高速铁路10kV配电所设计Word文件下载.docx

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答辩委员会主席：

评　　阅　　人：

二0一一年八月三十一日

摘要

配电所是高速铁路电力供电系统的重要组成部分，它直接影响整个高铁电力供电系统的安全与经济运行，铁路运输中最重要的行车调度指挥，列车控制、信息传输、旅客服务等系统的持续正常运行都有赖于可靠的电力供应。

电气主接线是配电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、微机保护和自动装置的确定，是配电所电气部分投资大小的决定性因素。

本次设计建设一座10kV高速铁路配电所。

首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。

前言1

一．设计题目及设计任务书2

1.设计原始资料2

2.设计主要任务3

3．设计成果3

二、设计说明书4

1．高速铁路电力供电系统简介4

2．10kV配电所的选址5

3.用电负荷分布及其等级5

4.电气主接线的选择7

5.所用电接线设计和所用变压器的选择9

6.有载调压器的选择11

7.电力供电系统10kV线路补偿设备的选择13

8.主要电气设备的选择14

9.配电所的防雷保护规划19

三．设计图纸及照片21

四．参考文献24

五．心得体会25

前言

毕业设计，是由学生独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业：

也是培养大学生实践能力、创新能力、培养应用型工程技术人才的最重要的实践教学环节。

在提高学生综合实践的能力，奠定从事科研的基础，以及增强学生综合素质等方面，具有不可替代的作用。

通过实习和毕业设计把我们所学的理论知识以及实际动手综合起来，这样不但达到了对实际理论知识“温故而知新”的目的，而且也达到了由理论到实践，由实践到理论的有机结合。

下面，我对厦深高速铁路10kV配电所进行设计。

由于我的水平有限设计中难免会有疏忽或错误之处，请各位老师批评指正。

二设计说明书

根据设计任务书的要求，依据《铁路工程设计技术手册-电力》中有关规定、遵照《关于新建厦门至深圳铁路设计要求的批复》中有关规定，现对厦深高速铁路厦门枢纽段10KV配电所进行设计。

1．高速铁路电力供电系统简介

高速铁路电力供电系统属于企业供配电系统之一，有相对独立而完整的网络。

大量的动力、照明等用电设备构成了铁路电力供电系统的终端体系。

高速铁路电力供电系统从地方电网接引电源，通过变配电系统向沿线的路内动力照明设施供电，是确保调度指挥、信号、通信、旅客服务等系统重要负荷安全、可靠、不间断运行的基础设施。

高速铁路用电负荷的突出特点是点多、线长、容量小、重要负荷分布广，因此需要十分可靠的电源。

负荷中分布最广、最重要的是信号和通信负荷，它们是行车安全的重要保障，对供电可靠性的要求最高，信号负荷平均每10km就有一处；

在时速200km及以上铁路中，通信系统成为行车信号的载体，为了实现无线通信信号无缝覆盖，平均每2.5~3km就有一处通信负荷点，每个通信信号用电点的容量在几kVA到几十kVA不等。

高速铁路电力供电系统配电线路的电压一般采用交流10kV,采用两端供电式配电网络，相邻配电所供电距离一般为20~30km,故障越区供电时不超过60km,双回电力贯通线路采用单芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆，区间均采用箱式变电站向通信、信号负荷供电，箱式变电站的间距一般为1~3km。

2．10kV配电所的选址

厦门枢纽布局：

厦门枢纽包含厦门、厦门西、新角美二个客运站、中间站一个，东孚区段站一个。

其中厦门、厦门西为一等站，新角美为二等站，东孚区段站为二级四场，铁路正线公里46km。

根据厦门枢纽负荷分布特点、尽量靠近地方电源点、交通运输方便、不占或少占农田、较开阔地区、进出线方便等原则，厦门枢纽10kV配电所设置在东孚区段站内，东孚区段站位于厦门市海沧区内，毗邻海沧东孚工业区，交通便利，与福厦高铁10kV杏林配电所（既有）距离15km,与厦深高铁10kV漳州南配电所（同期新建）距离26km，故障时跨所供电41km,满足高速铁路配电网络设计规范要求，命名新建铁路厦深线东孚10kV配电所。

