牽引設計樣例

1、牽引供電系統(tǒng)課程設計成績評定表姓 名性別 學號專業(yè)、班級課程設計題目： 課程設計內容提要摘要： 關鍵詞：成績評定依據考核指標分值得分學習態(tài)度和紀律性20設計分析合理性20設計可行性和創(chuàng)造性20設計結果正確性20設計報告的規(guī)范性20總分成績評定成績： 指導教師（簽章）： 2013年12月 15日2目 錄第1節(jié) 本次設計概述11.1設計方案概述11.2設計原始資料1第2節(jié) 牽引變壓器容量計算32.1 變壓器容量計算步驟32.2 牽引變壓器容量計3第3節(jié) 牽引變壓器運行指標計算53.1 牽引變壓器全年電能損耗計算53.2 牽引變壓器的電壓損失63.3 牽引變電所電壓不平衡度計算6第4節(jié) 牽引變電所主

2、接線設計9第5節(jié) 短路電流計算105.1 短路計算示意圖及有關數據105.2 短路電流計算11第6節(jié) 開關設備選型及熱穩(wěn)定性校驗136.1 高壓斷路器136.2 隔離開關15第7節(jié) 室內外母線選型及校驗187.1 室外母線選型及校驗187.2 室內母線的選型和校驗19第8節(jié) 支持絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗218.1 穿墻套管的選型和校驗218.2 支持絕緣子的選型和校驗22第9節(jié) 互感器的選型和校驗249.1 110kV電壓互感器的選型和校驗249.1 110kV電流互感器的選型和校驗26第10節(jié) 牽引變電所防雷接地保護2810.1 變電所防雷保護設計2810.2 變電所接地設計29第11節(jié)

3、 設備清單31總結體會32參考文獻33附錄34第1節(jié) 本次設計概述1.1 設計方案概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、運行技術指標的計算，牽引變電所電壓不平衡度計算，短路電流的計算；牽引變壓器的選擇，開關及導線的選擇，電壓、電流互感器的選擇；防雷接地設計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，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

4、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計數據如表1所示。表1-1 牽引變電所基本設計數據項目牽引變電所A左臂負荷全日有效值（A）180右臂負荷全日有效值（A）300左臂短時最大負荷（A）注280右臂短時最大負荷（A）420牽引負荷功率因數(感性)0.810kV地區(qū)負荷容量（kVA）2200010kV地區(qū)負荷功率因數(感性)0.83牽引變壓器接線型

5、式YNd11牽引變壓器110kV接線型式外橋左供電臂27.5kV饋線數目2右供電臂27.5kV饋線數目2預計中期牽引負荷增長45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或者220kV三相電變換成適合電力機車使用的27.5kV單相電的任務。由于牽引負荷具有不穩(wěn)定性、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，因此要求牽引變壓器具有一定的過負荷能力和抗沖擊電流的能力。綜合考慮后選擇了接線形式的牽引變壓器，并且采用固定備用方式。通過查表選擇的是2.1 變壓器容量計算步驟a

6、) 根據任務書中規(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)格選定變壓器的數量和容量稱為安裝容量。2.2 牽引變壓器容量計2.2.1 牽引變壓器接線方式這里我們采用的是三相YNd11的接線方式，其接線原理圖如下：2.2.2 牽引變壓器的計算容量正常負荷運行下的計算容量： 其中：重負荷臂有效電流(A)輕負荷臂有效電流(A)三相變壓器的溫度系數，一般取0.94牽引變電多牽引母線額定電壓，取

7、27.5kV將代入上式得:緊密運行下的計算容量為：其中：重負荷臂緊密運行時有效電流(A)將代入上式得：校核容量的確定：所以根據附錄選擇的牽引變壓器為2.2.3 中期變壓器容量估算為了滿足鐵路運輸的發(fā)展，牽引變壓器要留有一定的余量，預計中期牽引負荷增長了45%則：校核容量為：根據以上計算和附錄選擇牽引變壓器為所以最終選擇的牽引變壓器為第3節(jié) 牽引變壓器運行指標計算牽引變壓器是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的特殊裝置，是牽引變電所的心臟，對牽引變壓器的各種指標的計算和校驗有著非常重大的意義。它是判斷牽引變壓器選擇是否合理的標準之一。牽引變壓器的運行指標主要有變壓器功率損失、在短時最大負荷工況下的電壓損失以

