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

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1設(shè)計方案簡述1</p><p>　　1.2 設(shè)計原始資料1</p><p>　　2 牽引變壓器容量計算2</p><p>　　2.1主變壓器接線形式

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

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

4、<p>　　4.2計算牽引變電所在緊密運行工況下注入110kV電網(wǎng)的負序電流5</p><p>　　4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負序網(wǎng)絡(luò)6</p><p>　　4.4牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計算及校驗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 短路電流計算7</p><p>　　7.1變電所短路計算示意圖及計算數(shù)據(jù)7</p><p>　　7.2線路電抗計算8</p><p>　　7.3在110kV側(cè)短路電流計算8</p><p>　　7.4在27.5kV側(cè)短路電流計算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1

7、1</p><p>　　8.1斷路器的選型及校驗11</p><p>　　8.1.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗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13</p><p>　　8.1.3在10kV側(cè)斷路器的選型及校驗13</p><p>　　8.2斷路器的選型及校驗14</p><p>　　8.2.1在110kV側(cè)斷路器的選型及校驗14</p><p>　　8.2.2在27.5kV側(cè)斷路器的選型及校驗14</p><p>　　8.2.3在10kV

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

10、的軟母線選型及校驗18</p><p>　　9.2.3室外10kV側(cè)進線的軟母線選型及校驗18</p><p>　　9.3室內(nèi)母線選型及校驗18</p><p>　　9.3.1室內(nèi)27.5kV硬母線選型及校驗18</p><p>　　9.3.2室內(nèi)10kV硬母線選型及校驗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20</p><p>　　10.1.1 110kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗20</p><p>　　10.1.2 27.5kV側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗20</p><p>　　10.1.3 10kV饋線母線支持絕緣子選型及校驗20</p><p

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

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

14、13設(shè)備清單24</b></p><p>　　14總結(jié)與體會26</p><p><b>　　參考文獻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)計方案簡述</b></p><p>　　本次課程設(shè)計較系統(tǒng)的闡明了牽引變電所A主接線設(shè)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

16、技術(shù)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(guān)及導(dǎo)線的選擇；電氣主接線的設(shè)計。分章節(jié)進行闡述，經(jīng)過多方面的校驗，從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，力求設(shè)計出一套較優(yōu)的方案。</p><p>　　1.2 設(shè)計原始資料</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牽引變壓器為一臺工作，另一臺備用。</p><p>　　電力系統(tǒng)1、2均為火電廠,選取基準容量為750MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng)1、2的綜合電抗標幺值分別為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。</p><p>　　對每個牽

18、引變電所而言，110kV線路為一主一備。</p><p>　　圖1-1中，、、長度為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)計數(shù)據(jù)如表1-1所示</p><p>　　牽引變電所設(shè)計數(shù)據(jù) 表1-1</p><p>　　[注

19、]：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。</p><p>　　2 牽引變壓器容量計算</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，擔負著將電力系統(tǒng)供給的110kV或220kV三相電源變換成適合電力機車使用的27.5kV的單相電。由于牽引負荷具有極度不穩(wěn)定、短路故障多、諧波含量大等

20、特點，運行環(huán)境比一般電力負荷惡劣的多，因此要求牽引變壓器過負荷和抗短路沖擊的能力要強。本設(shè)計綜合考慮這些因素，選擇了Vv接線的牽引變壓器，其中一臺工作，另一臺備用。設(shè)計中查附錄一（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輸任務(wù)并節(jié)約運營成本。容量過小會使牽引變壓器長期過載，將造成其壽命縮短，甚至燒損；容量過大將使牽引變壓器長期不能滿載運行，從而造成其容量浪費，損耗增加，使運營費用增大。所以通過變壓器容量的計算，能更好的選擇一個安全經(jīng)濟的設(shè)計方案。</p><p>　　2.2.1正常負荷的主變壓器的計算容量</p><p>

22、　　牽引變電所的主變壓器采用Vv接線形式，主變壓器正常負荷計算：</p><p>　　式中 —輕負荷臂有效電流(A)；取560A</p><p>　　—重負荷臂有效電流(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 緊密運行狀態(tài)下的主變壓器的計算容量</p&

23、gt;<p>　　式中 —輕負荷臂最大電流(A)；取720A</p><p>　　—重負荷臂最大電流(A)；取1050A</p><p>　　2.3 電氣化鐵道中、遠期運量估計</p><p>　　為了滿足鐵路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，牽引變壓器要留有一定余量，預(yù)計中期牽引負荷增長為30%。</p><p>　　2.4單臺主

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牽引變壓器過負荷能力校驗</p><p>　　一般取k=1.

