牵引变电所设计原则及其要求

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轨道交通牵引供变电技术第4章第1节 电气主接线的功能、基本要求与设计原则

轨道交通牵引供变电技术第4章第1节  电气主接线的功能、基本要求与设计原则

轨道交通牵引供变电技术
一、电气主接线应满足的基本要求
(1)首先应保证电力牵引负荷、运输用动力、信 号负荷安全、可靠供电的需要和电能质量。牵引 负荷和部分动力负荷(如地铁的动力、主要照明 和信号电源等)为一级负荷,中断供电将直接造 成运输阻塞,甚至造成人员伤亡、设备损坏,进 而导致社会生产无法正常进行、人们生活不便、 城市秩序混乱等经济损失和政治影响,这更是无 法估量的。因此,主接线的接线方式必须保证供 电的安全可靠性。由事故造成中断供电的机会越 少、影响范围越小、停电时间越短,主接线的安 全可靠性就越高。
轨道交通牵引供变电技术
(3)应有较好的经济性,力求减少投资和运行费 用(维修与能耗费)。经济性主要取决于汇流母 线的结构类型与组数(几组母线)、主变压器容 量、结构形式和数量、高压断路器配电单元数量、 配电装备结构类型(屋内或屋外式)和占地面积 等因素。经济性往往与可靠性之间存在矛盾,要 增强主接线可靠性与灵活性,将导致增加设备和 投资。为此,必须力求技术、经济两者统一,在 满足供电可靠、运行灵活方便的基础上,尽量使 投资和运行费最省。在可能和充分论证的条件下, 可采取按远期规划设计主接线规模、分期实施投 资、增加设备等措施,达到最好的经济效益。
轨道交通牵引供变电技术
电气主接线反映了牵引变电所的基本结构和 功能。在运行中,它能表明与高压电网连接方式、 电能输送和分配的关系以及变电所一次设备的运 行方式,为实际运行操作提供依据;在设计中, 主接线的确定对变电所电气设备选择、配电装置 布置、继电保护配置和计算、自动装置和控制方 式选择等都有重大影响。此外,电气主接线对牵 引供电系统运行的可靠性、电能质量、运行灵活 性和经济性起着决定性作用。因此,电气主接线 的设计与运行,具有十分重要的意义。

牵引变电分类、结构和要求

牵引变电分类、结构和要求
下面,对常用供电方式做一简单介绍。
1、直接供电方式
这是一种最简单的供电方式。在线路上,机车 供电由接触网—轨—地直接构成回路,对通信干 扰不加特殊防护措施,如下图所示。电气化铁路 最早大都采用这种供电方式。这种供电方式最简 单,投资最省,牵引网阻抗较小,能损也较低, 供电距离一般为30—40Km。电气化铁路的单相负 荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。由于钢 轨与大地是不绝缘的,一部分回流由钢轨流入大 地,因此对通信线路产生感应影响,这是直接供 电方式的缺点,它一般用在铁路沿线无架空通信 线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆的区段,必 要时,也常将通信线迁到更远处。
二、开闭所、分区所、AT所
(一)开闭所:
开闭所实际上是不降压而仅用于开关设备 开、闭电路的配电所,多设于枢纽站,其功用 是:
1)将长供电臂分段,以便发生事故时缩小 停电范围;
2)复线区段,供电臂中间设开闭所,可实 行上、下行牵引网并联供电;
3)增多馈线回数
(二)分区所:
分区所的功用主要是实施上、下行并联供 电,以及在必要时实施越区供电。
(1)三相YN/D11接线(Y/△接线) (2)单相V/V接线 (3)单相并联接线 (4)三相/两相斯科特接线
下面列表简要说明变压器各种接线方式的比较
(三)牵引变电所分类及典型接线
牵引变电所,按照电压等级分,有110KV、220KV和 330KV三种,下面列出四种变电所典型接线:
(1) V/V变 (2)平衡变(上海局) (3)全三相(霸州所) (4)AT所
东 南 线 ( 426km , 270km/h)为AT与直供混 合供电方式,而大西洋 线、北方线、地中海线 总长918km,全部采用AT 供电方式,运营速度为 300~350km/h。

牵引变电所设计

牵引变电所设计

牵引变电所一次部分设设计摘要:本设计主要针对220kV双边供电的牵引变电所进行一次部分设计和研究,主要的工作是对牵引变电所一次主接线设计和电气设备选型。

其中主接线设计主要包括主接线方案设计和选择,必须符合电气主接线的基本要求和基本设计原则。

电气设备选型包括主变压器的选择,短路电流的计算,绝缘设备的检验主要是关于电气设备的动稳定、热稳定性、开关设备的选型和校验,以及对室内外母线,各个支持绝缘子和穿墙套管,电压、电流互感的选型和校验,最后是避雷器的选择,防雷接地。

关键词:主接线,短路电流,设备选型,防雷接地Abstract: This design is mainly aimed at the traction substation of 220kV bilateral power supply a part design and research, the main job of traction substation is a main connection design and electrical equipment selection. Among them main connection design includes the Lord wiring scheme design and choice, must comply with the main electrical wiring basic requirements and basic design principles. Electrical equipment selection includes the choice of main transformer, the calculation of short-circuit current, insulation equipment inspection is mainly about electrical equipment dynamic stability, heat stability, switch equipment selection and calibration, and for indoor and outdoor bus, each support insulator and wear wall bushing, voltage, current mutual-inductance of the selection and calibration, finally is the choice and calibration arresters. arresters lightningproof grounding. Keywords:Lord wiring, short-circuit currentequipment selection, lightningproof grounding目录1 前言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2电气化铁路国内外的现状 (1)1.3设计目的 (1)1.4工作要求 (2)2 总体方案设计 (3)2.1牵引变电所概述 (3)2.2电气主接线图设计前的思考 (3)2.3电气主接线基本要求 (3)2.4电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 (4)2.5变电所设计步骤 (5)2.6设备选择步骤 (5)2.7主接线接线方式选择 (5)2.8AT供电方式简介 (7)3. 变压器选择 (9)3.1主变压器的选择原则 (9)3.2变压器容量计算 (9)3.3电气铁道化中远期运量估计 (10)3.4变压器形式的选择 (10)3.4.1 相数的选择 (10)3.4.2 绕组的选择 (10)3.4.3 用普通型还是自耦型 (11)4 短路电流计算 (12)4.1做出系统的简化等值电路图 (12)4.2线路阻抗计算 (13)4.3220KV侧短路电流计算 (14)4.427.5KV侧短路电流计算 (14)4.4.1 在11000KVA侧 (14)4.4.2 在10000KVA侧 (14)4.5短路电流计算结果 (15)5 设备选型 (16)5.1开关设备选型及稳定性校验方法 (16)5.2断路器的选型及校验 (17)5.2.1 在220kV侧,容量为11000kVA (17)5.2.2 220KV侧,容量为10000KVA (17)5.2.3 27.5kV 侧断路器的选择与校验 (18)5.3隔离开关的选择 (19)5.3.1 220kV侧隔离开关选择及校验 (19)5.3.2 27.5kV侧隔离开关选择及校验 (19)5.4电压互感器、电流互感器选型及校验 (20)5.4.1 电流互感器的选取 (20)5.4.2 电压互感器的选取 (22)5.5室内、室外母线选型及校验 (22)5.5.1 室内、室外母线计算概述 (22)5.5.2 计算方法: (23)5.6母线的选型及校验 (25)5.6.1 室外220kv进线侧的软母线选型及校验 (25)5.6.2 室外27.5kV进线的高压电力电缆选型及校验 (25)5.6.3 室内27.5kV侧硬母线的选型及校验 (26)5.7支柱绝缘子和穿墙导管选择和校验 (27)5.7.1 支柱绝缘子的选择与校验 (28)5.7.2 穿墙套管选型及校验 (29)6 防雷接地设计 (30)7 结论 (31)8 总结与体会 (32)9 谢辞 (33)10 参考文献 (34)附录1 电气设备一览表 (35)附录2 牵引变电所电气主接线 (36)附录3 外文资料翻译 (37)1 前言1.1 课题研究背景牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏,它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变成适合电力机车使用的电能。