8、及變電所短時最大負荷工況下的不平衡度等，在這里分別對其做了計算，以此來評估變壓器選型的合適與否。3.1 牽引變壓器全年電能損耗計算在牽引變電所中，牽引變壓器采用的是YNd11接線方式，備用方式是固定備用，即運作時一臺變壓器運行一臺備用。重負荷臂平均電流，輕負荷臂平均電流，饋線日有效系數，取值為1.41由可得：兩供電臂電流在接線形式的牽引變壓器三角形接線繞組中得分配關系見下：可得變壓器則全年實際負載電能損失為： 其中 全年實際空載電能損失： 式中全年牽引變壓器的實際總電能損耗為：結合牽引變壓器的經濟運行，增大牽引變壓器容量而引起的一次投資和相應電費量的增加，可以在近期內減少的牽引變壓器電能損失所

9、支出的費用補償回來，所以的選擇是合理以及經濟的。3.2 牽引變壓器的電壓損失三相接線變壓器的阻抗：參數定義：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。原邊Y接相阻抗歸算到27.5KV側對應Y接，并把Y接轉換成接，即次邊繞組阻抗為：三相牽引變壓器電壓損失計算：超前相電壓損失計算式：滯后相電壓損失計算式：功率因數為0.8（感性）則：由于兩側負荷的功率因數是一樣的，并且都是為，所以引前相和滯后相得電壓損失如下超前相繞組的電壓損失為：，計算得：滯后相繞組的電壓損失為：，計算得： 在實際中需要計算三相變壓器的最大電壓損失，其計算條件一般是供電臂電流和牽引網電壓損失計算條件相對

10、應的，當功率因數為時，其計算如下所示：超前相繞組的最大電壓損失為：，計算得： 滯后相繞組的最大電壓損失為：，計算得： 滯后相繞組的電壓損失比超前相大，重負荷設在超前相，也就是a相。3.3 牽引變電所電壓不平衡度計算由于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。對于三相雙繞組牽

11、引變壓器，供電系統(tǒng)等值負序網絡如下圖所示：電網最小運行方式下的負序電抗：其中是牽引變電所相關電力系統(tǒng)最大電抗標幺值，即是所以：（）牽引變電所在緊密運行工況下注入110kV電網的負序電流：計算可得： 相負序電壓計算： 110kV母線電壓不平衡度計算及校驗按下式進行： 對于三相雙繞組牽引變壓器，10kV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。最終結果見下表：表3-1電壓損失/V最大電壓損失/V超前相滯后相超前相滯后相730.5851293.2731145.0691378.075110kV母線電壓不平衡度2

12、.2%10kV母線電壓不平衡度2.69%全年電能損失/kWh/a59.679第4節(jié) 牽引變電所主接線設計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、可靠供電的需求和電能質量。主接線應在變壓器接線方式、諧波無功補償和調壓方面采取有效的改善電壓質量措施。b) 具有必要的運行靈活性，使檢修維護安全方便。現代技術的自動裝備和監(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) 應有較好的經濟性，力求減少投資和運行費用。在可能和充分論證

13、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，并使運行轉換方便，但也可采用無母線接線形式。采用不同形式的匯流母線即構成不同的接線方式。本次設計的饋線數目很少，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，在結構上便于發(fā)展為單母線

14、或具有旁路母線的單母線結線。具有很高的經濟實用性，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，經過正確的倒閘操作順序，另一設備啟用，以提高供電可靠性。接線圖參見附錄。第5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。短路計算時電網電源容量按無限大容量考慮；計算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。5.1 短路計算示意圖及有關數據電力系統(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

15、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。關于短路計算考慮簡化計算，電網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。沖擊系數按表5-1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）1561060560265.2 短路電流計算牽引變壓器高壓側（）發(fā)生三相接地短路時，：

16、短路電路圖如下所示：取電網電源為無限大功率電源，內阻抗為零，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（）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

17、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： 計算結果：電壓等級110kV27.5kV10kV (kA)11.06585.54361.5154 (kA)28.16913.3283.323第6節(jié) 開關設備選型及熱穩(wěn)定性校驗 開關設備包括斷路器、熔斷器、隔離開關和負荷開關等電器。選擇標準見下表所示，根據表中條件，選擇合理的開關設備并校驗。 開關電器的選擇與校驗 表61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UeUgIeIgmaxIekIZidwichIt2tIZ2tjx隔離開關UeUgIeIgmaxidwichIt2tIZ2tjx負荷開關UeUgI