25、5,經(jīng)校驗，所選變壓器滿足要求。</p><p>　　3 牽引變壓器運行技術(shù)指標計算</p><p>　　3.1 牽引變壓器在短時最大負荷工況下的電壓損失計算</p><p>　　Vv接線牽引變壓器可看成兩個單相變壓器，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算</p><p>　　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

29、施，縮小這些影響，這是牽引供電系統(tǒng)設(shè)計的重要一環(huán)。</p><p>　　在設(shè)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。</p><p>　　4.1計算電網(wǎng)最小運行方式下的負序電抗</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　已知在最小運行方式下

30、系統(tǒng)2的綜合電抗標么值=0.14, =20km，=0.4/km。 </p><p>　　4.2計算牽引變電所在緊密運行工況下注入110kV電網(wǎng)的負序電流</p><p>　　以為基準相量，供電臂電壓取中任何一個。</p><p><b>　　，</b></p><p>　　當負荷為時，原邊負序電流：</p>

31、<p>　　當負荷為時，原邊負序電流：</p><p>　　4.3構(gòu)造歸算到110kV的等值負序網(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)等值負序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　4.4牽引變電所110kV母線電壓不平衡度計算及校驗<

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

33、　5 主接線選擇</b></p><p>　　本設(shè)計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，具有一定得運行靈活性，使用電氣少，建造費用低，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)濟實用性，并能達到可靠性要求。本設(shè)計采用100%完全備用，當一套設(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>　　針對本設(shè)計所選方案繪制牽引變電所主接線圖。詳見附表三。</p><p><b>　　7 短路電流計算</b></p><p>　　為了進行所選電氣設(shè)備的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗，必須進行相應(yīng)的短路計算。短路計算時電網(wǎng)電源容量按有限大容量考慮；計算短路電流要考慮周

35、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。</p><p>　　7.1變電所短路計算示意圖及計算數(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)于短路計算：</b></p><p&g

36、t;　　考慮簡化計算，電網(wǎng)電源容量按無限大考慮。計算中，取系統(tǒng)最大運行方式下綜合電抗。</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>　　各級繼電器保護時間配合按表7-2選?。?lt;/p><p>　　繼電保護時間配合

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

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

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)短路電流計算</p><p>　　7.4.1 在20000kVA側(cè)</p><

40、p>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　短路電流標么值： </p><p>　　基準電流： </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>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　基準電流： </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)短路電流計算</p><p>　　7.5.1 在20000kVA側(cè)</p><p>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　短路電流標么值： </p><p>　　基準電流： </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>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　變壓器電抗標么值： </p><p>　　基準電流：

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>　　計算結(jié)果匯總表 7-3 </p><p>　　計算結(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</p><p>　　根據(jù)以上計算結(jié)果，進行110kV，27.5kV，10kV側(cè)所有短路器以及隔離開關(guān)的選型和動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　開關(guān)電器的選擇與校驗按表8-1</p><p>　　開關(guān)電器的選擇與校驗 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；</p><p>　　， ，—分別為開關(guān)電器的動穩(wěn)定電流峰值，熱穩(wěn)定電流及試驗時間；</p><p>　　—假想時間， （S）；</p><p>　　—繼電保護整定時

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

48、引負荷側(cè)，由于故障頻繁，從減少運行維修工作量考慮，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</p><p>　　設(shè)計中110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號為(Vv)SF6-QY-20000+16000</p><p>　　8.1.1.1 在容量為20000kVA側(cè)</p><p>　　最大長期工作電流可

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）選擇型號的少油斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><p>

50、;　　校驗： (kA）， </p><p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號的少油斷路器在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）選擇型號的少油斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><p>　　校驗： (kA）， </p><p>

52、;<b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號的少油斷路器在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</p><p>　　根據(jù)表1-1可知： , </p><p>　　已知：=27.5kV， </p><p><b>

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

54、gt;　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以型號的少油斷路器在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</p><p>　　設(shè)計中選擇容量為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型號的真空斷路器</p><p><b>　　滿足：≧，≧，≧</b></p><

