繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)—110kv降壓變壓器繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)原始資料1</p><p>　　2 牽引變壓器容量計(jì)算2</p><p>　　2.1主變壓器接線形式

2、和備用方式2</p><p>　　2.2牽引變壓器的計(jì)算容量2</p><p>　　2.2.1正常負(fù)荷的主變壓器的計(jì)算容量3</p><p>　　2.2.2 緊密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器的計(jì)算容量3</p><p>　　2.3電氣化鐵道中、遠(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì)3</p><p>　　2.4單臺(tái)主變壓器初步選型3<

3、/p><p>　　2.5牽引變壓器過負(fù)荷能力校驗(yàn)3</p><p>　　3 牽引變壓器運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)計(jì)算4</p><p>　　3.1牽引變壓器在短時(shí)最大負(fù)荷工況下的電壓損失計(jì)算4</p><p>　　4牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算5</p><p>　　4.1計(jì)算電網(wǎng)最小運(yùn)行方式下的負(fù)序電抗5</p>

4、<p>　　4.2計(jì)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5</p><p>　　4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)6</p><p>　　4.4牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計(jì)算及校驗(yàn)6</p><p><b>　　5 主接線選擇7</b></p><p>　　6 繪制

5、有關(guān)圖紙7</p><p>　　7 短路電流計(jì)算7</p><p>　　7.1變電所短路計(jì)算示意圖及計(jì)算數(shù)據(jù)7</p><p>　　7.2線路電抗計(jì)算8</p><p>　　7.3在110kV側(cè)短路電流計(jì)算8</p><p>　　7.4在27.5kV側(cè)短路電流計(jì)算9</p><p>

6、　　7.4.1在20000kVA側(cè)9</p><p>　　7.4.2在16000kVA側(cè)9</p><p>　　7.5在10kV側(cè)短路電流計(jì)算10</p><p>　　7.5.1在20000kVA側(cè)10</p><p>　　7.5.2在16000kVA側(cè)10</p><p>　　8開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn)1

7、1</p><p>　　8.1斷路器的選型及校驗(yàn)11</p><p>　　8.1.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)11</p><p>　　8.1.1.1 在容量為20000kVA側(cè)12</p><p>　　8.1.1.2 在容量為16000kVA側(cè)12</p><p>　　8.1.2在27.5kV側(cè)斷路器的

8、選型及校驗(yàn)13</p><p>　　8.1.3在10kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)13</p><p>　　8.2斷路器的選型及校驗(yàn)14</p><p>　　8.2.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)14</p><p>　　8.2.2在27.5kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)14</p><p>　　8.2.3在10kV

9、側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)14</p><p>　　9室內(nèi)、外母線選型及校驗(yàn)15</p><p>　　9.1室外母線、室內(nèi)母線計(jì)算概述15</p><p>　　9.2室外母線選型及校驗(yàn)17</p><p>　　9.2.1室外110kV進(jìn)線側(cè)的軟母線選型及校驗(yàn)17</p><p>　　9.2.2室外27.5kV側(cè)進(jìn)線

10、的軟母線選型及校驗(yàn)18</p><p>　　9.2.3室外10kV側(cè)進(jìn)線的軟母線選型及校驗(yàn)18</p><p>　　9.3室內(nèi)母線選型及校驗(yàn)18</p><p>　　9.3.1室內(nèi)27.5kV硬母線選型及校驗(yàn)18</p><p>　　9.3.2室內(nèi)10kV硬母線選型及校驗(yàn)18</p><p>　　10支持絕緣

11、子和穿墻套管19</p><p>　　10.1支持絕緣子選型及校驗(yàn)20</p><p>　　10.1.1 110kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)20</p><p>　　10.1.2 27.5kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)20</p><p>　　10.1.3 10kV饋線母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)20</p><p

12、>　　10.2穿墻套管選型及校驗(yàn)20</p><p>　　10.2.1 27.5kV進(jìn)線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)20</p><p>　　10.2.2 27.5kV出線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)21</p><p>　　10.2.3 10kV側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)21</p><p>　　11電壓、電流互感器選型及校驗(yàn)21</p&g

13、t;<p>　　11.1 110kV側(cè)電壓互感器選型及校驗(yàn)21</p><p>　　11.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗(yàn)23</p><p>　　12防雷接地設(shè)計(jì)24</p><p>　　12.1防雷設(shè)計(jì)24</p><p>　　12.2接地設(shè)計(jì)24</p><p><b>　　

14、13設(shè)備清單24</b></p><p>　　14總結(jié)與體會(huì)26</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　附錄28</b></p><p>　　附錄一 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表28</p><p>　　附錄二 斷路器和隔離開