18、eIgmaxIekIZidwichIt2tIZ2tjx熔斷器UeUgIeIgmaxIekIch表61中 Ue、Ie、Iek分別為開關電器的額定電壓、額定電流和額定開斷電流； Ug、Igmax、IZ分別為開關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；idw、It、t分別為開關電器的動穩(wěn)定電流峰值、熱穩(wěn)定電流及其試驗時間；tjx假想時間，tjxtjtdl0.05（s）tj繼電保護整定時間（s）；tdl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。6.1 高壓斷路器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條件選擇斷路

19、器的類型和型號，及戶外或戶內，以及滅弧介質的種類。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。牽引主變壓器高壓側（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：根據上面數據和表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，滿足要求牽引主變壓器低壓側（27.5kV）我們選擇的是戶外少油斷路器。型號選擇如下：工作點

20、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：根據上面數據和表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，滿足要求電力變壓器高壓側我們選擇的是戶內真空斷路器。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：根據上面數據和表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，滿足要求電力變壓器低壓側我們

21、選擇的是戶內真空斷路器。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：根據上面數據和表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6.2 隔離開關牽引變壓器110kV隔離開關型號選擇如下：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：根據上面數據和表61的條件，以及附錄可選擇的隔離開關型號為： 型的隔離開關校驗隔離開關的動穩(wěn)定性：隔離開關的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗隔離開關的熱穩(wěn)定性：隔離開關的熱穩(wěn)

22、定電流，隔離開關的試驗時間假想時間,所以，滿足要求牽引主變壓器27.5kV隔離開關型號選擇如下：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：根據上面數據和表61的條件,以及附錄可選擇的隔離開關型號為：校驗隔離開關的動穩(wěn)定性：隔離開關的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗隔離開關的熱穩(wěn)定性：隔離開關的熱穩(wěn)定電流，隔離開關的試驗時間假想時間,所以，滿足要求電力變壓器27.5kV隔離開關型號選擇如下：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：根據上面數據和表61的條件，以及附錄可選擇的隔離開關型號為：校驗隔離開關的動穩(wěn)定性：隔離開關的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足

23、要求校驗隔離開關的熱穩(wěn)定性：隔離開關的熱穩(wěn)定電流，隔離開關的試驗時間假想時間,所以，滿足要求電力變壓器10kV隔離開關型號選擇如下：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：根據上面數據和表61的條件，以及附錄可選擇的隔離開關型號為：校驗隔離開關的動穩(wěn)定性：隔離開關的動穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗隔離開關的熱穩(wěn)定性：隔離開關的熱穩(wěn)定電流，隔離開關的試驗時間假想時間,所以，滿足要求選擇的開關型號見下表：110kV27.5kV10kV斷路器隔離開關第7節(jié) 室內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

24、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要好。各種母線都要求有良好的導電性，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據見下：室外母線110kV進線側、進入高壓室的27.5kV進線側、從高壓室出來的27.5kV饋線側、10kV饋線側的母線均為軟母線。室內母線高壓室內27.5kV硬母線長度l2000mm； 相間距a600mm 高壓室內 10kV 硬母線長度l1200mm； 相

25、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導線名稱選擇校驗按導線長期發(fā)熱允許電流選擇按經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7.1 室外母線選型及校驗室外110kV進線側為軟母線。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，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)定系數取為99肌膚效應系數，取1則根據前面的,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，可知選擇鋼芯鋁絞線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據前面的,可得，滿

26、足要求從高壓室出來的27.5饋線側母線。選擇的型號也是鋼芯鋁絞線從高壓室出來的10kV饋線側母線。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，可知選擇鋼芯鋁絞線滿足要求。校驗母線熱穩(wěn)定性：，則根據前面的,可得，滿足要求7.2 室內母線的選型和校驗室內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，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，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

27、)。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)。所以最大沖擊應力為：室內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，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LMY垂直放的硬鋁母線LMY垂直放的硬鋁母線第8節(jié) 支持絕緣子和穿墻套管