(整理)牵引变电所I电气主接线设计

(整理)牵引变电所I电气主接线设计

目录第1章设计思路 (2)1.1 设计的目的 (2)1.2 设计的要求 (2)1.3 设计的依据 (2)1.4 设计方案 (3)1.4.1 设计方案比较 (3)1.4.2 备用的选择 (4)第2章牵引变压器的选择 (5)2.1 参数的定义 (5)2.2 牵引变压器容量计算 (5)2.3 中期变压器容量估算 (5)2.4 牵引变压器的电压损失计算 (6)第3章牵引变电所主接线设计 (7)3.1 主接线要求 (7)3.2 变电所110kV侧主接线设计 (8)3.3 变电所27.5kV侧主接线设计 (9)第4章短路电流的计算 (9)第5章设备的选择 (12)5.1 110kV侧进线的选择 (12)5.2 27.5kV侧母线的选择 (13)5.3 开关设备的选择 (13)5.3.1 110kV侧开关设备的选择 (13)5.3.2 27.5kV侧开关设备的选择 (15)5.4 电流互感器的选取 (17)第6章继电保护拟定 (18)6.1 继电保护的任务 (18)6.2 继电保护的要求 (19)6.3 继电保护配置 (19)第7章并联无功补偿装置 (20)第8章变电所防雷设计 (22)第9章设计结论 (22)参考文献 (23)第1章设计思路1.1 设计的目的通过对牵引变电所I电气主接线的设计,可以初步掌握电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法。

基本掌握变电所主接线图的绘制方法,锻炼自己综合运用所学知识的能力,熟悉有关设计规范,将所学的理论知识与实际设计相结合,建立一个对牵引变电所的供电系统的概念模型,为今后进行工程设计奠定良好基础。

1.2 设计的要求(1)确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式,并分析其正常运行时的运行方式。

(2)确定牵引变压器的容量、台数及接线方式。

(3)确定牵引负荷侧电气主接线的形式。

(4)对变电所进行短路计算,并进行电气设备选择。

(5)设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置。

牵引变电所设计

牵引变电所设计

西南交通大学本科毕业设计(论文)成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计THE TRACTION SUBSTATION DESIGN OF THE PEOPLE’S NORTH ROAD STATION OFCHENGDU METRO LINE 1年级: 2009级学号: 20098123姓名: 周泓君专业: 电气工程及其自动化指导老师: 陈丽华2013 年 6 月院系电气工程系专业城市轨道交通供电年级 2009级姓名周泓君题目成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章)成绩答辩委员会主任 (签章)年月日毕业设计(论文)任务书班级 09城轨供电1班学生姓名周泓君学号 20098123 发题日期:2013年 2 月25 日完成日期:2013年 6 月13 日题目成都地铁1号线人民北路站牵引变电所设计1、本论文的目的、意义随着城市交通需求量的急剧增加,城市交通问题日趋严重,对城市发展及环境造成了直接的影响。

为了解决这个问题,发展经济环保的城市轨道交通已成为大城市交通发展的趋势。

我国在1965年北京第一条地铁开始建设以来,城市轨道交通发展已有40多年的历史。

目前,我国已有10个城市的轨道交通系统系统建成并运营,另外还有多个城市已获得建设立项,而更多的城市正在紧张的筹备申报中。

2010~2015年间,我国规划建设的城市轨道交通项目总里程达1700KM,总投资在1万亿元以上。

可以预见,在未来的30年中,我国的城市轨道交通系统将会得到持续、快速的发展。

牵引变电所作为城市轨道交通电力牵引系统的一个重要组成部分,不仅为城市轨道电动列车提供牵引用电,还为城市轨道交通运营服务的其它设施提供电能,是供电系统、继电保护、监控、供变电工程、电力电子、计算机检测与控制等多门学科知识的融合。

学生通过该设计,可以实现对上述各门课程知识的综合应用。

2、学生应完成的任务(1)了解我国城市轨道交通系统的构成、特点及发展概况;(2)完成给定牵引变电所电气主接线、保护、监控等部分的设计及设备选型;(3)完成各部分图纸的绘制。

牵引变电所的设计原则及其要求

牵引变电所的设计原则及其要求

目录第1章牵引变电所设计基础 (1)1.1 概述 (1)1.2 电气主接线设计的基本要求 (1)1.3 电气主接线的设计依据 (2)1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3)第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3)第3章短路计算 (4)第4章高压电气设备选择及校验 (5)4.1 高压电气设备选择的原则 (5)4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7)4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11)4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13)4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14)4.2.4 电压互感器 (14)4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15)4.2.6 母线的选择和校验 (16)4.2.7 限流电抗器选择 (16)4.2.8 避雷器的选择 (17)后记 (19)参考资料 (20)附图 (21)第1章牵引变电所设计原则及要求1.1概述变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。

变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分,它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接,同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。

一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。

因各侧所接的系统情况不同,进出线回路数不同,其接线方式也不同。

电气主结线的基本结线形式有但母线结线,双母线结线,桥形结线和简单分支结线。

牵引负荷侧电气结线特点主要有:1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线;2.具有公共备用断路器的结线;3.但母线分段带旁路母线结线。

1.2 电气主接线基本要求电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求:1、灵活性主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式,具体情况如下:①满足调度正常操作灵活的要求,调度员根据系统正常运行的需要,能方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置,使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。

