方便，發(fā)揮備用主變壓器自動(dòng)突入裝置的功能，可以實(shí)現(xiàn)不間斷行車的可靠供電，確保鐵路的正常運(yùn)行。適用

10、于沿線有公路的條件的大運(yùn)量區(qū)段。經(jīng)過比較上述兩種備用方式，且該牽引變電所牽引變電所位于大型編組站內(nèi)，在電氣化鐵路的中間。牽引變壓器在撿修或者發(fā)生故障時(shí)，都需要有備用變壓器投入，以確保電氣化鐵路的正常運(yùn)輸。在大運(yùn)量的雙線區(qū)段，牽引變壓器一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)盡快投入備用變壓器，顯得比單線區(qū)段要求更高，在當(dāng)前進(jìn)行電氣化鐵路牽引供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，牽引變壓器的備用方式不再考慮移動(dòng)備用方式。所以綜合考慮情況該變電所比較適合采用固定備用。3.2 變壓器容量計(jì)算計(jì)算分為以下步驟：第一，確定計(jì)算容量，按正常運(yùn)行的計(jì)算條件求出主變壓器供應(yīng)牽引負(fù)荷所必須的最小容量。第二，確定校核容量，按列車緊密運(yùn)行的計(jì)算條件并充分利用牽

11、引變壓器的過負(fù)荷能力所計(jì)算的容量。第三，確定安裝容量，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)品的規(guī)格確定牽引變壓器臺(tái)數(shù)與容量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知中心牽引變電所采用Vv接線，已知列車正常情況的計(jì)算容量為10000 kVA(三相變壓器)，并以10kV電壓給車站電力照明機(jī)務(wù)段等地區(qū)負(fù)荷供電，容量計(jì)算為3750 kVA，各電壓側(cè)饋出數(shù)目及負(fù)荷情況如下：25kV回路(2路備)：兩方向年貨運(yùn)量與供電距離分別為 ，。10kV共6回路(2路備)。 列車緊密運(yùn)行時(shí)的列車對(duì)數(shù)為： 左供電臂1的最大容量，取n=2 左供電臂2的最大容量 ，取n=3緊密運(yùn)行時(shí)的電流為： 同上右供電臂2的最大容量右供

12、電臂1的最大容量，取n=1 安裝容量 。所以選擇的三相Vv變壓器。 3.3 變壓器的選型選用的是牽引變壓器20000kVA的Vv接線SF6-QY-10000+10000。變壓器參數(shù)如表3-1。表3-1 變壓器參數(shù)表變壓器型號(hào)原邊/次邊額定電壓短路電壓百分值額定空載電流額定銅耗kw額定空載損耗kWSF6-QY-10000+10000110/27.510.5%0.5%12018第4章 主接線設(shè)計(jì)4.1電源側(cè)主接線設(shè)計(jì)電氣主接線的接線形式主要有單母線接線，單母線分段接線，帶旁路母線的單母線接線，雙母線接線和無母線接線。（1）單母線分段接線用斷路器或隔離開關(guān)將單母線分段，以提高供電的靈活可靠性。這種接

13、線，廣泛應(yīng)用在1035kV地區(qū)負(fù)荷和110kV電源進(jìn)線回路較少的接線系統(tǒng)。 圖4-1 單母線分段接線（2）單母線帶旁路母線接線增設(shè)組旁路母線W3和一臺(tái)公共備用的旁路斷路器QFP，組成具有旁路母線的單母線接線,使檢修出線斷路器時(shí)不致停電。單母線帶旁路母線接線形式如圖4-2。圖4-2 單母線接旁路母線（3）無母線接線無母線接線又分為內(nèi)橋接線接線和外橋接線兩種形式。在電氣化鐵道中，線路故障遠(yuǎn)比變壓器故障多，故內(nèi)橋接線在牽引變電所應(yīng)用較廣泛。若兩回電源線路接入系統(tǒng)的環(huán)形電網(wǎng)，并有穿越功率通過橋接母線，橋路斷路器(QF)的檢修或故障將造成環(huán)網(wǎng)斷開，為此可在線路斷路器外側(cè)安裝一組跨條，正常工作時(shí)用隔離開關(guān)

