电力牵引供电系统课程设计报告0001.docx

1、电力牵引供电系统课程设计报告0001电力牵引供电系统课程设计报告电力牵引供电系统课程设计评语：考 勤（10）守 纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专 业：电气工程及其自动化班 级： xxxxxxxxxxx 姓 名： xxxxxxxxx 学 号： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxx 2.3 详细计算 23.1 110kV进线侧母线的选择 23.2 电压互感器的选择 34.1 牵引变电所110kV侧主接线 34.2 牵引变电所馈线侧主接线 34.3 牵引变电所直供方式下的接线 31 设计原始题目1.1 具体题目某牵引变电所丙采用直接供电方式向

2、复线区段供电,牵引变压器类型为110/27.5kV,三相V-v接线,两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。牵引变电所供电臂长度km端子平均电流A有效电流A短路电流A穿越电流A丙21.023531591720023.518026210502141.2 要完成的内容根据已知题目,由已知的数据,确定变压器的安装容量,备用方式选为固定备用。选定变压器后,为该型号的变压器选择相关设备以及各种设备的接线形式。2 设计课题的计算与分析2.1 计算的意义牵引变压器是牵引供电系统的重要设备,其容量的大小关系到能否完成国家交给的运输任务和运营成本。从安全运行和经济方面来看,容量过小会使牵引变压器长期过载

3、,将造成其寿命缩短,甚至烧损;反之,如果容量过大,将使变压器长期不能满载运行,从而造成其容量浪费,损耗增加,使运营费用增大。因此,变压器的容量计算是极其必要的,要根据实际运营情况进行仔细运算,从而确定安装容量。2.2 三相V-v结线的牵引变压器的接线图三相V-v结线变压器的连接如下图2.1所示。图2.1 三相V-v接线牵引变电所2.3 详细计算2.3.1 计算容量的计算三相V-v接线变压器的计算容量公式为: （2-1）:,由此可得计算容量分别为:2.3.2 校核容量的计算三相V-v接线牵引变压器的最大负荷容量计算公式为: （2-2）: 由此可得最大负荷容量为分别为:考虑到牵引变压器允许过负荷5

4、0%,所以,其校核容量公式为: （2-3）由此可得校核容量分别如下: 2.3.3 安装容量的确定通过计算容量与校核容量的计算的比较,选择其中的较大者作为最后的安装容量。通过比较可知最大值为19250kVA,所以在固定备用形式下,选择变压器的容量为kVA作为最后的安装容量,选择型号为SFS9-20000/110的变压器,该型号变压器的容量为20000kVA,电压组合为kVA,连接组为。3母线及仪用设备的选择3.1 110kV进线侧母线的选择母线的最大长期工作电流可按变压器过载的1.3倍考虑,则:由附录中表1,查得LGJ-50型号母线允许载流量为160A(基准环境温度为25,允许温度为70),符合

5、式子其中表示通过导线的最大持续电流,表示对于额定环境温度的允许电流,表示温度修正系数。考虑冗余,110kV进线侧的母线选用截面积为35的LGJ35。3.2 电压互感器的选择电压互感器一次侧并联在电力回路中,二次侧额定电压通常为100V(或V),由于负载阻抗很大,相当于空载运行。使用中二次侧不允许短路,为安全起见,二次绕组应该接地。选型的两个重要参量为误差和准确度,两者均与功率因数有关。依照以上所述,进行电压互感器选型,如选择型号为JSQXF110ZH110kV、JDZX927.5kV的电压互感器。两者的相关参数见附录中的表2。4 牵引变电所主接线4.1 牵引变电所110kV侧主接线牵引供电系统

6、为一级负荷,需要两路独立电源进线。有题目中所给出的穿越电流可知,系统中有功率穿越,属于通过式变电所,并考虑到经济运行,本次采用桥型接线,考虑到变压器故障率较低,并且采用了固定备用形式,所以,变电所110kV侧主接线采用利于线路故障维修及检修的内桥形式。内桥接线图见下图4.1所示。4.2 牵引变电所馈线侧主接线馈线侧断路器的接线分为100%和50%两种备用形式。其中,100%备用形式3主要用于单线区段,牵引母线不同相的场合,其转换方便,可靠性高,但一次投资较大,而50%备用主要适用于单线区段,牵引母线同相的场合和复线区段,每相母线只有两条馈线的场合,牵引母线用两台隔离开关分段可以便于两段母线轮流

7、检修。本次设计,适用于复线区段,采用50%备用,并采用隔离开关分段。馈线侧断路器采用50%备用的接线形式如下图4.2所示。 图4.1 内桥型接线图 图4.2 馈线侧50%接线图4.3 牵引变电所直供方式下的接线单相V-v接线变压器有其固有的缺点,即需要在变电所内需设置第三台同样的单相牵引变压器做备用,使变电所主接线复杂,刀闸操作和备用自投装置麻烦,而三相V-v接线的变压器可以克服上述缺点。三相V-v接线变压器用于直供方式的接线图如下图4.3所示。图4.3 三相V-v接线用于直供方式的接线图5 小结本次变电所丙的设计,是在已知有效电流和短路电流的基础上进行相关运算,从而确定变压器的安装容量,进而

8、进行其参量分析,可以选择相应的母线、仪用设备,本次设计,选择110kV进线侧母线型号以及电压互感器的型号,与所选变压器进行配合使用。在设备选型完成的基础上进行运行特点分析,确定变电所的一次侧、馈线侧接线形式,从而确定并绘制主接线图。此次设计完成了牵引变压器容量计算、设备选型以及主接线的分析与绘制,但仍存在所选设备类型较少,对系统运行的分析不够细致等问题。参考文献1 李彦哲,王果,张蕊萍等.电气化铁道供电系统与设计M.兰州:兰州大学出版社,2006.196-2112 贺威俊,简克良.电气化铁道供电工程M.北京:铁道出版社,1983.21-78附录一 牵引变电所的主接线图下图为用于复线区段的110

9、kV/27.5kV三相V-v接线牵引变电所的主接线图。附录二 母线及电压互感器的型号参数列表表1 LGJ钢芯铝绞线的持续载流量标称截面积导体工作温度()708090载流量(A)1066788716851001152511013015035135160180501601902207019523026595230270300120260300335150325395455表2 电压互感器主要技术参数型号额定电压(kV)额定频率(f)准确级组合最高运行电压(kV)雷电冲击耐受电压(kV)二次负载(VA)JSQXF-110ZH-110kV27.5500.2(0.5)/3P(3P)40.5200100JDZX9-27.527.5500.2(0.5)/3P(3P)40.5200100由以上列表可知,两者的基本参数相同,两者的区别在于JSQXF-110ZH-110kV为三相电压互感器,用于高压侧,可靠性高,而JDZX9-27.5为单相电压互感器,既有单绕组型,也有双绕组型,用于低压侧,可靠性略低于JSQXF-110ZH-110kV。