《牵引变电所设计》课件

《牵引变电所设计》课件

详细描述
牵引变电所的主要组成部分包括输入电路、变压器、 断路器、隔离开关和无功补偿装置等。输入电路负责 接收电力系统的高压电,变压器则将高压电转换成低 压电。断路器和隔离开关用于控制和保护牵引变电所 的运行安全。无功补偿装置可以提高电力系统的功率 因数,降低线损。根据电力系统的不同需求,牵引变 电所可以分为直流牵引变电所和交流牵引变电所。
《牵引变电所设计》 PPT课件
• 牵引变电所概述 • 牵引变电所的一次设计 • 牵引变电所的二次设计 • 牵引变电所的防雷接地设计 • 牵引变电所的环保与节能设计 • 牵引变电所设计案例分析
目录
Part
01
牵引变电所概述
牵引变电所的定义与作用
总结词
牵引变电所是专门为电气化铁路供电的特殊类型的变电所,其主要作用是将电力系统的 高压电转换成适合电力机车使用的低压电。
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详细描述:该案例介绍了某城市轨道交通牵引变电所的设 计过程,包括负荷计算、短路电流计算、设备选型和校验 等。
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总结词:设计特点
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总结词:设计难点
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详细描述:该案例指出了城市轨道交通牵引变电所设计中 的难点,如空间限制、设备散热、电磁干扰等。
根据二次回路的负载和传输距离,选 择合适的电缆型号和截面,确保传输 性能和机械强度。
电缆敷设
设计合理的电缆敷设路径和方式,以 满足牵引变电所的安全、可靠运行要 求。
控制、信号及测量系统设计
控制系统设计
设计控制系统的结构、功 能和操作方式,确保牵引 变电所的稳定、安全运行 。
信号系统设计
设计信号系统的结构、功 能和报警方式,及时发现 和处理异常情况。