14、將跨條斷開。安裝兩組隔離開關(guān)的目的是便于它們輪流停電檢修。內(nèi)橋接法如圖4-3。 圖4-3 內(nèi)橋接法外橋接線的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線相反，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行中需要斷開時(shí)，只需斷開它們前面的斷路器QF1或QF2，而不影響電源線路的正常工作。但線路故障或檢修時(shí)，將使與該線路連接的變壓器短時(shí)中斷運(yùn)行，須經(jīng)轉(zhuǎn)換操作后才能恢復(fù)工作。因而外橋接線適用于電源線路較短、負(fù)荷不恒定、變壓器要經(jīng)常切換（例如兩臺(tái)主變中一臺(tái)要經(jīng)常斷開或投入的場(chǎng)合），也可用在有穿越功率通過的與環(huán)形電網(wǎng)連接的變電所中。外橋接法如圖4-4。圖4-4 外橋接法綜合上述，這幾類接線方式，各有優(yōu)劣，然而雙線牽引變電所供電距離較近且回路較少，單母線分段

15、接線不僅能夠滿足穩(wěn)定可靠的供電能力，而且投資較少維護(hù)方便供電靈活，所以電源側(cè)選用單母線分段的接線方式。 倒閘操作如圖4-4外橋接線正常運(yùn)行時(shí)，QS7、QF、QS8，其他斷路器隔離開關(guān)均斷開，變壓器T1通過L1得電，使得變壓器向27.5kV側(cè)輸送電能。當(dāng)需要檢修時(shí)，假如仍然需要在L1得電，先斷開QF1，然后斷開QS3和QS5，再閉合QS4，然后合QS6。最后閉合QF，即可滿足檢修時(shí)供電需要。檢修結(jié)束時(shí)，先斷開QF2，然后斷開QS4和QS6，再斷QF,后閉合QS3和QS5，最后閉合QF1，即可恢復(fù)正常供電。當(dāng)L1線路故障需要由L2線路供電時(shí)，先閉合QS2，閉合QF，故障線路QF1跳閘，再斷開QS1

16、，最后QF2閉合即可滿足L1故障時(shí)的供電。如L1線路恢復(fù)正常，可以先斷開QF2、QF，再斷開QS2，閉合QS1，最后閉合QF1即可恢復(fù)正常供電。由此可以看出采用外橋型接線對(duì)于線路發(fā)生故障時(shí)比較有利，可以在停電瞬間通過互感器自動(dòng)檢測(cè)跳開故障線路斷路器，然后閉合備用線路斷路器，保證線路故障時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)使?fàn)恳儔浩骼^續(xù)運(yùn)行，有利于系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。4.2牽引側(cè)主接線設(shè)計(jì)27.5 kV側(cè)饋線的接線方式按饋線斷路器備用方式不同可分為三種接線方式，饋線斷路器100%備用的接線，饋線斷路器50%備用方式，帶旁路母線和旁路斷路器的接線。（1）饋線斷路器100%備用接線這種接線當(dāng)工作斷路器需檢修時(shí)，此

17、種接線用于單線區(qū)段，牽引母線不同的場(chǎng)合。即由備用斷路器代替。斷路器的轉(zhuǎn)換操作方便，供電可靠性高，但一次投資較大。饋線斷路器100%備用如圖4-5。圖4-5饋線斷路器100%備用（2）饋線斷路器50%備用接線變壓器的備用方式是50%，即當(dāng)上行或下行的變壓器故障、檢修的時(shí)候?qū)溆米儔浩魍度胧褂?，提高了供電的可靠性和鐵路運(yùn)輸?shù)男?。在投入使用時(shí)先閉合母線上的隔離開關(guān)，然后閉合斷路器，繼而閉合母線側(cè)隔離開關(guān)，最后將變壓器側(cè)隔離開關(guān)閉合，這樣就成功將變壓器投入使用。缺點(diǎn)是隔離開光倒閘繁瑣。饋線電路50%備用式如圖4-6。 圖4-6 饋線斷路器50%備用(3)帶旁路母線和旁路斷路器的接線一般每2至4條饋線

18、設(shè)一旁路斷路器。通過旁路母線，旁路斷路器可代替任一饋線斷路器工作。這種接線方式適用于每相牽引母線饋線數(shù)目較多的場(chǎng)合，以減少備用斷路器的數(shù)量。帶旁路母線和旁路斷路器的接線如圖4-7。 圖4-7 帶旁路母線和旁路斷路器接線綜合分析上述三種備用方式，選用饋線斷路器50%備用方式。因?yàn)橥瑯幽茉谕瓿删€路備用的前提下，它比饋電斷路器100%備用方便、經(jīng)濟(jì)，比帶旁路母線和旁路斷路器的接線簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。第5章 短路計(jì)算5.1短路計(jì)算示意圖計(jì)算電路圖是將短路計(jì)算所需考慮的各個(gè)元件的額定參數(shù)表示出來，將各個(gè)元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算短路圖5-1。圖5-1 計(jì)算短路圖5.2短路計(jì)算計(jì)算電路圖轉(zhuǎn)化為等效