15、關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表29</p><p>　　附錄三 牽引變電所A主接線圖31</p><p><b>　　1 概述</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)較系統(tǒng)的闡明了牽引變電所A主接線設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。重點(diǎn)在于對(duì)牽引變壓器容量的計(jì)算、運(yùn)行

16、技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算，短路電流的計(jì)算；牽引變壓器的選擇，開關(guān)及導(dǎo)線的選擇；電氣主接線的設(shè)計(jì)。分章節(jié)進(jìn)行闡述，經(jīng)過多方面的校驗(yàn)，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，力求設(shè)計(jì)出一套較優(yōu)的方案。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　包含有A、B兩牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如 \* MERGEFORMAT 圖1-1所示：</p><p>　

17、　圖1-1 牽引供電系統(tǒng)示意圖</p><p>　　圖1-1 牽引變電所中的兩臺(tái)牽引變壓器為一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。</p><p>　　電力系統(tǒng)1、2均為火電廠,選取基準(zhǔn)容量為750MVA，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0.10和0.12；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0.11和0.14。</p><p>　　對(duì)每個(gè)牽

18、引變電所而言，110kV線路為一主一備。</p><p>　　圖1-1中，、、長(zhǎng)度為30km、50km、20km.線路平均正序電抗為0.4/km,平均零序電抗為1.2/km。</p><p>　　基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1-1所示</p><p>　　牽引變電所設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 表1-1</p><p>　　[注

19、]：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂負(fù)荷。</p><p>　　2 牽引變壓器容量計(jì)算</p><p>　　2.1主變壓器接線形式和備用方式</p><p>　　牽引變壓器是牽引供電系統(tǒng)的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著將電力系統(tǒng)供給的110kV或220kV三相電源變換成適合電力機(jī)車使用的27.5kV的單相電。由于牽引負(fù)荷具有極度不穩(wěn)定、短路故障多、諧波含量大等

20、特點(diǎn)，運(yùn)行環(huán)境比一般電力負(fù)荷惡劣的多，因此要求牽引變壓器過負(fù)荷和抗短路沖擊的能力要強(qiáng)。本設(shè)計(jì)綜合考慮這些因素，選擇了Vv接線的牽引變壓器，其中一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。設(shè)計(jì)中查附錄一（表1-1，表1-2）在110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)為（Vv）SF6-20000+16000，27.5kV側(cè)選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器。</p><p>　　2.2牽引變壓器的計(jì)算容量&l

21、t;/p><p>　　變壓器的容量大小關(guān)系到能否完成國家交給的運(yùn)輸任務(wù)并節(jié)約運(yùn)營成本。容量過小會(huì)使?fàn)恳儔浩鏖L(zhǎng)期過載，將造成其壽命縮短，甚至燒損；容量過大將使?fàn)恳儔浩鏖L(zhǎng)期不能滿載運(yùn)行，從而造成其容量浪費(fèi)，損耗增加，使運(yùn)營費(fèi)用增大。所以通過變壓器容量的計(jì)算，能更好的選擇一個(gè)安全經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2.2.1正常負(fù)荷的主變壓器的計(jì)算容量</p><p>

22、　　牽引變電所的主變壓器采用Vv接線形式，主變壓器正常負(fù)荷計(jì)算：</p><p>　　式中 —輕負(fù)荷臂有效電流(A)；取560A</p><p>　　—重負(fù)荷臂有效電流(A)；取780A</p><p>　　—牽引變電多牽引母線額定電壓；取27.5kV</p><p>　　2.2.2 緊密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器的計(jì)算容量</p&

23、gt;<p>　　式中 —輕負(fù)荷臂最大電流(A)；取720A</p><p>　　—重負(fù)荷臂最大電流(A)；取1050A</p><p>　　2.3 電氣化鐵道中、遠(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì)</p><p>　　為了滿足鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，牽引變壓器要留有一定余量，預(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng)為30%。</p><p>　　2.4單臺(tái)主

24、變壓器初步選型</p><p>　　根據(jù)所得容量，查詢附錄一，可在110kV側(cè)選擇牽引變壓器的型號(hào)為（Vv）SF6-QY</p><p>　　-20000+16000，27.5kV側(cè)選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器。</p><p>　　2.5牽引變壓器過負(fù)荷能力校驗(yàn)</p><p>　　一般取k=1.