铁路电力牵引供电设计规范

铁路电力牵引供电设计规范

铁路电力牵引供电设计规范!"#$$$%!&$$’!()’&*&$$’&$$’年)月&’日发布!&$$’年)月&’日实施#!总则#+$+#!为贯彻执行国家的技术经济政策!统一铁路电力牵引供电设计的技术要求!使设计做到安全适用"技术先进"节约能源"经济合理和维修方便!制定本规范##+$+&!本规范适用于铁路网中客货列车共线运行"旅客列车设计行车速度等于或小于#,$-.$/"货物列车设计行车速度等于或小于#&$-.$/的!""级标准轨距铁路!采用单相工频%’$01&"接触网额定电压为&’-2的电力牵引供电工程设计##+$+3!电力牵引应为一级负荷!牵引变电所应有两路电源供电!当任一路故障时!另一路仍应正常供电##+$+)!电力牵引供电系统应保证向电力机车供电#当地区无电源且技术经济合理时!也可向铁路其他用户及地方负荷供电##+$+’!设计中所选用的设备应能满足电力牵引的要求!电力牵引供电系统应积极采用技术先进"性能可靠"经济合理的新设备"新材料#设计中应采用标准设备#当必需采用非标准设备时!应按有关规定办理!并应在设计文件中明确其主要技术条件##+$+,!电气化铁路牵引供电系统应采用远动装置#远动系统的传输通道应采用铁路通信系统中的专用通道!并应设置主"备通道##+$+4!在繁忙干线的双线区段!牵引供电设计应满足2形综合维修天窗的需要!并根据行车需要考虑反向行车的条件##+$+5!当电力牵引供电设备绝缘试验电压无专用标准时!可按照现行国家标准’高压输变电设备的绝缘配合(中3’-2和,,-2电压等级的规定办理##+$+%!电气化铁路上的各种建筑物应满足电力牵引区段建筑限界的要求#牵引供电设备除有明确的规定外!一般条件下应满足超级超限的限界要求##+$+#$!当设计线路需要开行双层集装箱列车时!其设计还应满足相关规定的要求##+$+##!电力牵引供电及其建筑物"构筑物的设计!除应符合本规范外!尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定#&!术语&+$+#!电力牵引供电系统!67689:;89:<89;=>?66@;>A B C B96.由牵引变电所"牵引网以及其他辅助供电设施组成的供电系统#&+$+&!牵引网!9:<89;=>>69D=:-由接触网和回流回路构成的供电网络#))$!"#&+$+3!单相牵引变压器和三相2!E结线牵引变压器!B;>A76F/<B69:<89;=>9:<>B?=:.6: <>@9/:66*F/<B62!E8=>>689;=>9:<89;=>9:<>B?=:.6:包括单相结线"单相2!E结线和三相2!E结线牵引变压器#单相结线方式!为双绕组变压器!一次侧$高压侧%绕组接入电力系统三相电网中的两相!二次侧$低压侧%绕组的一端接钢轨!另一端接入牵引侧母线#单相2!E结线方式!在牵引变电所设置两台双绕组单相变压器!联结成开口三角形!一次侧$高压侧%绕组的两个开口端和一个公共端接入电力系统三相电网!二次侧$低压侧%绕组将公共端与钢轨大地相连!两个开口端分别接入牵引侧母线#三相2!E结线方式!由一台三相双绕组牵引变压器连接成开口三角的结线方式#&+$+)!三相&二相平衡牵引变压器!9/:66F/<B6*9D=F/<B6G<7*<>86@9:<89;=>9:<>B?=:.6:当一次侧$高压侧%接到电力系统的三相电网时!则二次侧$低压侧%就产生相位差%$H的二相平衡电压!当二次侧两个供电臂负载平衡时!一次侧三相为对称系的牵引变压器#&+$+’!三相牵引变压器!9/:66F/<B69:<89;=>9:<>B?=:.6:包括三相I J!@##结线和I J!@##!@#十字交叉结线牵引变压器#I J!@##结线为双绕组变压器!一次侧$高压侧%三相结线为I型!分别接入电力系统三相电网’二次侧$低压侧%结线为"型!其一角和大地相连!另两角分别接入牵引侧母线#I J!@##!@#组成的十字交叉变压器!一次侧$高压侧%三相结线为I型!二次侧$低压侧%@##!@#结线的两个三角形线圈结成对顶三角形!对顶角接大地!其他各角分别接入牵引侧不同母线#&+$+,!自耦变压器!<K9=*9:<>B?=:.6:两个或多个绕组有一公共部分的变压器#&+$+4!吸流变压器!G==B96:9:<>B?=:.6:变换比为#的变压器!其中一个绕组与接触悬挂串联!另一个绕组与绝缘回流导线串联# &+$+5!并联电容补偿装置!8=.F6>B<9=:=?F<:<776:8<F<8;9<>86并联在母线上用于提高功率因数的电容器组"放电线圈及串联电抗器等的总称#&+$+%!分束供电!G:<>8/?66@;>A在枢纽$含大型客站及区段站%的各分场中!为方便供电和检修的需要!按电化股道群不同供电分区进行供电#&+$+#$!电分段!B689;=>;>A在纵向或横向将接触网从电气上互相分开的区段#&+$+##!分相装置!>6K9:<7B689;=>接触网中用于两段不同电压或不同相位处!避免接触网在受电弓通过时被连通的装置#&+$+#&!加强线!7;>6?66@6:为改善接触网的电压水平或载流能力!同接触线并联以增加其横截面积的架空导线#&+$+#3!自耦变压器供电线$L M线%!<K9=*9:<>B?=:.6:?66@6:在自耦变压器供电方式中起回流作用的导线#&+$+#)!自耦变压器中线$J线%!>6K9:<7D;:6=?<K9=*9:<>B*?=:.6:在自耦变压器供电方式的牵引网中!从自耦变压器绕组中点端子引出的导线#((%$#"&+$+#’!保护线!N O线"!F:=9689;E6D;:6在L!供电方式中#因保护的需要#将绝缘子的双重绝缘部分或者腕臂支持零件#连接到钢轨上的架空电线$&+$+#,!保护线用接轨线!P N O线"!8=>>689=:=?F:=9689;E6D;:6连接保护线和钢轨!或扼流变压器中点"的导线$&+$+#4!馈电线!供电线"!?66@6:8<G76接触网与牵引变电所%自耦变压器所%开闭所%分区所之间的连接导线$&+$+#5!架空地线!=E6:/6<@6<:9/;>A D;:6在接触网的接地系统中#为减少对钢轨的连接#作为接地回路一部分而专门设置的架空导线$&+$+#%!闪络保护地线!6<:9/;>A D;:6?=:?;<B/=E6:F:=9689;=>在闪络保护接地回路中#设置的架空地线$&+$+&$!吸上线!G==B9;>A D;:6相邻两吸流变压器间或带回流线的直接供电方式中#连接回流线与钢轨的导线$&+$+&#!硬横跨!F=:9<7B9:K89K:6由线路两侧的支柱及其上的横梁组成的门式结构$&+$+&&!软横跨!/6<@B F<>B K B F6>B;=>用横向承力索及定位索代替横梁的门式结构$&+$+&3!牵引供电远动系统!67689:;89:<89;=>?66@;>A:6.=968=>*9:=7B C B96.由控制站和被控站的远动设备及连接两者之间的通道设备组成的对牵引供电设备进行远距离实时监控的系统$它实现对牵引供电系统的数据采集%传输%处理和控制显示等功能$&+$+&)!控制站!主站"!8=>9:=7B9<9;=>监控系统中对被控站进行远距离控制%监视%测量的场所$&+$+&’!被控站!子站"!8=>9:=776@B9<9;=>监控系统中受控制站监视和控制的场所$&+$+&,!远动终端!:6.=968=>9:=796:.;><7K>;9在被控站内按规约完成远动数据采集%处理%发送%接收%输出和执行等功能的设备$&+$+&4!双工?K77*@K F76Q通信双方可同时进行收%发的通信工作方式$&+$+&5!&2停’控制站!&2停’站"!&2B9=F’8=>9:=7B9<*9;=>在开设2形天窗的区段中#对接触网隔离开关或负荷开关进行集中控制的场所$3!牵引供电3+#!一般规定3+#+#!牵引供电系统的设计#应与电力部门商定外部电源供电方案#并核算系统电压损失$3+#+&!枢纽牵引供电系统设施的布点方案#应考虑近%远期供电的合理性和供电需要#统一规划#统一设计#可结合相关干线电气化工程分期实施$同枢纽相连的城市交通#当作为枢纽电气化的组成部分时#宜与枢纽供电制式相同#否则应有可靠的不同制式的衔接措施$((#$#"与电气化铁路干线相衔接的电气化铁路支线和铁路专用线!