3.用电负荷分布及其等级

3.1用电负荷分布：

车站、段（所）负荷主要包括：

通信、信号、信息系统、接触网上电动隔离开关操作电源、动车检修设备、道岔除雪设备、空调、通风、电（扶）梯、给排水、照明等。

区间负荷主要包括：

信号中继站、无线通信基站、视屏监视设备、光纤直放站、电力牵引各所用电、隧道照明、通风及监控设备、立交桥排水设备等。

3.2用电负荷等级

一级负荷主要包括：

与行车密切相关的通信、信号及信息系统的主要设备；

动车组运用检修设备中与动车组运用密切的相关设施；

牵引变电所各所用电；

车站及有关大型建筑应急照明和大型站房、特大型站房公共区照明、消防设备、防灾报警系统等。

其中一级负荷中特别重要的负荷有：

与行车密切相关的通信、信号、综合调度系统中德计算机控制设备；

特大型站重要场所等影响公共安全的用电设施、应急照明、消防设备、防灾报警系统等。

二级负荷主要包括：

为通信、信号主要设备配置的专用空调和人员密集场所的车站候车室及贵宾候车空调；

综合维修工区；

检测中心；

给排水设施；

道岔融雪设备；

中间站公共区照明供电负荷；

站、段（所、场）接触网上电动隔离开关操作电源等。

4.电气主接线的选择

4.1铁路配电所电气主接线的基本要求

（1）确定配电所主接线时，应综合考虑电源情况，负荷性质和容量大小、变压器容量和台数，进出线回路数等因素。

力求接线简单、运行可靠、灵活。

操作、维护方便。

接线当中，应预留发展余地。

（2）具有一级负荷的配电所，应有两路相互独立的进线电源，其中一路应为专盘专线，另一路也应可靠。

每路电源一般要保证全部负荷供电，当一路电源停电时，另一路应保证一级和二级负荷的供电。

（3）配电所的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线，当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。

（4）配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关，当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关或隔离触头

（5）配电所的10kV或6kV非专用电源线的进线侧,应装设带保护的开关设备.

（6） 

10kV或6kV母线的分段处宜装设断路器,当不需带负荷操作且无继电保护和自动装置要求时,可装设隔离开关或隔离触头.

（7）两配电所之间的联络线,应在供电侧的配电所装设断路器,另侧装设隔离开关或负荷开关,当两侧的供电可能性相同时,应在两侧均装设断路器。

（8） 

配电所的引出线宜装设断路器,当满足继电保护和操作要求时,可装设带熔断器的负荷开关。

（9）接在母线上的避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关、配电所架空进、出线上的避雷器回路中，可不装设隔离开关。

（10）由地区电网供电的配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用电压，电流互感器

4.2配电所方案确定

根据配电所基本要求、铁路设计规定以及厦深高铁要求，确定如下方案：

（1）高速铁路用电负荷大部分为一级负荷，因此东孚10kV配电所采用二路独立的进线电源。

经现场调查，附近有110kV东孚变电站，距离3.1km，可申请专盘专线；

另一路10kV东阳开关站，距离3.8km，可申请专线。

（2）二路电源同时运行的10kV配电所，因此采用单母线断路器分段接线，设两段主母线。

断路器分断的单母线接线，接线简单清晰，设备少，且操作方便，适用于有两路电源同时运行的10kV配电所，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，正常情况母线分段运行，当一路电源停电后，分段断路器投入运行，由一路电源向两段母线供电。

（3）厦深高速铁路全线有二路贯通电力线路由配电所馈出，为自动闭塞信号设备供电。

为了保证自动闭塞信号变压器二次侧电压波动不超过±

10%，必须在配电所中装设有载调压变压器，给带有贯通馈出线的母线供电，一段母线安装一台。

5.所用电接线设计和所用变压器的选择

配电所的所用电是配电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑配电所发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电所安全，经济的运行。

所用变台数的确定：

根据本配电所的两路进线电源，两段主母线的特点，且配电所与AT所合建，同时所用变还要向AT所提供一路电源，因此选用两台不同容量的所用变压器。

所用变压器的容量应按所用负荷选择。

计算负荷可按照下列公式近似计算：

S＝照明负荷+其余负荷×

0.85（kVA）

所用变压器的容量：

Se≥S＝0.85∑P十P照明（kVA）

根据房建专业及配电所设备厂家提供设备容量资料，配电所照明及空调20kW,微保及交直流屏25kW,AT所照明及空调30kW,设备36kW。

所用变1：

S1＝0.85×

25+20＝41.25（kVA）

所用变2：

S2＝0.85×

（25+36）+20+30＝101.85（kVA）

根据容量选择所用电变压器如下：

型号：

SC10--50／l0；

容量为：

50（kVA）

连接组别号：

Dyn11调压范围为：

高压：

±

10％

阻抗电压为（%）：

3.91

型号SC10--125／l0；

125（kVA）

4.15。

所用电接线方式：

本配电所，380／220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。

每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证配电所正常运行。

6.有载调压器的选择

10%，配电所设有载调压器2台及专用贯通母线段供电。

10kV调压器接线型式包括Y/Y接线、△/Y接线、Y/Y/△接线。

Y/Y接线没有三次谐波通路，降低了变压器效率，因此高速铁路电力系统一般不采用。

△/Y接线、Y/Y/△接线都能引出中性点接地，提供了三次谐波通路，但是△/Y接线型式相对简单。

因此高速铁路10kV调压器变压器采用△/Y接线。

调压器的选择：

根据厦深线厦门枢纽主要供电负荷表统计，贯通线路上负荷为306kVA，考虑今后设备增容以及故障跨区供电，一级贯通有载调压器选用：

SCZ10--630／l0；

630（kVA）

5.92。

通信、信号设备备用电源、全线隧道照明、涵洞排水及空调设备等由综合贯通供电，综合贯通有载调压器选用：

型号SCZ10--800／l0；

800（kVA）

6.13。

调压器副边系统中性点接地方式的选择：

交流10kV电缆供电系统主要采用四种接地方式：

中性点直接接地、中性点经小电阻接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地。

其中，中性点直接接地和中性点经小电阻接地属于有限接地，中性点不接地和中性点经消弧线圈接地属于非有效接地。

（1）不同中性点接地方式的性能对比分析：

①过电压。

中性点非有效接地