牽引變電所設(shè)計的課程設(shè)計

設(shè)計原始題目1.1具體題目《供變電工程課程設(shè)計指導(dǎo)書》的牽引變電所B。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。設(shè)計基本數(shù)據(jù)如表1所示。圖1牽引供電系統(tǒng)示意圖表1設(shè)計基本數(shù)據(jù)項目B牽引變電所左臂負(fù)荷全日有效值（A）320右臂負(fù)荷全日有效值（A）290左臂短時最大負(fù)荷（A）410右臂短時最大負(fù)荷（A）360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*120010kV地區(qū)負(fù)荷功率因數(shù)0.83（感性）牽引變壓器接線型式Y(jié)N,d11牽引變壓器110kV接線型式簡單（雙T）接線左供電臂27.5kV饋線數(shù)目2右供電臂27.5kV饋線數(shù)目210kV地區(qū)負(fù)荷饋線數(shù)2回路工作，一回路備用預(yù)計中期牽引負(fù)荷增長40%如圖1所示，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，其中，電力系統(tǒng)1、2容量分別為250MVA和200MVA，選取基準(zhǔn)容量為200MVA，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0.13和0.15；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0.15和0.17。對每個牽引變電所而言，110kV線路為一主一備。圖1中，、、長度分別為25km、40km、20km，線路平均正序電抗為0.4/km，平均零序電抗為1.2/km。1.2要完成的內(nèi)容通過對題目的分析，本課程設(shè)計通過參照《供變電工程》手冊里面的要求對牽引變電所B的牽引變壓器進(jìn)行容量計算，運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)的計算及對于母線電壓不平衡度的計算、校驗和對電氣主接線的設(shè)計等。2設(shè)計課題的計算與分析2.1計算的意義本課程設(shè)計的主要內(nèi)容是針對牽引變電所B的設(shè)計，重點(diǎn)在于對牽引變壓器的容量計算、運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)的計算以及通過計算最小運(yùn)行方式下的負(fù)序電抗和注入110kV電網(wǎng)的負(fù)序電流來計算母線電壓的不平衡度和對于電氣主接線的設(shè)計等。2.2詳細(xì)計算2.2.1牽引變壓器容量計算牽引變電所的主變壓器采用YN,d11接線型式，主變壓器正常負(fù)荷計算：將320A，=290A,=0.9，=27.5kV代入得：S=20505.375（kVA）三相YN,d11接線變壓器的最大容量計算：將410A，=290A代入得：=24960.375（kVA）為滿足鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，牽引變壓器留有一定余量，預(yù)計中期牽引負(fù)荷增長40%。所以，考慮安全裕量后的容量計算：=28707.525（kVA）2.2.2牽引變壓器過負(fù)荷能力校驗=16640.25（kVA）（K=1.5）2.2.3牽引變壓器功率損耗計算設(shè)=161A，=151A，根據(jù)下面的公式計算：其中，每臺牽引變壓器的額定短路損耗kW，A全年實(shí)際空載電能損失為：=33.726其中，每臺牽引變壓器的額定空載損耗kW全年牽引變壓器的實(shí)際總電能損失為：=72.1862.2.4牽引變壓器在短時最大負(fù)荷下的電壓損失歸算到27.5kV側(cè)，三相結(jié)線牽引變壓器的電抗值：=1.19Ω引前相和滯后相最大電壓損失：代入數(shù)值可得：=1091.44V，=1490.30V電壓損失：=2581.7428V2.2.5牽引變電所電壓不平衡度(1)計算電網(wǎng)最小運(yùn)行方式下的負(fù)序電抗：已知=0.17,=25km，=0.4/km，代入求得20(2)計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：=55.922A(3)構(gòu)造歸算到110kV的等值網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)三相雙繞組牽引變壓器，供電系統(tǒng)等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。圖2歸算到110kV，三相雙繞組牽引變壓器、供電系統(tǒng)等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)(4)牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計算及校驗相負(fù)序電壓計算：=1118.4V110kV母線電壓不平衡度計算及校驗按下式進(jìn)行：%.5%本次課程設(shè)計按2.5%考核，將=1118.4V代入公式得=1.76%<2.5%。所以，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(bǔ)償裝置等方法可以改善負(fù)序影響。2.2.6牽引變電所主接線設(shè)計本設(shè)計采用雙T接線方式作為牽引變電所B的主接線。在雙T接線中，兩路電源，兩臺變壓器只需兩套斷路器，所以與橋型接線相比，雙T接線需要高壓電器更少，配電裝置結(jié)構(gòu)更簡單，線路繼電保護(hù)也簡單。雖說由于分支數(shù)過多，對可靠性的影響會相對增加。但對于本設(shè)計，由于只需兩路饋線，所以選雙T接線有更高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，并能達(dá)到可靠性要求。本設(shè)計采用100%完全備用，當(dāng)一套設(shè)備發(fā)生故障，經(jīng)過正確的倒閘操作順序，另一設(shè)備啟用，以提高供電的可靠性。牽引變電所主接線設(shè)計見附錄。3小結(jié)本次課程設(shè)計是有關(guān)牽引變電所B的設(shè)計和牽引變壓器的容量計算、運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)的計算以及母線電壓的不平衡度計算和對于電氣主接線的設(shè)計等。首先，三相YN,d11接線牽引變電所是一種特殊的變電所。這種牽引變壓器低壓側(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。在兩臺牽引變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況下，當(dāng)一臺停電時，供電不會中斷，運(yùn)行可靠方便。但是卻存在牽引變壓器容量不能得到充分利用的問題，最高也只能達(dá)到84%。另外，與采用單相接線牽引變壓器的牽引變電所相比，主接線要復(fù)雜一些，用的設(shè)備、工程投資也較多，維護(hù)和檢修工作量及相應(yīng)的費(fèi)用也有所增加。其次，本設(shè)計采用雙T接線方式。雙T接線方式有更高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，需要的斷路器最少，結(jié)構(gòu)簡單并且在本設(shè)計中只需兩路饋線，能夠達(dá)到可靠性要求。當(dāng)一套設(shè)備發(fā)生故障，另一設(shè)備可啟用，提高了供電的可靠性。最后，本設(shè)計使用visio繪圖軟件繪出牽引變電所的電氣主接線圖，變壓器采用YN,d11接線，牽引變壓器110kV側(cè)主接線采用雙T接線。參考文獻(xiàn)[1]李彥哲,胡彥奎,王果等.電氣化鐵道供電系統(tǒng)與設(shè)計[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,2006:25-33.[2]張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,201