当其牵引供电系统为干线的组成部分时!供电方案应统一确定"3+&!牵引供电系统3+&+#!牵引变电所的分布应由供电计算并综合考虑下列因素确定##!布点应按远期需要设置$&!靠近负荷中心$3!满足接触网最低电压水平的要求$)!牵引变电所的供电范围应考虑运营管理机构的管辖范围!供电范围不应跨铁路局$’!向邻线及支线供电方便$,!外部电源工程量小"3+&+&!牵引变电所进线电源的电压等级应为##$-2或&&$-2"3+&+3!供电方式的选用应综合铁路%电力系统%铁路内外通信线路防护要求等技术经济因素比选确定"可采用直接供电方式%带回流线的直接供电方式%自耦变压器供电方式或吸流变压器供电方式"一般情况宜采用带回流线的直接供电方式!在通信防护不能满足要求的局部区段!可采用吸流变压器供电方式$繁忙干线%重载干线或沿铁路电力系统电源点&电厂%地区变电站’较少区段!可采用自耦变压器供电方式"同一条电气化铁路的不同区段可根据情况采用不同的供电方式"3+&+)!双线铁路区段的接触网末端可采用上%下行并联供电!两相邻牵引变电所间应设分区所"3+&+’!在相邻两牵引变电所供电的电分相处应设联络开关!当需要时可实现越区供电"不同电力系统供电的接触网分相装置区段!应加强绝缘!严禁将两个电力系统接通"3+&+,!牵引网需要分段&或分区’供电时!可设开闭所!并应符合下列设置原则及进线要求# #!当自耦变压器供电方式供电臂较长时!可在供电臂中部设分段式开闭所$&!当地无牵引变电所且需要较多独立供电线时!可设馈线式开闭所!开闭所电源进线不宜少于两回$3!当开闭所供电范围的铁路线路有两个以上方向的干线引入时!其开闭所的电源进线应分别从两个干线方向引入$)!开闭所的电源进线优先采用独立供电线!也可利用接触网作为电源线路"3+&+4!接触网设置独立供电线应遵守下列原则##!双线铁路区段上%下行接触网及机务段等应设独立供电线!有条件时折返段可设独立供电线"&!牵引变电所%馈线式开闭所所在的双线铁路5股道以上的车站及单线铁路,股道以上的车站宜设独立供电线"3!大型枢纽的编组站各分场应设独立供电线!每个分场内宜在当地实行分束供电!分束原则可根据行车组织及检修需要!一般3#’股道为一束")!大型客站应设独立供电线!并实行分束供电!分束原则可根据客运需要按不同方向列车进站径路或站台划分$当客站上设牵引变电所或开闭所时!每束可单设供电线"’!铁路专用线和支线有条件时宜按独立供电设计"((&$#’3+&+5!2形综合维修天窗停电单元的划分!应根据行车组织的需要"线路设施和供电设备情况等综合比较确定#3+&+%!铁道干线电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为&4+’-2!自耦变压器供电方式为&R&4+’-2$电力机车"电动车组受电弓和接触网的额定电压为&’-2!最高电压为&%-2$电力机车"电动车组受电弓上最低工作电压为&$-2$电力机车"电动车组在供电系统非正常情况下%检修或事故&运行时!受电弓上的电压不得低于#%-2#3+&+#$!单相牵引负荷对电力系统三相不平衡影响!应满足有关标准规定值!必要时可在电力系统"牵引供电系统采取改善措施#牵引供电系统可采取下列措施’#!相邻牵引变电所牵引变压器原边换接相序!合理安排牵引网的分段及相序$&!牵引变电所采用三相(二相平衡变压器#3+&+##!牵引负荷对电力系统的谐波影响!应根据有关标准规定的要求进行谐波预测计算!当大于规定值时!应采取改善措施#3+3!牵引变压器"吸流变压器"并补装置"导线3+3+#!牵引变压器容量应根据交付运营后第3年或第’年需要的通过能力"机车类型"列车牵引重量"追踪间隔时分等条件计算$按紧密运行时客车和货车平行图分别进行校验!并应符合下列规定’#!需要通过能力按运量计算时!应预留一定的储备能力!单线采用&$S!双线采用#’S$近期按调查运量计算时!还应考虑货运量的波动性$远期按国家要求的年输送能力计算时!应仅考虑储备能力#&!需要通过能力小于线路通过能力的’$S时!可按#+’#&+$倍的需要通过能力计算!此时不再考虑波动系数和储备系数#3!牵引能耗应按各类电力牵引列车计算!当客车"空车比重较小时!可按满载货物列车的牵引能耗计算#)!应充分利用牵引变压器的过负荷能力#3+3+&!牵引变压器应采用下列固定备用方式’每个牵引变电所宜设两台牵引变压器!一台运行!一台备用#每台变压器容量应能承担全所最大负荷#3+3+3!牵引变压器宜采用单相结线!也可采用三相2!2或2!T结线"三相(二相平衡结线%包括斯柯特结线及阻抗匹配平衡结线等&"三相结线%包括I J!@##及I J!@##!@#十字交叉结线&等其他能满足供电要求的结线#3+3+)!吸流变压器的容量!应根据牵引网负荷大小及负载阻抗确定#3+3+’!当需要改善牵引供电系统的功率因数及吸收部分高次谐波时!应装设并联电容补偿装置!其补偿度可采用$+#&#补偿后!牵引变电所一次侧平均功率因数不应低于$+%# 3+3+,!并联电容补偿装置!宜设在牵引变电所二次侧母线上#当采用固定并联电容补偿装置不能满足功率因数要求时!宜设动态无功补偿装置#并联电容补偿装置的安装容量应根据要求的近期年运输量!并考虑#$S的余量计算选定#选定后应进行谐波校验#3+3+4!供电臂各导线的截面!应满足机械强度和牵引负荷的要求!各导线应满足下列具))$$#’体要求!#!列车紧密运行时有效电流产生的温升校验"&!牵引网短路时各导线的动热稳定性校验"3!改善牵引网电压水平增设的附加导线#其截面可根据改善电压的设计需要确定#并应满足载流能力#但在牵引供电系统设计中不宜采用该加强措施$3+)!吸上线%保护线与钢轨连线3+)+#!吸流变压器供电方式的吸上线应符合下列要求!#!吸上线宜设于相邻两吸流变压器中间#当路内外通信线路防护需要时也可偏置$ &!吸上线应与钢轨或扼流变压器线圈中点牢固连接$3!区间吸上线的截面#应按所在区段一列车最大电流选定"变电所处应按接触网最大电流选定$)!变电所处&供电臂首端’吸上线应设两处#一处与铁路正线相连"一处与变电所专用线或站线相连#双线区段上%下行正线应各设吸上线$’!相邻两吸上线的间距在自动闭塞区段应大于一个闭塞分区"吸上线处无扼流变压器时#在保证信号轨道电路正常工作条件下#可增设空扼流变压器#但不得在相邻两闭塞分区内同时增设$,!双线区段上%下行接触网并联供电的供电臂#回流线末端也应并联$3+)+&!带回流线直接供电方式的吸上线和自耦变压器供电方式的钢轨连线应符合下列要求!#!吸上线和钢轨连线在自动闭塞区段#其间距不应小于两个闭塞分区$&!吸上线和钢轨连线应与钢轨或扼流变压器线圈中点牢固连接$3!吸上线和钢轨连线的截面应满足机械强度的要求及具有承受短路电流的能力"与自耦变压器J线相连的钢轨连线还应满足自耦变压器供电范围内最大负荷电流的需要$ )!变电所处吸上线的设置及截面应与吸流变压器供电方式的要求相同$)!牵引变电所)+#!所址选择和总布置)+#+#!牵引变电所%开闭所%分区所和自耦变压器所的所址应根据供电计算确定的分布方案进行选择#并应综合考虑下列因素!#!便于架空或电缆线路的引入和引出$&!不占或少占农田$3!当铺设铁路岔线时#应便于铁路岔线出岔及铺设#并力求岔线短捷"铺设公路时#便于与公路衔接#并力求避免跨越站场$)!具有适宜的地质条件及地基承载力#并避开危岩%流砂%滑坡%落石等地质不良地带"不宜设在高土壤电阻率地区$’!避开高填方%大量拆迁建筑物和地下设施的地区$,!不宜设在空气污秽地区$4!牵引变电所的围墙#距最近股道的线路中心#不宜小于#$.$5!牵引变电所的所址高程宜在#$$年一遇的高水位之上"开闭所%分区所%自耦变压(("$#’器所的所址高程宜在’$年一遇的高水位之上!否则应有防护措施!所址不应被积水淹没!山区变电所的防洪设施应满足泄洪要求"%!确定所址时!与电台#雷达站#机场#弱电线路以及地下管道#电缆#储油设施等邻近设施和周围环境应符合现行国家标准的相关规定"#$!所与所外的建筑物#堆场#储罐之间的防火净距!应符合现行国家标准$建筑设计防火规范%的规定"##!方便职工生活及水源条件较好")+#+&!