25、5,經(jīng)校驗(yàn)，所選變壓器滿足要求。</p><p>　　3 牽引變壓器運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)計(jì)算</p><p>　　3.1 牽引變壓器在短時(shí)最大負(fù)荷工況下的電壓損失計(jì)算</p><p>　　Vv接線牽引變壓器可看成兩個(gè)單相變壓器，歸算到27.5kV側(cè)</p><p>　　式中 —變壓器短路電壓百分值；</p><p><

26、b>　　—變壓器額定電壓；</b></p><p><b>　　—變壓器額定銅耗</b></p><p><b>　　—變壓器額定容量。</b></p><p>　　在容量為20000kVA側(cè)有：</p><p>　　在容量為16000kVA側(cè)有：</p><p

27、><b>　　電壓損失計(jì)算： </b></p><p>　　式中 ，—變壓器歸算到次邊的電阻值和電抗值；</p><p><b>　　—功率因數(shù)；</b></p><p>　　—該臂負(fù)荷（最大值）。</p><p>　　在容量為20000kVA側(cè)有：</p><p>

28、;　　在容量為16000kVA側(cè)有：</p><p>　　其中，由表1-1可知，。</p><p>　　4牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算</p><p>　　由于單相工頻交流電氣化鐵道牽引負(fù)荷的特點(diǎn)，當(dāng)三相電力系統(tǒng)向它供電時(shí)，它將在電力系統(tǒng)中引起負(fù)序電流，而負(fù)序電流會(huì)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(duì)不平衡度的計(jì)算，來確定采取有效的措

29、施，縮小這些影響，這是牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，通常按牽引變電所正常運(yùn)行和緊密運(yùn)行兩種工況分別計(jì)算電壓不平衡度。按緊密運(yùn)行工況進(jìn)行不平衡度考核。</p><p>　　4.1計(jì)算電網(wǎng)最小運(yùn)行方式下的負(fù)序電抗</p><p><b>　　（）</b></p><p>　　已知在最小運(yùn)行方式下

30、系統(tǒng)2的綜合電抗標(biāo)么值=0.14, =20km，=0.4/km。 </p><p>　　4.2計(jì)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</p><p>　　以為基準(zhǔn)相量，供電臂電壓取中任何一個(gè)。</p><p><b>　　，</b></p><p>　　當(dāng)負(fù)荷為時(shí)，原邊負(fù)序電流：</p>

31、<p>　　當(dāng)負(fù)荷為時(shí)，原邊負(fù)序電流：</p><p>　　4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　如 \* MERGEFORMAT 圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1歸算到110kV，牽引變壓器、供電系統(tǒng)等值負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　4.4牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計(jì)算及校驗(yàn)<

32、/p><p>　　相負(fù)序電壓計(jì)算： </p><p>　　110kV側(cè)母線電壓不平衡度計(jì)算及校驗(yàn)：</p><p><b>　　滿足校驗(yàn)。</b></p><p>　　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)償裝置等方法來改善負(fù)序的作用。</p><p><b>　

33、　5 主接線選擇</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用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(yùn)行靈活性，使用電氣少，建造費(fèi)用低，在結(jié)構(gòu)上便于發(fā)展為單母線或具有旁路母線的單母線結(jié)線。具有很高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，并能達(dá)到可靠性要求。本設(shè)計(jì)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，以提高供電可靠性。</p><

34、p><b>　　6 繪制有關(guān)圖紙</b></p><p>　　針對(duì)本設(shè)計(jì)所選方案繪制牽引變電所主接線圖。詳見附表三。</p><p><b>　　7 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　為了進(jìn)行所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)，必須進(jìn)行相應(yīng)的短路計(jì)算。短路計(jì)算時(shí)電網(wǎng)電源容量按有限大容量考慮；計(jì)算短路電流要考慮周

35、期分量衰減時(shí)，在三相短路的暫態(tài)過程中，不同時(shí)刻短路電流周期分量的有效值的計(jì)算，所以用運(yùn)算曲線法計(jì)算；計(jì)算中取用系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗。</p><p>　　7.1變電所短路計(jì)算示意圖及計(jì)算數(shù)據(jù)</p><p>　　圖7-1 牽引變壓器的變電所短路示意圖</p><p><b>　　關(guān)于短路計(jì)算：</b></p><p&g

36、t;　　考慮簡(jiǎn)化計(jì)算，電網(wǎng)電源容量按無限大考慮。計(jì)算中，取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下綜合電抗。</p><p>　　沖擊系數(shù)按表7-1選?。?lt;/p><p>　　沖擊系數(shù) 表 7-1</p><p>　　各級(jí)繼電器保護(hù)時(shí)間配合按表7-2選?。?lt;/p><p>　　繼電保護(hù)時(shí)間配合

37、 表 7-2</p><p>　　7.2 線路電抗計(jì)算</p><p>　　因?yàn)橄到y(tǒng)在最大運(yùn)行方式下計(jì)算，所以選取系統(tǒng)2沿線路L3向電網(wǎng)供電；又因?yàn)橄到y(tǒng)在正常運(yùn)行和三相短路時(shí)只有正序分量，無零序分量，故L3的電抗標(biāo)么值為：</p><p>　　最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)2的綜合電抗標(biāo)么值為： </p><p>　　因