28、的選擇和校驗支持絕緣子和穿墻套管在配電裝置中用以固定母線和導線，并使導體與地或與處在其他電位下的設備絕緣。所以支持絕緣子和穿墻套管應有足夠的電強度和機械強度，并能耐熱。屋外用的支持絕緣子和套管應具有防潮和濕閃的能力，以及在污穢區(qū)應符合防塵和加強絕緣泄漏比距的要求。選擇標準見下表： 支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗 表81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，查產品手冊； Fjs計算作用力； 06安全系數。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

29、距分別為L和，則左端絕緣子和穿墻套管受力分別為：8.1 穿墻套管的選型和校驗27.5kV進線側穿墻套管的選型和校驗由前面的計算可知：，所以選擇校驗熱穩(wěn)定性：由前面的計算可知：又，所以 滿足要求校驗動穩(wěn)定性：由前面的計算可知：查表可知：所以 滿足要求27.5kV進線側穿墻套管的選型和校驗同進線側一樣，所以選擇10kV進線側穿墻套管的選型和校驗由前面的計算可知：，所以選擇校驗熱穩(wěn)定性：由前面的計算可知：又，所以 滿足要求校驗動穩(wěn)定性：由前面的計算可知：查表可知：所以 滿足要求8.2 支持絕緣子的選型和校驗110kV側支持絕緣子選型和校驗根據額定電壓可選擇：校驗動穩(wěn)定性：選擇，由前面的結果：所以查表

30、可知：所以 滿足要求27.5kV進線側支持絕緣子選型和校驗根據額定電壓可選擇：校驗動穩(wěn)定性：由前面的計算可知：查表可知：所以 滿足要求27.5kV出線側支持絕緣子的選型和校驗同進線側一樣，所以選擇10kV進線側支持絕緣子的選型和校驗根據額定電壓可選擇校驗動穩(wěn)定性：由前面的計算可知：查表可知：所以 滿足要求最終結果見下表：表8-2電壓等級110kV27.5kV10kV支持絕緣子穿墻套管第9節(jié) 互感器的選型和校驗本次課程設計只做110kV側A、B、C三相的儀用電壓、電流互感器選擇與校驗。根據設計需要選擇每相上的儀表種類、個數和連接方式，然后決定測量用電壓、電流互感器的連接、選型與校驗（設計中假設儀

31、表盤距電壓、電流互感器安裝點30m）。 電流、電壓互感器選擇與校驗 表91選擇校驗電壓電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定電流互感器U1eUgIeIgmaxIZ2tjx（ktI1e）21電壓互感器0.9UgU1e1.1UgW2W2e-式中，kt電流互感器熱穩(wěn)定倍數； kdw電流互感器動穩(wěn)定倍數； W2、W2e分別為二次側每相負荷（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。9.1 110kV電壓互感器的選型和校驗電壓互感器的選型假設二次負荷為：一個饋線上共有一個有功瓦時計，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?；ジ衅鹘泳€形式及負載連接圖類為接線形式。110kV側的電壓互感

32、器是用于計費，并不需要起保護作用，因為如果110kV側發(fā)生故障時，其他地方的電力系統(tǒng)會啟動繼電保護裝置跳閘，將故障切除，所以選擇準確級0.5級的電壓互感器。它的基本數據見下表表9-2型號額定電壓（kV）額定容量（VA）最大容量（VA）原邊副邊1級3級50010002000電壓互感器的校驗由于電壓互感器的主接線中是與主回路并聯(lián)，主接線及主回路發(fā)生短路時，電壓互感器不會通過短路電流，所以對電壓互感器不需要校驗短路時的穩(wěn)定型，只需進行容量校驗就可以了。電壓互感器二次負荷統(tǒng)計表如下表9-3：表9-3儀表名稱儀表電壓線圈數儀表總數儀表所需功率ab相bc相每個總計有功瓦時計111.51.50.380.92

33、50.571.38750.571.3875無功電度表111.51.50.380.9250.571.38750.571.3875電壓表114.54.5104.5總計5.642.781.142.78所以：， ，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相總負荷：計入接于相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，則b相總負荷為：故選擇型號電壓互感器，容量滿足要求。9.1 110kV電流互感器的選型和校驗電流互感器選型最大長期工作電流所以可選用型電流互感器，電流比為，有兩個鐵芯，其中準確度0.5級的供儀表用，1級的供保護用。由資料知，兩鐵芯的對應額定容量