牵引变电所总布置应保证运行安全可靠!力求紧凑合理!充分利用地形!并根据远期发展方便扩建的可能")+#+3!所区布置应符合下列要求&#!宜利用原有地形!减少土石方工程量!对坡度较大的场地!可采用阶梯形布置!但应便于所内运输#检修及巡视’&!建筑物#场地#道路和电缆沟的高程!同基础和管线的埋深应互相配合!统一安排!建筑物的室内地面宜高出室外地面3$$..’3!所区内应有排水措施!场地设计坡度不应小于$+’S!不宜大于,S!当土质易受冲刷时!不宜大于’S’)!电缆沟内应采取有效的防水和排水措施!沟壁顶面的高程!应高出地面#$$..以上")+#+)!所区围墙应设实体墙!高度不宜低于&+&.!在山区人烟稀少地区或无人值班条件下!可增高至&+’#3.")+#+’!牵引变电所应设公路或铁路岔线与外部公路或车站衔接"所内道路宜设置回车道!其所内#外道路路面宽度不宜小于3+’."主要设备运输道路的宽度可根据运输要求确定"开闭所#分区所#自耦变压器所内应设便于检修汽车出入的道路"所区内道路宜采用次高级及以上的路面")+#+,!牵引变电所所区内铁路岔线宜设计为平坡#直线!岔线轨面宜与场地高程一致!岔线的车挡后面不应设置建筑物")+#+4!所内巡视小道宽度宜为#.!并可利用电缆沟盖板作为巡视小道")+#+5!牵引变电所#开闭所#分区所的平面设计应节约占地面积!在布置上可采用半高型或高型方式布置’当占地很困难或盐雾等腐蚀性较强的地区!经技术经济比较可采用组合电器或室内布置")+#+%!牵引变电所#开闭所#分区所#自耦变压器所室外电气设备区的地面宜硬化"绿化区应严防影响电气设备的安全运行")+&!主接线)+&+#!牵引变电所的主接线应根据铁路与电力部门协商的原则及其在电力系统中的地位#回路数#设备特点#铁路等级等条件确定!并应满足供电安全可靠#接线简单灵活#操作方便和节约投资等要求")+&+&!##$#&&$-2进线为两回路时!宜采用分支接线"当有穿越功率时!可用桥形接线(固定备用时采用外桥接线)"分支接线的变电所!根据运行及检修的需要!可在两回路进线之间设置由隔离开关分段的跨条"**’$#’)+&+3!&4+’-2及’’-2配电装置中!断路器的备用方式应根据运输繁忙程度"断路器的类型"检修周期等确定#)+&+)!当牵引变电所向铁路其他用户供电时!可由高压侧为’’-2或&4+’-2的动力变压器供电!动力变压器的结线型式应根据牵引变压器的结线型式确定#)+&+’!在自耦变压器供电方式!当牵引变压器的低压侧为&R &4+’-2时!牵引变电所可不设置自耦变压器#)+&+,!双线区段中分段式开闭所的主接线应满足在$2停%反行时!能实现接触网上"下行的纽接#)+&+4!自耦变压器&R &4+’-2侧可装设电动或手动隔离开关!在无电时进行投切#)+3!室内配电装置)+3+#!室内配电装置的安全净距应符合表)+3+#的规定!并应按图)+3+#*#和图)+3+#*&进行校验#图)+3+#*#!室内!#!!&!"#!"&!#!$值校验图图)+3+#*&!室内"#!%值校验图当电气设备外绝缘体最低部位距地面小于&+3.时!应装设固定遮栏#&(’#$&表)+3+#室内配电装置的安全净距!.."符号适!用!范!围额定电压!-2"3#$&4+’!3’"’’!,,"##$(!#带电部分至接地部分之间网状和板状遮栏向上延伸线距地&+3.处与遮栏上方带电部分之间4’#&’3$$’’$5’$!&不同相的带电部分之间断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间4’#&’3$$’’$%$$"#栅状遮栏至带电部分之间交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间5&’54’#$’$#3$$#,$$"&网状遮栏至带电部分之间#4’&&’)$$,’$%’$ #无遮栏裸导体至地!楼"面之间&’$$&’$$&,$$&5’$3#’$ $平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间#54’#%&’&#$$&3’$&,’$ %通向室外的出线套管至室外通道的路面)$$$)$$$)$$$)’$$’$$$!!注##!##$(系指中性点有效接地电网$&!当采用平衡变压器时%由于$&%两相间电压大于3’-2%在设计中!&值应适当增大$3!当为板状遮栏时%其"&值可取!#U3$..$)!通向室外配电装置的出线套管至室外地面的距离%不应小于表)+’+#中所列室外部分之#值$’!海拔大于#$$$.时%!值应进行修正$,!本表所列各值不适用于制造厂的产品设计$)+3+&!配电装置的布置和导体&电器的选择应满足在正常运行&检修&短路和过电压情况下的要求%并不应危及人身和周围设备的安全$)+3+3!&4+’-2及’’-2配电装置室内采用网栅间隔结构且双列布置时%其维护操作通道可采用&4,$..$室内配电装置各种通道的最小宽度应符合表)+3+3的规定$当采用&4+’-2手车式开关柜%柜后有维修工作量时%柜后通道不宜小于#$$$..$ )+3+)!配电装置中电气设备的栅栏高度%不应小于#&$$..%栅栏最低栏杆至地面的净距和栅条间的净距不应大于&$$..$配电装置中电气设备的遮栏高度%不应小于#4$$..%遮栏网孔不应大于)$..R)$..$围栏门应装锁$表)+3+3室内配电装置各种通道的最小宽度!.."通道种类布置方式维护通道操!作!通!道固!定!式手!车!式设备单列布置5$$#’$$单车长U#&$$设备双列布置#$$$&$$$双车长U%$!!注##!通道宽度在建筑物的墙柱个别突出处%允许缩小&$$..$&!手车式开关柜不需进行就地检修时%其通道宽度可适当减小$3!固定式开关柜靠墙布置时%柜背宜离墙’$..$’)’#$’)+3+’!当电压等级为3#&4+’-2!3’-2"时#室内油断路器$油浸电流互感器和电压互感器#宜装设在两侧有隔墙!板"的间隔内%当电压等级为’’!,,"###$-2时#室内油断路器$油浸电流互感器和电压互感器#应装设在有防爆隔墙的间隔内&&4+’-2!’’-2"室内真空断路器可安装在两侧有网栅的间隔内&总油量大于#$$-A的室内油浸电力变压器#宜装设在单独的防爆间内#当布置有困难时#也可安装在两侧有隔板的间隔内#并应设置消防设施&)+3+,!室内单台电气设备总油量在#$$-A以上应设置贮油设施或挡油设施&挡油设施宜按容纳&$S油量设计#并应有将事故油排至安全处的设施#当事故油无法排至安全处时#应设置能容纳#$$S油量的贮油设施&排油管内径的选择应能尽快将油排出#并不应小于#$$..&)+3+4!&4+’-2!’’-2"配电装置室内采用成套开关柜时#应设置防止误入带电间隔的闭锁装置%当采用网栅间隔结构时#宜设置防止误入带电间隔的闭锁装置&)+3+5!油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距应符合表)+3+5的规定&就地检修的室内油浸变压器#其所在室的室内高度可按吊心所需最小高度加4$$..确定#宽度可按变压器两侧各加5$$..确定&表)+3+5油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距!.."变压器容量!-2’L"#$$$及以下#&’$及以上变压器与后壁$侧壁之间,$$5$$变压器与门之间5$$#$$$干式变压器的外廓与变压器室四壁的净距不应小于,$$..#干式变压器之间的距离不应小于#$$$..#并应满足巡视与维修的要求&但全封闭型的干式变压器可不受此距离的限制&)+3+%!牵引变电所$开闭所$分区所$自耦变压器所各类建筑物$构筑物的耐火等级#不应低于表)+3+%规定&表)+3+%牵引变电所等各所的建筑物#构筑物的最低耐火等级建$构筑物名称火灾危险性类别最低耐火等级主控制室$继电器室!包括蓄电池室"戊二级配电装置室每台设备油量,$-A以上丙每台设备油量,$-A及以下丁二级油浸变电器室丙一级有可燃介质的电容器室丙二级材料库$工具间!仅贮藏非燃烧器材"戊三级电缆沟及电缆隧道用阻燃电缆戊用一般电缆丙二级!!注(主控室$继电器室的戊类应具备防止电缆着火延燃的安全措施&’*’#$’。