38、為電網(wǎng)電源為有限大容量，故；</p><p>　　則在近似計(jì)算短路電流時(shí)：</p><p>　　7.3 在110kV側(cè)短路電流計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)中在110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)為（Vv）SF6-QY-20000+16000</p><p>　　短路電流標(biāo)幺值： </p><p>　　基準(zhǔn)電流：

39、 </p><p>　　短路電流： </p><p>　　短路電流最大有效值 </p><p>　　沖擊電流： </p><p>　　7.4 在27.5kV側(cè)短路電流計(jì)算</p><p>　　7.4.1 在20000kVA側(cè)</p><

40、p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　短路電流標(biāo)么值： </p><p>　　基準(zhǔn)電流： </p><p>　　次暫態(tài)短路電流： </p><p>　　短路電流最大有效值：</p><p>　　沖擊電流： </p><p>　　

41、7.4.2 在16000kVA側(cè)</p><p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　基準(zhǔn)電流： </p><p>　　短路電流： </p><p>　　短路電流最大有效值：</p><p>　　沖擊

42、電流： </p><p>　　7.5 在10kV側(cè)短路電流計(jì)算</p><p>　　7.5.1 在20000kVA側(cè)</p><p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　短路電流標(biāo)么值： </p><p>　　基準(zhǔn)電流： </p><p>　

43、　次暫態(tài)短路電流： </p><p>　　短路電流最大有效值：</p><p>　　沖擊電流： </p><p>　　7.5.2 在16000kVA側(cè)</p><p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　變壓器電抗標(biāo)么值： </p><p>　　基準(zhǔn)電流：

44、 </p><p>　　短路電流： </p><p>　　短路電流最大有效值：</p><p>　　沖擊電流： </p><p>　　計(jì)算結(jié)果匯總表 7-3 </p><p>　　計(jì)算結(jié)果匯總 表 7-3</p&g

45、t;<p>　　8 開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行110kV，27.5kV，10kV側(cè)所有短路器以及隔離開關(guān)的選型和動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。</p><p>　　開關(guān)電器的選擇與校驗(yàn)按表8-1</p><p>　　開關(guān)電器的選擇與校驗(yàn) 表8-1</p><

46、;p>　　其中：，，—分別為開關(guān)電器的額定電壓，額定電流和額定開斷電流；</p><p>　　，，—分別為開關(guān)電器工作點(diǎn)的線路額定電壓，最大負(fù)荷電流和三相短路電流穩(wěn)態(tài)值；</p><p>　　， ，—分別為開關(guān)電器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，熱穩(wěn)定電流及試驗(yàn)時(shí)間；</p><p>　　—假想時(shí)間， （S）；</p><p>　　—繼電保護(hù)整定時(shí)

47、間 （S）；</p><p>　　—斷路器動(dòng)作時(shí)間 （S）；</p><p>　　0.05—考慮短路電流非周期分量熱影響的等效時(shí)間。</p><p>　　8.1 斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　對(duì)于開斷電路中的高壓斷路器，首先應(yīng)按使用地點(diǎn)環(huán)境，負(fù)荷種類及使用技術(shù)條件選擇斷路器的類型和型號(hào)，即戶內(nèi)和戶外式，以及滅弧介質(zhì)的種類。對(duì)于交流牽

48、引負(fù)荷側(cè)，由于故障頻繁，從減少運(yùn)行維修工作量考慮，普遍采用真空斷路器。</p><p>　　8.1.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　設(shè)計(jì)中110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)為(Vv)SF6-QY-20000+16000</p><p>　　8.1.1.1 在容量為20000kVA側(cè)</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流可

49、按變壓器過載1.3倍考慮：</p><p>　　已知：=110kV，=9.7kA, =16.24kA</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　查附錄二（表2-1）選擇型號(hào)的少油斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><p>

50、;　　校驗(yàn)： (kA）， </p><p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號(hào)的少油斷路器在110kV側(cè)可以使用。</p><p>　　8.1.1.2 在容量為16000kVA側(cè)</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過載1.3倍考慮：</p><p>　　

51、已知：=110kV，=9.7kA, =16.24kA</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　查附錄二（表2-1）選擇型號(hào)的少油斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><p>　　校驗(yàn)： (kA）， </p><p>

52、;<b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號(hào)的少油斷路器在110kV側(cè)可以使用。</p><p>　　8.1.2在27.5kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)表1-1可知： , </p><p>　　已知：=27.5kV， </p><p><b>

53、;　　（S） </b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　查附錄二（表2-1）選擇型號(hào)的少油斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><p>　　校驗(yàn)： （kA）， </p><p><b&