34、為，熱穩(wěn)定倍數，電動力穩(wěn)定倍數。電流互感器校驗進行電流互感器二次負載的計算和校驗每相互感器二次負荷如下表 表9-3儀表名稱二次負荷A相B相C相電流表（ITIA型）3.0有功功率表（IDIW）型1.451.45有功瓦時計（DSI）0.50.5總計1.053.01.05由最大一相（B相）負載為依據，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：由前面的計算結果可知：，所以， ，滿足要求動穩(wěn)定性校驗：由前面的計算結果可知：，所以，滿足要求校驗作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機械應力：假設則滿足動穩(wěn)定性校驗，說明互感器對機械力的作用是穩(wěn)定的。因此，選擇型兩鐵

35、心互感器能滿足要求。最終結果見下表：表9-4電壓互感器電流互感器第10節(jié) 牽引變電所防雷接地保護10.1 變電所防雷保護設計變電所的設備相對集中，一旦發(fā)生雷電事故，往往導致重要電氣設備的損壞，更換修復困難，并造成大面積停電，嚴重影響國民經濟和人民生活，因此變電所的防雷保護要求十分可靠。變電所遭受的雷電災害一般來自兩個方面：一方面是雷直擊變電所；另一方面是雷擊輸電線路后產生的雷電波沿該導線侵入變電所。對直擊雷的保護，一般采用避雷針或避雷線，根據我們運行經驗，凡裝設符合規(guī)定要求的避雷針（線）的變電所繞擊和反擊事故率是非常低得，約每年每百所0.3次。由于雷擊線路比較頻繁，沿線路侵入的雷電波的危害是變

36、電所雷害事故的主要原因，雷電流的幅值雖然受到線路絕緣的限制，但變電所電氣設備的絕緣水平比線路絕緣低，主要措施是在變電所內安裝合適的避雷器以限制電氣設備上得過電壓峰值，同時設置進線保護段以限制雷電流幅值和侵入波的陡度。避雷針的選取取單只避雷針高度為，則根據可知其在處的保護范圍為：，在地面上的保護范圍為：取兩只避雷針的高度也為，兩針外側的保護范圍按單只避雷針的計算方法確定，兩針間的保護范圍由于相互屏蔽而使保護范圍增大，假設兩避雷針間的距離為：，那么兩針保護范圍上部邊緣最低高度為：，兩針間在高度為處水平面上一側保護范圍最小寬度為：，在地面上一側保護范圍最小寬度為：所以選擇兩只高度為的避雷針滿足要求。

37、避雷器的選擇避雷器是專門用以限制線路傳來的雷過電壓或操作過電壓的一種防雷裝置，它與被保護用得電氣設備并聯(lián)連接。對于主變壓器中性點的保護采用磁吹閥式避雷器型號，其基本數據見下表：表10-1型號額定電壓/kV滅弧電壓/kV工頻放電電壓/kV沖擊放電電壓/kV沖擊殘壓/kV不小于不大于預放電時間預放電時間5kA時10kV時FCZ-110110126255290345332365對于110kV交流電氣設備的過電壓保護采用,其基本數據見下表：表10-2型號額定電壓/kV系統(tǒng)額定電壓/kV殘壓峰值/kV雷擊沖擊電流下不大于操作沖擊電流下不大于陡坡沖擊電流下不大于Y5W5-126/4391267333228

38、238227.5側的避雷器選用普通的閥式避雷器，其畢本數據見下表：表10-3型號額定電壓/kV滅弧電壓/kV工頻放電電壓/kV沖擊放電電壓預放電時間及波形不小于不大于FZ-30J3025566711010側的避雷器選用普通的閥式避雷器，其畢本數據見下表：表10-3型號額定電壓/kV滅弧電壓/kV工頻放電電壓/kV沖擊放電電壓預放電時間及波形不小于不大于FZ-151520.542527810.2 變電所接地設計電力系統(tǒng)中得工作接地、保護接地和防雷接地是很難完全分開的，變電所的接地網實際是集工作接地、保護接地和防雷接地為一體的良好接地裝置。一般的做法是：除利用自然接地極以外，根據保護接地和工作接地