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

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</p><p>　　由8.1.1的計算可知，查附錄二（表2-3）選擇GW4—110D型號配用CS14G手動機構(gòu)的高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗： （kA） </p&g

58、t;<p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以GW4—110D型號配用CS14G手動機構(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</p><p>　　由8.1.2的計算可知，查附錄二（表2-3）選擇GW4—27.5DT型號配用CS-11手動機構(gòu)的

59、高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗： （kA）， </p><p><b>　　≧，≧成立</b></p><p>　　所以GW4—27.5DT型號配用CS-11手動機構(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</p><p>　　由8.1.3計算可知，查附錄二（表2-3）選擇GN2-10型號配用CS6-2T手動機構(gòu)的高壓隔離開關(guān)</p><p><b>　　滿足：≧，≧ </b></p><p>　　校驗：（kA）， </p><p><b>　　≧

61、，≧成立</b></p><p>　　所以GN2-10型號配用CS6-2T手動機構(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</p><p>　　9.1 室外母線、室內(nèi)母線計算概述</p><p>　　110kV進線側(cè)，進入高壓室的27.5kV進線側(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。軟母線進行選型，熱穩(wěn)定校驗（無需進行動穩(wěn)定校驗）。</p><p>　　計算方法：按導(dǎo)線長期發(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：—運行的允許溫度，對室外有日照時取80℃，室內(nèi)取70℃；</p><p>　　t —實際環(huán)境溫度℃，本設(shè)計取</p>

63、;<p>　　故在室外有日照時k=1，在室內(nèi)時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 表 9-1</p><p>　　室內(nèi)母線：高壓室內(nèi)27.5kV硬母線長度l=2000mm,相間距a=600mm；</p>

64、<p>　　高壓室內(nèi)10kV硬母線長度l=1200mm,相間距a=250mm。</p><p><b>　　計算方法：</b></p><p>　　1 按導(dǎo)線長期發(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－對于額定環(huán)境溫度，導(dǎo)線長期允許電流；</p><p>　　Kθ－溫度修正系數(shù)。</p><p>　　2 經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線</p><p>　　Sj＝Igmax／J </p>&

66、lt;p>　　式中 Sj－導(dǎo)線經(jīng)濟截面積，（mm2）；</p><p><b>　　J－經(jīng)濟電流密度。</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)線機械強度及電壓等級等。</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</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－假想時間（s）；</p><p>　　Kf－集膚效應(yīng)系數(shù)，對于電纜及小面積導(dǎo)線取1。</p><p>　　各種起始溫度下Ｃ值 表9-3</p><p>　　4 硬母線動穩(wěn)定校驗</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－平行母線長度（mm）；</p><p>　　a－母線間距(mm)。</p><p>　　最大沖擊應(yīng)力按下式計算</p><p>　?。≒a） </p><p>　　式中，10－跨距數(shù)大于2時的取值；</p><p>　　8－跨距數(shù)等于2時的取值；</p><p>

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

72、;/p><p>　　選用LGJ50鋼芯鋁絞線 </p><p><b>　　檢驗?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 </b></p><p>　　∴應(yīng)改選為LGJ185鋼芯鋁絞線。</p><p>　　9.2.2 室外27.5kV側(cè)進線的軟母線選型及校驗</p><p>　　同理可得，選用LGJ800鋼芯鋁絞線</

73、p><p><b>　　校驗?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)進線的軟母線選型及校驗</p><p>　　同理可得，選用LGJ25鋼芯鋁絞線</p><p><b>　　校驗?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</p><p>　　9.3.1 室內(nèi)27.5kV硬母線選型及校驗</p><p>　　由，，可初步選型LMY—平放的硬鋁母線</p><p>　　動穩(wěn)定性校驗：三相短路時間電動力</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</p><p>　　由，，可初步選型LMY—平放的硬鋁母線</p><p>　　動穩(wěn)定性校驗：三相短路時間電動力</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 表10－1</p><p>　　式中 Fyx－拉彎允許作用力，查產(chǎn)品手冊；</p>

77、<p>　　Fjs－計算作用力；</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

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

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

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

81、t;　　∵母線，選擇CWLB—35/1000穿墻絕緣陶瓷套管</p><p><b>　　動穩(wěn)定性校驗：</b></p><p>　　，查教材附表11.1，可知，故，滿足動穩(wěn)定性校驗。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定性校驗：</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</p><p>　　同理，27.5kV出線側(cè)選擇CLB—35/1000型號的穿墻套管。</p><p>