54、gt;　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號(hào)的少油斷路器在27.5kV側(cè)可以使用。</p><p>　　8.1.3在10kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　設(shè)計(jì)中選擇容量為2000kVA電壓27.5/10.5kV的三相雙繞組電力變壓器，最大長(zhǎng)期工作電流可按變壓器過載1.3倍考慮： </p><p>　　已知

55、：=10kV， </p><p><b>　?。⊿） </b></p><p><b>　　則： </b></p><p>　　查附錄二（表2-2）選擇ZN—27.5型號(hào)的真空斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><

56、;p>　　校驗(yàn)： （kA）， </p><p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以ZN—27.5型號(hào)的真空斷路器在10kV側(cè)可以使用。</p><p>　　8.2斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　屋外隔離開關(guān)的類型較多，它對(duì)配電裝置的運(yùn)行和占地面積影響較大，應(yīng)從使用要求和運(yùn)行等多方

57、面考慮選擇其形式。</p><p>　　8.2.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　由8.1.1的計(jì)算可知，查附錄二（表2-3）選擇GW4—110D型號(hào)配用CS14G手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗(yàn)： （kA） </p&g

58、t;<p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以GW4—110D型號(hào)配用CS14G手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開關(guān)在110kV側(cè)可以使用。</p><p>　　8.2.2在27.5kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　由8.1.2的計(jì)算可知，查附錄二（表2-3）選擇GW4—27.5DT型號(hào)配用CS-11手動(dòng)機(jī)構(gòu)的

59、高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗(yàn)： （kA）， </p><p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以GW4—27.5DT型號(hào)配用CS-11手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開關(guān)在27.5kV側(cè)可以使用。</p>&l

60、t;p>　　8.2.3 在10kV側(cè)斷路器的選型及校驗(yàn)</p><p>　　由8.1.3計(jì)算可知，查附錄二（表2-3）選擇GN2-10型號(hào)配用CS6-2T手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗(yàn)：（kA）， </p><p><b>　　≧

61、，≧成立</b></p><p>　　所以GN2-10型號(hào)配用CS6-2T手動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓隔離開關(guān)在10kV側(cè)可以使用。</p><p>　　9 室內(nèi)、外母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　9.1 室外母線、室內(nèi)母線計(jì)算概述</p><p>　　110kV進(jìn)線側(cè)，進(jìn)入高壓室的27.5kV進(jìn)線側(cè)，從高壓室出來的27.5kV饋線側(cè)，10

62、kV饋線側(cè)的母線均為軟母線。軟母線進(jìn)行選型，熱穩(wěn)定校驗(yàn)（無需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)）。</p><p>　　計(jì)算方法：按導(dǎo)線長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)線。</p><p>　　溫度修正系數(shù)k由下式求得：</p><p>　　式中：—運(yùn)行的允許溫度，對(duì)室外有日照時(shí)取80℃，室內(nèi)取70℃；</p><p>　　t —實(shí)際環(huán)境溫度℃，本設(shè)計(jì)取</p>

63、;<p>　　故在室外有日照時(shí)k=1，在室內(nèi)時(shí)k=1。</p><p>　　工程中常采用查表的方法求母線和導(dǎo)體的容許電流(載流量)。</p><p>　　導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn) 表 9-1</p><p>　　室內(nèi)母線：高壓室內(nèi)27.5kV硬母線長(zhǎng)度l=2000mm,相間距a=600mm；</p>

64、<p>　　高壓室內(nèi)10kV硬母線長(zhǎng)度l=1200mm,相間距a=250mm。</p><p><b>　　計(jì)算方法：</b></p><p>　　1 按導(dǎo)線長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)線</p><p>　　Igmax≤KθIyx </p><p>　　式中

65、Igmax－通過導(dǎo)線的最大持續(xù)電流；</p><p>　　Iyx－對(duì)于額定環(huán)境溫度，導(dǎo)線長(zhǎng)期允許電流；</p><p>　　Kθ－溫度修正系數(shù)。</p><p>　　2 經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線</p><p>　　Sj＝Igmax／J </p>&

66、lt;p>　　式中 Sj－導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積，（mm2）；</p><p><b>　　J－經(jīng)濟(jì)電流密度。</b></p><p>　　注：選擇架空導(dǎo)線截面積除了要遵循上述原則外，還應(yīng)考慮導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度及電壓等級(jí)等。</p><p>　　架空導(dǎo)線最小截面積 表9－2</p>&

67、lt;p>　　3 母線、導(dǎo)線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)</p><p>　　S≥Smin＝ </p><p>　　式中 Smin－滿足熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)線最小截面積（mm2）；</p><p>　　C－熱穩(wěn)定系數(shù),參見表9-3；</p><p>　　IZ－三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值（A）；&l