变电站课程设计---某牵引变电所供变电工程设计

变电站课程设计---某牵引变电所供变电工程设计

课程设计题目某牵引变电所供变电工程设计专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师电气工程学院目录目录 (2)第一章牵引变电所主结线设计原则及要求 (4)1.1概述 (4)1.2电气主接线基本要求 (4)1.安全性 (4)2.可靠性 (4)3.经济性 (5)4.方便性 (5)1.3电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤 (5)第二章牵引变电所相关参数计算 (5)2.1 变压器容量计算及校验 (5)1.容量计算: (5)1.变压器损耗和全年耗电量计算 (6)1.2主接线设计及方案选择 (9)第三章短路计算 (9)3.1短路点的选取 (9)3.2短路计算 (9)第四章设备及选型 (11)4.1硬母线的选取 (11)1. 110KV侧母线的选取: (11)2. 27.5KV侧母线的选取 (12)3.10kv侧软母线选择。

(14)4.2支柱绝缘子和穿墙导管的选取 (14)1. 110KV侧支柱绝缘子的选取 (14)2. 27.5KV侧支柱绝缘子的选取 (14)3.27.5KV侧穿墙导管的选取: (14)4.3高压断路器的选取 (15)SF断路器的选取 (15)1.110KV侧62.27.5KV侧真空断路器的选取 (15)4.4高压熔断器的选取 (16)1.按额定电压选择 (16)2.熔断器开断电流的校验 (16)3.熔断器断流容量的校验 (16)4.5隔离开关的选取 (16)1. 110KV侧隔离开关的选取 (16)2. 27.5KV侧隔离开关的选取 (17)4.6电压互感器的选取 (17)1.110KV侧电压互感器的选取 (18)2.27.5KV侧电压互感器的选取 (18)4.7电流互感器的选取 (18)1.110KV侧电流互感器的选取 (18)2.27.5KV侧电流互感器的选取 (19)4.8避雷器的选取 (19)4.9避雷针选择 (20)附表一:变压器参数 (22)附表二:电气设备一览表 (23)附表三:变电所结线图 (24)参考书目 (25)第一章牵引变电所主结线设计原则及要求1.1概述牵引变电所(含开闭所、降压变电所)的电气主结线,是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。

货运铁路牵引变电所的电气系统设计说明

货运铁路牵引变电所的电气系统设计说明

毕业设计任务书题目货运铁路牵引变电所的电气系统设计学生学号班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师导师职称讲师一、主要容1. 按规定供、馈电容量与要求确定电气主结线。

2. 短路电流计算。

3. 牵引变压器容量、型式及台数的选择。

4. 母线(导体)和主要一次电气设备选择。

5. 配置所需的二次系统,并进行继电保护整定计算。

6. 进行防雷与接地的设计。

二、基本要求1. 设计计算说明书一份,要求条目清楚、计算正确、文本整洁。

2. 绘制出牵引变电所电气主接线图。

三、主要技术指标(或研究方法)1. 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。

图1 牵引供电系统示意图2. 电力系统1、2均为区域变电站,电力系统容量分别为4000MVA和4800MVA选取基准容量Sj为100MVA,在最大运行方式下,电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12,在最小运行方式下,电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。

对每个牵引变电所而言,110kV线路为一主一备。

图1中,L1、L2、L3长度分别30km、50km、20km。

线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km, 平均零序电抗X0为1.2Ω/km。

基本设计数据如表1所示。

表1 牵引变电所基本设计数据项目A牵引变电所左臂负荷全日有效值(A)560摘要货运铁路牵引变电所是铁路系统的重要组成部分,起着变换和分配电能的作用,它直接影响整个铁路系统的安全与经济运行。

本设计主要针对牵引供电系统进行设计和研究。

主要包括牵引负荷的计算、主变压器接线方式的分析比较、主变压器型号和台数的选择、牵引变电所进线和馈线方式的选择、短路计算、高压设备的选取和校验、继电保护的拟定与计算、牵引变电所防雷与接地装置的设置。

其中电气主接线是变电所设计的主要环节,直接关系着整个变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。

牵引变电所的设计

牵引变电所的设计

第1章概论1.1 课题研究的目的意义牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏,它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。

而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的,高压侧有几回进线、几台牵引变压器,有几回接触网馈电线。

通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。

1.2 电气化铁路的国内外现状变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。

在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天,变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造,对未来电力工业发展有着重要的作用。

因此,产品技术要先进,产品质量要过硬,应达到30~40年后也能适用的水平;而且产品必须要国产化。

现阶段我过主要是使用常规变电所。

常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所,一般为有人值班或驻所值班,有稳定的值班队伍。

继电保护为电磁型,电器就地控制,不具备四遥、远方操作功能,需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理,以满足安全运行的要求。

这种模式有许多不足之处。

我国的近期目标是既要充分利用原有设备,又要能够适应微机远动自动化系统;既要实现无人值班,又要满足安全经济运行的要求。

国外的变电所研究已经远远超过我国,他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。

1.3 牵引变电所1.3.1 电力牵引的电流制电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制,即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。

(1) 直流制即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。

电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧,经过牵引变电所降压并整流变成直流电,再通过牵引网供给电力机车使用。

直流制发展最早,目前有些国家的电气化铁路仍在应用。

我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。

牵引网电压有1200V,1500V,3000V和600V,750V等,后两种分别用于城市电车、地下铁道。

广州市轨道交通七号线供电设计

广州市轨道交通七号线供电设计

广州市轨道交通七号线供电设计一.广州市轨道交通七号线线路概述广州市轨道交通七号线线路西起番禺区的广州新客站,向东南行进穿越番禺区的钟村,之后转向东北,经过番禺区的汉溪、新造与化龙,再穿越珠江之后,止于黄埔区的大沙地,预留远期延伸至萝岗中心区的条件。

线路全长约28.312km,均为地下线路,共设14座车站,其中换乘站5座,其线路如下图1所示。

二.广州市轨道交通七号线牵引变电所供电设计1.牵引变电所设计原则根据《地铁设计规范》(GB50157—2007)知,牵引变电所的设置因考虑一下原则:1)满足直流牵引供电系统运行方式要求,其中包括双牵引整流机组双边供电、单牵引整流机组双边供电、大双边供电、双牵引机组单边供电2)满足牵引网电压损失允许值要求,其是影响牵引变电所数量的关键因素。