19、電路圖。其中k-1點(diǎn)為110kV高壓母線短路點(diǎn)，k-2點(diǎn)為27.5kV牽引母線短路點(diǎn)。其等效電路如圖5-2。 圖5-2 短路等效電路圖（1）確定基準(zhǔn)值取,，（2）計(jì)算短路電流中個(gè)主要元件的標(biāo)幺值最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值分別為0.23：最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值為0.25。架空線路的電抗標(biāo)幺值一只為線路單位阻抗0.4；為線路長(zhǎng)度15km； 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值為：其中，為變壓器阻抗；為為變壓器容量。（3）計(jì)算k-1點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量最大運(yùn)行方式下的總電抗標(biāo)幺值最小運(yùn)行方式下總阻抗標(biāo)幺值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流：三相短路容量：（4）

20、計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量最大運(yùn)行方式下總電抗標(biāo)幺值最小運(yùn)行方式下總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流：三相短路容量： 短路計(jì)算表如表5-1。表5-1 短路計(jì)算 最大運(yùn)行方式K-11.791.791.794.562.70357最大運(yùn)行方式K-23.03.03.07.654.53145最小運(yùn)行方式K-11.671.671.674.272.52333最小運(yùn)行方式 K-22.922.922.927.444.40139第6章 設(shè)備選擇6.1進(jìn)線導(dǎo)線的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線時(shí)必須滿足一下幾個(gè)條件：發(fā)熱條件，電壓損耗條件

21、，經(jīng)濟(jì)電流密度和機(jī)械強(qiáng)度。6.1.1 110kV側(cè)電源進(jìn)線的型號(hào)選擇（1）選擇經(jīng)濟(jì)截面 按照經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面 環(huán)境溫度40選擇標(biāo)準(zhǔn)截面積為70mm，即選擇LGJ-70型鋼芯鋁線。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件 查附錄表得LGJ-70的允許載流量69A。因此滿足發(fā)熱條件。（3）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 查表得架空鋁線最小截面積滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。綜上所述，電源進(jìn)線導(dǎo)線選擇型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70的輸電線。6.1.2 27.5kV側(cè)母線的選擇一般母線每段負(fù)荷不同，但選取母線截面可采取相同截面，并以最大長(zhǎng)期工作電流方式來選擇為宜。母線長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過載1.3倍考慮。經(jīng)計(jì)算： 經(jīng)查表得LGJ-70/40型鋼芯鋁絞線的

22、允許載流量為220A（基準(zhǔn)環(huán)境溫度為25攝氏度），符合式子式中：表示通過導(dǎo)線的最大持續(xù)電流，表示對(duì)于額定環(huán)境溫度下的允許電流，表示溫度修正系數(shù)?？紤]裕度，110kV進(jìn)線側(cè)的母線選用截面積為70mm2的鋼芯鋁絞線（LGJ-95/55）。6.2電氣設(shè)備的選擇 高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇設(shè)備選擇條件為：（1）按工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓。 （2）按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流。（3）按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡?/p>

23、量。 對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。（4）隔離開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 注：為短路穩(wěn)定電流，為熱效時(shí)間，為電器的熱穩(wěn)定電流，為電器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間。綜合上述分析，電源側(cè)和牽引側(cè)電氣設(shè)備選擇、參數(shù)和校驗(yàn)如下：（1） 高壓斷路器選擇型號(hào)及參數(shù)如表6-1。表6-1 高壓斷路器型號(hào)及參數(shù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定度(kA)4s熱穩(wěn)定度(kA)SW6-110G11012004115.8ZN-27.527.56002510（2）110kv

24、側(cè)高壓斷路器選擇型號(hào)為SW6-110G，其校驗(yàn)如表6-2。表6-2 高壓斷路器SW6-110G校驗(yàn)安裝點(diǎn)110/115125A1.79kA1.56kA0.41SW6-110G1101200A15.8kA41kA29.95校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格合格所選型號(hào)SW6-110G滿足要求。（3）27.5kV側(cè)高壓斷路器選擇型號(hào)為ZN-27.5，其校驗(yàn)如表6-3。表6-3 高壓斷路器ZN-27.5校驗(yàn)表安裝點(diǎn)25/27.5462A3kA4.49kA8.9ZN-27.527.5600A15.8kA25kA10校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格合格所選型號(hào)ZN-27.5滿足要求。 (4) 高壓隔離開關(guān)型號(hào)及參數(shù)如表6