68、t;/p><p>　　Tjx－假想時(shí)間（s）；</p><p>　　Kf－集膚效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于電纜及小面積導(dǎo)線取1。</p><p>　　各種起始溫度下Ｃ值 表9-3</p><p>　　4 硬母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　σyx≥σmax＝σch</p&g

69、t;<p>　　式中 σyx－母線允許應(yīng)力（MPa）；</p><p>　　σmax、σch－短路時(shí)母線承受的沖擊應(yīng)力（參見第6章第2節(jié)）。</p><p>　　最大沖擊力按下式計(jì)算</p><p>　　式中 Kx－導(dǎo)體形狀修正系數(shù)，約為1；</p><p>　　ich2－三相短路沖擊電流；</p><

70、;p>　　l－平行母線長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　a－母線間距(mm)。</p><p>　　最大沖擊應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　?。≒a） </p><p>　　式中，10－跨距數(shù)大于2時(shí)的取值；</p><p>　　8－跨距數(shù)等于2時(shí)的取值；</p><p>

71、　　h－硬母線截面寬邊長(zhǎng)度(mm)；</p><p>　　b－硬母線截面窄邊長(zhǎng)度(mm)。</p><p>　　9.2 室外母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　9.2.1 室外110kV進(jìn)線側(cè)的軟母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　室外110kV進(jìn)線側(cè)母線為軟母線，母線長(zhǎng)為20km。母線最大工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，由前面計(jì)算知<

72、;/p><p>　　選用LGJ50鋼芯鋁絞線 </p><p><b>　　檢驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 </b></p><p>　　∴應(yīng)改選為L(zhǎng)GJ185鋼芯鋁絞線。</p><p>　　9.2.2 室外27.5kV側(cè)進(jìn)線的軟母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　同理可得，選用LGJ800鋼芯鋁絞線</

73、p><p><b>　　校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 </b></p><p>　　故選用LGJ800鋼芯鋁導(dǎo)線符合要求。</p><p>　　9.2.3 室外10kV側(cè)進(jìn)線的軟母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　同理可得，選用LGJ25鋼芯鋁絞線</p><p><b>　　校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 <

74、;/b></p><p>　　故選用LGJ25鋼芯鋁導(dǎo)線符合要求。</p><p>　　9.3 室內(nèi)母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　9.3.1 室內(nèi)27.5kV硬母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　由，，可初步選型LMY—平放的硬鋁母線</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：三相短路時(shí)間電動(dòng)力</p>

75、;<p>　　∴滿足要求，選用LMY—平放的硬鋁母線。</p><p>　　9.3.2 室內(nèi)10kV硬母線選型及校驗(yàn)</p><p>　　由，，可初步選型LMY—平放的硬鋁母線</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：三相短路時(shí)間電動(dòng)力</p><p>　　∴滿足要求，選用LMY—平放的硬鋁母線。</p><p&

76、gt;　　10 支持絕緣子和穿墻套管</p><p>　　支持絕緣子和穿墻套管在配電裝置中用以固定母線和導(dǎo)體，并使導(dǎo)體與地或處在其他電位下的設(shè)備絕緣，其選擇依據(jù)如表10-1。</p><p>　　支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗(yàn) 表10－1</p><p>　　式中 Fyx－拉彎允許作用力，查產(chǎn)品手冊(cè)；</p>

77、<p>　　Fjs－計(jì)算作用力；</p><p><b>　　0．6－安全系數(shù)。</b></p><p>　　在三相短路電流下，中間相母線承受的機(jī)械應(yīng)力最大。</p><p>　　若絕緣子間跨距和絕緣子管間跨距分別為L(zhǎng)和，則左端絕緣子和穿墻套管受力分別為：</p><p>　　10.1 支持絕緣子選型及校驗(yàn)

78、</p><p>　　10.1.1 110kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)</p><p>　　取L=1m，a=1m, 則</p><p><b>　　校驗(yàn)：</b></p><p>　　根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS—110/3型號(hào)支持絕緣子。</p><p>　　10.1.2 27.5kV

79、側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)</p><p>　　取L=2m，a=40cm, 則</p><p><b>　　校驗(yàn)：</b></p><p>　　根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS—35/4型號(hào)支持絕緣子。</p><p>　　10.1.3 10kV饋線母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)</p><p>　　

80、取L=1.2m，a=25cm, 則</p><p><b>　　校驗(yàn)：</b></p><p>　　根據(jù)教材附表11.1，選擇則ZS—10/5型號(hào)支持絕緣子。</p><p>　　10.2 穿墻套管選型及校驗(yàn)</p><p>　　10.2.1 27.5kV進(jìn)線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)</p><p&g

81、t;　　∵母線，選擇CWLB—35/1000穿墻絕緣陶瓷套管</p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p>　　，查教材附表11.1，可知，故，滿足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　，</b>&