83、　　10.2.3 10kV側(cè)穿墻套管選型及校驗</p><p>　　最大長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型號套管</p><p><b>　　動穩(wěn)定性校驗：</b></p><p>　　，查教材附表11.1，可知，故，滿足動穩(wěn)定性校驗。</p>&l

84、t;p><b>　　熱穩(wěn)定性校驗：</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</p&g

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

86、每相負荷（儀器、儀表）容量及電壓互感器每相額定容量；</p><p>　　Ug－工作點線路額定電壓。</p><p>　　11.1 110kV側(cè)電壓互感器選型及校驗</p><p>　　假設(shè)二次負荷為：一個饋線上共有一個三相有功瓦時計，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。</p><p>　　電壓互感器二次負荷統(tǒng)計表如下表

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

88、;/p><p>　　故選擇JCC—110型號電壓互感器，容量滿足要求。</p><p>　　11.2 110kV側(cè)電流互感器選型及校驗</p><p><b>　　最大長期工作電流</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，有兩個鐵芯，其中準確度1級的供儀表用，

89、3級的供保護用。由資料知，兩鐵芯的對應(yīng)額定容量為30VA，110VA，熱穩(wěn)定倍數(shù)，電動力穩(wěn)定倍數(shù)，每相互感器二次負荷如下表11-3。</p><p>　　互感器二次負荷表 表11-3</p><p>　　由最大一相（B相）負載為依據(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： </p><p>　　計算短路熱效應(yīng) </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　，滿足熱穩(wěn)定性校驗。

91、</p><p>　　動穩(wěn)定性校驗： </p><p>　　校驗作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機械應(yīng)力：</p><p>　　取a=1m,l=1m,則</p><p>　　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。</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</b></p><p>　　發(fā)電廠，變電所遭受雷害一般來自兩個方面：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 </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，同時設(shè)置進線保護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)計中在110kV側(cè)，27.5kV側(cè)，10kV側(cè)分別裝設(shè)Y10W5—110/295型號，Y10W5—42/40型號和Y5W5—12.7/44型號的氧化鋅避雷器。</p><p>　　12.2 接地設(shè)計 </p><p>　　除利用自然接地極以外，根據(jù)保護接地和工作接地要求敷

94、設(shè)一個統(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</b></p><p>　　六周的課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了，還記

96、得之前參加過的一些競賽，做過的一些實驗，與本次課程設(shè)計有些類似卻又大不相同。在完成供變電課程設(shè)計的過程中，我經(jīng)歷了許多不解，走過了許多彎路，但在設(shè)計框架基本成形時，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，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)院能夠細心安排我們做這個課程設(shè)計，在我看來是十分有意義，而且是十分有必要的。本次通過對A牽引變電所的主接線設(shè)計，著實讓

97、我受益匪淺。此次課程設(shè)計使我對供變電的一般設(shè)計原則、方法有了進一步的認識，學(xué)會這些原則、方法對于今后的課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計都會有很大的幫助。</p><p>　　其次，課程設(shè)計是對所學(xué)知識的綜合與運用，這次課程設(shè)計喚回了所學(xué)《電力牽引供變電技術(shù)》課程的知識，對設(shè)備選型、校驗，絕緣接地等原理都有了更具體的認識和理解。同時，也培養(yǎng)了同學(xué)之間的團結(jié)協(xié)作能力，在設(shè)計的過程中遇到問題，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。當然，在本次課程設(shè)計中我也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習中的許多不足之處。對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢靠，比如說在以前的學(xué)習過程中常常因為應(yīng)試而很少去想如何應(yīng)用，怎么用，直接導(dǎo)致課程設(shè)計著手時常常感到很茫然，不知如何入手。</p><p>　　再次，通過課程設(shè)計鍛煉了我的邏輯思維能力和材料組織能力，同時也使我認識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)計使我認識到由于所學(xué)知識的局限性以及缺乏經(jīng)驗，我的設(shè)計可能不夠合理，也不夠完善。因此，我需要在今后的學(xué)習中不斷的積累知識，使自己有所進步。由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。</p><p><b>　　參考文獻</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設(shè)計院，《電氣化鐵道設(shè)計手冊 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,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護.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&