25、-4。表6-4 高壓隔離開關(guān)型號(hào)及參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定度(kA)4s熱穩(wěn)定度(kA)GW4-110D-DW1106302050GW4-27.5DT27.56302050(5) 110kV側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇型號(hào)為GW4-110D-DW，其校驗(yàn)如表6-5。表6-5 高壓隔離開關(guān)GW4-110D-DW校驗(yàn)表動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度安裝點(diǎn)110462A2.65kA4.56kAGW4-110D-DW110630A50kA20kA校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格所選型號(hào)GW4-110D-DW滿足要求。(6) 27.5kV側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇型號(hào)為GW4-27.5DT，其校驗(yàn)如表6-6。表6-6 高

26、壓隔離開關(guān)GW4-27.5DT校驗(yàn)表動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度安裝點(diǎn)25524A7.56kA3kAGW4-27.5DT27.5630A50kA20kA校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格所選型號(hào)GW4-27.5DT滿足要求。 電壓互感器的選擇（1） 電壓互感器的選擇供繼電保護(hù)用的電壓互感器的選擇：準(zhǔn)確級(jí)為3級(jí)；供110kV側(cè)計(jì)費(fèi)的電壓互感器選擇：準(zhǔn)確級(jí)為0.5級(jí)。110kV側(cè)電壓互感器的選擇：由于電壓互感器裝于110kV測(cè)知識(shí)用來計(jì)費(fèi)的，不需要保護(hù)，因此選用型準(zhǔn)確級(jí)為0.5級(jí)，額定容量為500MVA的電壓互感器可以滿足要求。由于電壓互感器是并聯(lián)在電路中的，當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，短路電流不會(huì)流過互感器，因此電壓互感器不

27、需要校驗(yàn)短路的穩(wěn)定性。27.5kV側(cè)電壓互感器的選擇：由于電壓互感器位于27.5kV側(cè)主要起到保護(hù)作用，用于保護(hù)牽引網(wǎng)饋線上鎖發(fā)生的故障或事故，故其準(zhǔn)確級(jí)為3級(jí)，因此選用型準(zhǔn)確級(jí)為3級(jí)，額定容量為1000VA的電壓互感器可以滿足條件。由于電壓互感器是并接于主回路中，當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，短路電流不會(huì)流入互感器，因此電壓互感器不需要校驗(yàn)短路穩(wěn)定性。綜上選擇校驗(yàn)最終選擇的電壓互感器的型號(hào)及參數(shù)如表6-7。表6-7 電壓互感器型號(hào)及參數(shù)表型號(hào)原邊額定電壓準(zhǔn)確級(jí)額定輸出極限輸出tgJCC6-110GYW110kV0.5300VA2000VA2%JDJ2-27.5/0.1kA27.5kV31000VA10

28、00VA2% 電流互感器的選擇（1）110kV側(cè)電流互感器的選取： 最大長(zhǎng)期電流按變壓器過載的1.3倍考慮： 經(jīng)查閱資料得電流互感器的電流互感器，校驗(yàn)如表6-8所示。表6-8 電流互感器校驗(yàn)UNIN動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度安裝點(diǎn)110136.4619.59.3LCWD2-110110215013.5-277.5-15校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格（2）短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定性。（3）短路動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 故動(dòng)穩(wěn)定性也滿足。（4）27.5kV側(cè)電流互感器的選取同110kV電流互感器的選取方法一樣，經(jīng)計(jì)算和校驗(yàn)，選取LCW-35的電流互感器可以滿足短路動(dòng)、熱穩(wěn)定性。綜上選擇教研最終選擇的電壓互感器的型號(hào)及參數(shù)