82、lt;/p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　∴選擇CWLB—35/1000穿墻絕緣陶瓷套管。</p><p>　　10.2.2 27.5kV出線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)</p><p>　　同理，27.5kV出線側(cè)選擇CLB—35/1000型號(hào)的穿墻套管。</p><p>

83、　　10.2.3 10kV側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)</p><p>　　最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過載1.3倍考慮，</p><p>　　初步選擇CLB—10/250型號(hào)套管</p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p>　　，查教材附表11.1，可知，故，滿足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。</p>&l

84、t;p><b>　　熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　∴選擇CLB—10/250型戶內(nèi)鋁導(dǎo)體穿墻套管。</p><p>　　11 電壓、電流互感器選型及校驗(yàn)</p&g

85、t;<p>　　本設(shè)計(jì)完成110kV側(cè)儀用電壓、電流互感器選擇與校驗(yàn)。</p><p>　　電流、電壓互感器選擇與校驗(yàn) 表11－1</p><p>　　式中 kt－電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)；</p><p>　　kdw－電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)；</p><p>　　W2、W2e－分別為二次側(cè)

86、每相負(fù)荷（儀器、儀表）容量及電壓互感器每相額定容量；</p><p>　　Ug－工作點(diǎn)線路額定電壓。</p><p>　　11.1 110kV側(cè)電壓互感器選型及校驗(yàn)</p><p>　　假設(shè)二次負(fù)荷為：一個(gè)饋線上共有一個(gè)三相有功瓦時(shí)計(jì)，一個(gè)無功電度表，一個(gè)電壓表測(cè)母線電壓，一個(gè)絕緣監(jiān)視裝置。</p><p>　　電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如下表

87、11-2：</p><p>　　電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 表11-2</p><p>　　接線為Y/Y—V接線方式的互感器各相負(fù)荷計(jì)算式得：</p><p>　　計(jì)入每相絕緣監(jiān)視接有電壓表的負(fù)荷P=4.5W，Q=0，則a相負(fù)荷：</p><p>　　計(jì)入接于相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，則b相負(fù)荷為：<

88、;/p><p>　　故選擇JCC—110型號(hào)電壓互感器，容量滿足要求。</p><p>　　11.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗(yàn)</p><p><b>　　最大長(zhǎng)期工作電流</b></p><p>　　根據(jù)已知數(shù)據(jù)，可選用LCWD—110—D/A型電流互感器，電流比為400/5，有兩個(gè)鐵芯，其中準(zhǔn)確度1級(jí)的供儀表用，

89、3級(jí)的供保護(hù)用。由資料知，兩鐵芯的對(duì)應(yīng)額定容量為30VA，110VA，熱穩(wěn)定倍數(shù)，電動(dòng)力穩(wěn)定倍數(shù)，每相互感器二次負(fù)荷如下表11-3。</p><p>　　互感器二次負(fù)荷表 表11-3</p><p>　　由最大一相（B相）負(fù)載為依據(jù)，取，由公式</p><p><b>　　得導(dǎo)線電阻。</b><

90、/p><p>　　銅導(dǎo)線，，則其截面積。</p><p>　　因此，選擇截面積為的銅導(dǎo)線，可滿足要求。</p><p>　　熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： </p><p>　　計(jì)算短路熱效應(yīng) </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　，滿足熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。

91、</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)： </p><p>　　校驗(yàn)作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機(jī)械應(yīng)力：</p><p>　　取a=1m,l=1m,則</p><p>　　滿足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)，說明互感器對(duì)機(jī)械力的作用是穩(wěn)定的。</p><p>　　因此，選擇LCWD—110—D11型兩貼心互感器能滿足要求。</p

92、><p><b>　　12 防雷接地設(shè)計(jì)</b></p><p>　　發(fā)電廠，變電所遭受雷害一般來自兩個(gè)方面：一方面是雷直擊發(fā)電廠、變電所；另一方面是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿該導(dǎo)線侵入變電所、發(fā)電廠。</p><p>　　12.1 防雷設(shè)計(jì) </p><p>　　防雷的主要措施是在變電所內(nèi)安裝合適避雷器以限制電氣設(shè)備上的

93、過電壓峰值，同時(shí)設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段以限制雷電流幅值和降低侵入波的陡度。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)中在110kV側(cè)，27.5kV側(cè)，10kV側(cè)分別裝設(shè)Y10W5—110/295型號(hào)，Y10W5—42/40型號(hào)和Y5W5—12.7/44型號(hào)的氧化鋅避雷器。</p><p>　　12.2 接地設(shè)計(jì) </p><p>　　除利用自然接地極以外，根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷

94、設(shè)一個(gè)統(tǒng)一接地網(wǎng)，然后再避雷針和避雷器安裝處增加3—5根集中接地極以滿足防雷接地要求。</p><p><b>　　13 設(shè)備清單</b></p><p>　　13.1 開關(guān)設(shè)備 </p><p><b>　　13.2 母線 </b></p><p>　　13.3 支持絕緣子及穿墻套管</p&

95、gt;<p>　　13.4 電壓、電流互感器</p><p><b>　　13.5 避雷器</b></p><p><b>　　13.6 主變壓器</b></p><p><b>　　14 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　六周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了，還記

96、得之前參加過的一些競(jìng)賽，做過的一些實(shí)驗(yàn)，與本次課程設(shè)計(jì)有些類似卻又大不相同。在完成供變電課程設(shè)計(jì)的過程中，我經(jīng)歷了許多不解，走過了許多彎路，但在設(shè)計(jì)框架基本成形時(shí)，心中的歡喜是掩蓋不住的，也就這樣一步一腳印的，結(jié)束了此次課程設(shè)計(jì)，也完成了畢業(yè)之前的第一份任務(wù)。</p><p>　　首先，我想感謝學(xué)院能夠細(xì)心安排我們做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，在我看來是十分有意義，而且是十分有必要的。本次通過對(duì)A牽引變電所的主接線設(shè)計(jì)，著實(shí)讓

97、我受益匪淺。此次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)供變電的一般設(shè)計(jì)原則、方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)這些原則、方法對(duì)于今后的課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)都會(huì)有很大的幫助。</p><p>　　其次，課程設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合與運(yùn)用，這次課程設(shè)計(jì)喚回了所學(xué)《電力牽引供變電技術(shù)》課程的知識(shí)，對(duì)設(shè)備選型、校驗(yàn)，絕緣接地等原理都有了更具體的認(rèn)識(shí)和理解。同時(shí)，也培養(yǎng)了同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，經(jīng)過老師和我們的共同努力配合，都得到了

98、相應(yīng)地解決。當(dāng)然，在本次課程設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中的許多不足之處。對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢靠，比如說在以前的學(xué)習(xí)過程中常常因?yàn)閼?yīng)試而很少去想如何應(yīng)用，怎么用，直接導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)著手時(shí)常常感到很茫然，不知如何入手。</p><p>　　再次，通過課程設(shè)計(jì)鍛煉了我的邏輯思維能力和材料組織能力，同時(shí)也使我認(rèn)識(shí)和熟練了一些常用的軟件，如畫圖軟件，Office軟件，以及AutoCAD軟件等。<

99、;/p><p>　　最后，通過課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到由于所學(xué)知識(shí)的局限性以及缺乏經(jīng)驗(yàn)，我的設(shè)計(jì)可能不夠合理，也不夠完善。因此，我需要在今后的學(xué)習(xí)中不斷的積累知識(shí)，使自己有所進(jìn)步。由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]賀威俊等 編著.《電力牽引供變電技術(shù) 》西南交通大學(xué)出版

100、社，1998</p><p>　　[2]賀威俊、簡(jiǎn)克良 主編.《電氣化鐵道供變電工程》 中國鐵道出版社，1980</p><p>　　[3]婁和恭等 合編.《發(fā)電廠變電所電氣部分》 水利電力出版社，1987</p><p>　　[4]李群湛 賀建閩 編著. 《牽引供電系統(tǒng)分析》 西南交通大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[5]曹建猷

101、著. 《電氣化鐵道供電系統(tǒng)》 中國鐵道出版社，1983</p><p>　　[6]李群湛 連級(jí)三 高仕斌 編著. 《高速鐵路電氣化工程》西南交通大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[7]簡(jiǎn)克良 主編.《電力系統(tǒng)分析》.西南交大出版社，1992</p><p>　　[8]鐵道部電氣工程局電氣化勘測(cè)設(shè)計(jì)院，《電氣化鐵道設(shè)計(jì)手冊(cè) 牽引供電系統(tǒng)》，1988</

102、p><p>　　[9]袁則富，何其光 譯.《電氣化鐵路供電》 西南交通大學(xué)出版社，1989</p><p>　　[10]張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).北京:中國電力出版社,2005</p><p>　　[11]劉國亭. 電力工程CAD.北京:中國水利水電出版社,2006</p><p><b>　　附錄</b></

103、p><p>　　附錄一 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表</p><p>　　Vv牽引變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1－1</p><p>　　三相雙繞組電力變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1－2</p><p>　　附錄二 斷路器和隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表</p>

104、<p>　　SW3與SW6型110kV戶外交流少油斷路器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表2-1</p><p>　　27．5kV、55kV真空斷路器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表2-2</p><p>　　常用高壓隔離開關(guān)主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表2-3</p><p>　　附錄三 牽引變電所A主接線圖&