39、要求敷設一個統(tǒng)一的接地網，然后再在避雷針和避雷器安裝處增加根集中接地極以滿足防雷接地的要求。接地網以水平接地極為主，應埋于地表以下，以免受到機械損壞，并可減少冬季土壤表面凍結和夏季水分蒸發(fā)對接地電阻的影響，網內鋪設水平均壓帶做成方孔接地網。接地網中兩水平接地帶之間的距離一般可取，接地網的外緣應圍繞設備區(qū)域連成閉合環(huán)形，入口處鋪設成帽檐式均壓帶。最終結果見下表：表10-4電壓等級110kV27.5kV避雷器,避雷針兩只第11節(jié) 設備清單牽引變壓器： 電力變壓器：三相雙繞組開關設備：電壓等級110kV27.5kV10kV斷路器隔離開關母線:電壓等級110kV27.5kV10kV室外LGJ210鋼芯

40、鋁絞線LGJ400鋼芯鋁導線LGJ25鋼芯鋁導線室內LMY垂直放的硬鋁母線LMY垂直放的硬鋁母線支持絕緣子和穿墻套管：電壓等級110kV27.5kV10kV支持絕緣子穿墻套管110kV電壓、電流互感器：電壓互感器電流互感器避雷器：電壓等級110kV27.5kV10kV避雷器,避雷針兩只 總結體會這是大學四年來第一次接觸到課程設計，它相當于是一次大的作業(yè)，不過卻與我們平時做的作業(yè)抑或是實驗都有著很大的不同。在完成這次課程設計中，我遇到了很多不解和難題，就連平時覺得學得不錯的東西也出現了偏差，因此走了很多彎路。不過在總的思路定型之后，算是小小的松了一口氣，內心也是愉悅的。就這樣在不斷遇到問題、解決

41、問題的過程中，我完成了本次設計，也加深對以前所學知識的理解和鞏固，同時也學到了不少其它的東西。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。其次，課程設計是對所學知識的綜合與運用，這次課程設計

42、讓我對電力牽引供變電技術中得設備選型、校驗，絕緣接地等原理都有了更具體的認識；鞏固了對牽引供電系統(tǒng)分析中的變壓器選型、過負載校驗，變電所中電壓、功率損失等知識的理解和記憶。自然，在這次設計中我也發(fā)現了自己的很多不足，對以前所學知識理解得不夠深刻，掌握得也不牢，有的甚至連基本的概念都沒怎么弄清楚，以至于在實際運用中出現了很多的問題。再次，在這次課程設計中鍛煉了我的信息檢索能力和篩選能力，同時使對一些基本軟件用得更加的得心應手，比如說Office軟件、畫圖軟件等等。最后，通過這次的課程設計，我充分的認識到自己所學的局限性和缺乏經驗性，也更加的明白了，不把所學運用到實際中去，是很難發(fā)現問題的，同時也

43、很難提高自己。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 西南交通大學出版社，1998【2】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，2007【3】鐵道部電化工程局電氣化勘測設計處主編 電氣化鐵道設計手冊接觸網 中國鐵道出版社 1983.2【4】吳廣寧 主編高電壓技術機械工業(yè)出版社，2007【5】譚秀炳 主編交流電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)西南交通大學出版社，2002【6】張保會 尹項根 主編電力系統(tǒng)繼電保護中國電力出版社，2007【7】劉國亭 電力工程CAD中國水利水電出版社,2006附錄

44、三相雙繞組牽引變壓器主要技術數據 表1設備型號SF110000110SF115000110SF120000110SF131500110SFY40000110SF720000110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（）25222

45、212連接組別YN，d11YN，d11YN，d11YN，d11YN，d11YN，d11冷卻方式ONAFONAFONAFONAFONAFONAF三相雙繞組電力變壓器主要技術數據 表2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，d11037225266520005537022315076530204000926401950010877019630130920188001541100151000180135014125022016301316002651950122000340198011

46、2500400230011JCC1戶外型電壓互感器主要技術數據 表3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)100030+4011001100100350010002000JCC1110TH濕熱地區(qū)10000+40JCC1110GY高原地區(qū)300030+40測量用電流互感器標準準確級及最大誤差允許值 表4準確度負荷范圍（）在下列額定電流百分數時的電流誤差（）在下列額定電流百分數時的相位差（+-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-3.0-3.05-3.0-3.0保護用電流互感器標準準確級及最大誤差允許值 表5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5P160510P310LCWD2110型電流互感器主要技術數據 表6額定一次電流（A