29、如表6-7。表6-7 電流互感器型校驗(yàn)UNIN動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度安裝點(diǎn)27.58714.55.9LCW-353510019.17.5校驗(yàn)結(jié)果合格合格合格合格第7章 繼電保護(hù)7.1 繼電保護(hù)基本要求繼電保護(hù)的基本要求主要有四個(gè)方面，第一，選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)某部分發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)使距離故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作，將故障部分切除，縮小停電范圍，保障無故障部分運(yùn)行；第二，快速性：快速切斷短路故障可以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的破壞程度，可以迅速恢復(fù)供電正常的過程，減小對(duì)用戶的影響；第三，靈敏性：靈敏性是指對(duì)被保護(hù)電氣設(shè)備可能發(fā)射的故障和不正常運(yùn)行發(fā)生的反應(yīng)能力。為了起保護(hù)作用，要求裝置由一定的保護(hù)靈敏性；

30、第四，可靠性：當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)裝置動(dòng)作可靠，即在應(yīng)動(dòng)作時(shí)不能拒動(dòng)，而在不動(dòng)作時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作。7.2電力變壓器繼電保護(hù)的選擇(1) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：對(duì)于牽引變電所內(nèi)的牽引變壓器，均應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。電流縱差動(dòng)保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)區(qū)外故障，而且不需要與其他元件的保護(hù)配合，可以無延時(shí)地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。(2) 瓦斯保護(hù)：利用變壓器油箱故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置成為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)能夠保護(hù)變壓器油箱內(nèi)的各種輕微故障，但像變壓器絕緣子閃絡(luò)等油箱外面的故障，瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)。主變

31、壓器繼電保護(hù)的配置：本設(shè)計(jì)主變壓器容量為20000kVA，通過電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理可知該容量的變壓器首先應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（包括輕瓦斯和重瓦斯）、縱差動(dòng)保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序方向過電流保護(hù)。線路繼電保護(hù)的配置：線路保護(hù)有縱聯(lián)保護(hù)、距離三段式保護(hù)、電流三段式保護(hù)、零序保護(hù)等，對(duì)于本次設(shè)計(jì)的110kV線路，輸送距離為15km，采用縱聯(lián)保護(hù)投資大，且該線路電壓等級(jí)也不高，應(yīng)多考慮經(jīng)濟(jì)性，采用距離三段式保證可靠性、靈敏性。第8章 并聯(lián)無功補(bǔ)償8.1 功率因數(shù)低的原因 (1) 整流型機(jī)車由于交流側(cè)電流波形畸變及整流換相過程中重疊導(dǎo)通角的影響。(2) 牽引網(wǎng)阻抗影響。(3) 牽引變壓器影響。8.2 并聯(lián)電容補(bǔ)

32、償?shù)淖饔?1) 提高功率因數(shù)。(2) 吸收濾波電流，具有濾波作用。(3) 改善電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，提高牽引變電所牽引側(cè)母線電壓。(4) 減少電力系統(tǒng)電能損失。并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置提供的容性電流，不僅提高了牽引負(fù)荷的功率因數(shù)，而且使流經(jīng)電力系統(tǒng)和牽引變壓器的電流值小于未補(bǔ)償時(shí)的電流值。根據(jù)電能損失與電流值的二次方成正比的關(guān)系，顯然并聯(lián)電容補(bǔ)償后可以減少電力系統(tǒng)的電能損失。并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置如圖8-1。圖8-1并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置主接線的主要設(shè)備及其作用：(1)并聯(lián)電容器組C。用于無功補(bǔ)償，與串聯(lián)電抗器匹配，濾掉一部分諧波電流。(2)串聯(lián)電抗器L。用于限制斷路器合閘是的涌流和分閘時(shí)的重燃電流；與電容器組匹配，

33、濾掉一部分諧波電流；防止并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置與供電系統(tǒng)發(fā)生高次諧波并聯(lián)諧振。(3)斷路器QF。為了投切和保護(hù)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。(4)隔離開關(guān)QS。為了在維護(hù)檢查并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置時(shí)有明顯電點(diǎn)。(5)電壓互感器TV1，TV2（或放電線圈）。為了實(shí)現(xiàn)電容器組的繼電保護(hù)，并聯(lián)電容器組退出運(yùn)行時(shí)放電。(6)電流互感器TA1，TA2。為了實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的電流測(cè)量和繼電保護(hù)。(7)避雷器F。作為過電壓保護(hù)。(8)熔斷器FU。作為單臺(tái)電容器的保護(hù)。8.3 并聯(lián)電容補(bǔ)償如選擇型號(hào)CY-1-20-1型電容器，已知， 。,并聯(lián)電容器數(shù)：，取m=9。串聯(lián)電容器數(shù)：，取n=5電容器組總?cè)萘亢涂傋杩篂椋?校驗(yàn)：所以補(bǔ)償容量滿足要求。第9章