2. 广州市轨道交通七号线牵引变电所布点方法及初步布点1)牵引变电所布点方法通过查阅相关资料知,七号线各站名及间距如下表1所示。

表1 站名及间距站名站间距(km)大洲车辆段2.83 ―广州新客站1.309 石壁东站 1.52小站间距1.070km ,为官堂至金坑区间,各车站间的站间距相差较大,本文初步采用以线路中间车站设牵引变电所为基点进行布点,即指在广州七号线一期工程中,初在汉溪长隆站和鹤庄站设牵引变电站,然后根据牵引网最大电压损失允许值向线路两端延伸,完成整条线路牵引变电所的布点。

2)广州七号线牵引变电所初步布置采用单位指标法,由资料知广州七号线采用1500V 架空接触网方式,且一期工程为广州新客站至新造段,线路全长约18.2km ,牵引变电所平均间距为2.50km ,则设该条线路上牵引变电所数量:18.21182.5n L n L =+=+=结合布点方法,先将广州一期线路牵引变电所设置如下:3. 广州市轨道交通七号线牵引变电所供电计算由查阅资料知,牵引网电压损失和走行轨对地电位是牵引变所设计必须遵从的两个设计原则,本文严格按照此设计原则对初步设置的牵引变电所进行牵引变电所的供电计算。

牵引供变电解读

牵引供变电解读

课程名称:电力牵引供变电技术题目:牵引变电所电气主接线设计院系:电气工程系专业:铁道电气化年级:2009级姓名:指导教师:吕晓琴西南交通大学峨眉校区2012年 11月 8日课程设计任务书专业铁道电气化姓名学号2009开题日期:2012年9月15日完成日期:2012年11月8日题目牵引变电所电气主接线设计一、设计的目的通过该设计,使学生初步掌握交流电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法;熟悉有关设计规范和设计手册的使用;基本掌握变电所主接线图的绘制方法;锻炼学生综合运用所学知识的能力,为今后进行工程设计奠定良好的基础。

二、设计的内容及要求1、按给定供电系统和给定条件,确定牵引变电所电气主接线。

2、选择牵引变电所电气主接线中的主要设备。

如:母线、绝缘子、隔离开关、熔断器、断路器、互感器等。

选择时应优先考虑采用国内经鉴定的新产品、新技术。

3、提交详细的课程设计说明书和牵引变电所电气主接线图。

三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日牵引变电所课程设计原始资料原始资料(任选其中一所进行设计)1、电力系统及牵引变电所分布图S C=10000MVAx1=x2=0.012×12万kVAU d=17%L1L2L3L5L6L7L8L9L10A B C D E F甲乙至地方110kV变电站2×6.3万kVAU d=17%丙L4图例::电力系统,火电为主:地方220/110kV区域变电所:地方110/35/10kV变电站:铁道牵引变电所——:三相高压架空输电线图中:L1:220kV 双回路 150kM LGJ-300L2:110kV 双回路 10kM LGJ-120L3:110kV 20kML4:110kV 40kML5:110kV 60kML6:110kV 双回路 20kML7:110kV 30kML8:110kV 50kML9:110kV 60kML10:110kV 60kM未标注导线型号者均为LGJ-185,所有导线单位电抗均为X=0.4Ω/kM牵引变压器容量如下(所有Ud%=10.5):A:2×3.15万kVA B:2×3.15万kVAC:2×3.15万kVA D:2×1.5万kVAE:2×1.5万kVA F:2×1.5万kVA2、电力系统对各牵引变电所的供电方式及运行条件[1] 甲站对A所正常供电时,两回110kV线路中,一回为主供电源,另一回备用。

中间牵引变电所的设计

中间牵引变电所的设计

目录第1章课题设计目的和任务要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 设计依据 (1)1.4任务分析及解决方案 (1)第2章牵引变压器的选择及容量计算 (2)2.1 变压器的接线型式 (2)2.2牵引变电所的备用形式及选择 (2)2.3 牵引变压器容量的计算和选型 (3)第3章主接线设计 (4)3.1牵引变电所110kV侧主接线设计 (4)3.2 牵引变电所馈线侧27.5kV主接线设计 (4)第4章短路计算 (5)4.1 短路计算的目的 (5)4.2 短路计算 (5)第5章电气设备的选择 (7)5.1 110kV侧进线的选择 (7)5.2 电气设备的选择 (7)5.3 27.5kV侧母线的选择 (11)第6章继电保护 (12)第7章并联无功补偿 (12)7.1并联电容补偿的作用 (12)7.2并联电容补偿装置及容量计算 (13)第8章防雷保护 (14)第9章结论 (15)参考文献 (16)第1章课题设计目的和任务要求1.1 设计目的经过本次设计,对所学的专业知识得到相当的运用和实践,这将使自己所学的理论知识提升到一定的运用层次,为以后完成实际设计奠定扎实的基本功和基本技能,最终达到学以致用的目的。

1.2 设计要求(1)确定该三相牵引变电所高压侧的电气主结线的形式,并分析其正常运行的四种运行方式。

(2)确定牵引变压器的容量、结线方式及台数。

(3)确定牵引负荷侧电气主结线的形式。

(4)对变电所进行短路计算,并进行电气设备选择。

(5)对变电所进行继电保护配置,并进行防雷和接地设计。

(6)用CAD画出整个牵引变电所的电气主接线图。

1.3 设计依据该中间牵引变电所采用110kV双回线路的供电电源,在最大运行方式下,电力系统的电抗标幺值分别为0.33。

牵引变压器的额定电压为110/27.5kV,重负荷臂有效电流和平均电流为320A和240A,重负荷臂的最大电流为650A;轻负荷臂的有效电流和平均电流为268A和186A。

牵引变电所设计

牵引变电所设计

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•整理后:
1 S2
Id2dtC 001 1 d
•要求短路最高发热温度,对上式两边积分:
1
S2
0 tdId 2d t C0 0
S Z 1 1 d
与短路存在过程中产生的热量成比例,因而称为 短路电流的热效应 Qd
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右边的积分结果为:
•短时发热允许温度主要取决于导体的机械强度 和绝缘材料的性能。
•容许温度(允许温度):
指使电气设备能保持正常的连续工作所允许 的最高发热温度。
限制条件:(容许电流) 流)
IXU Ig
(长期工作电
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§2.短路电流通过导体时的发热和电动力计算
1.导体长期发热 导体中没有通过电流时,其温度与周围温
则原积C 分00式 变为2:ln1 Z S
1 S2 Qd AZ AS
AZ
C0 0
2
ln1Z
Z
AS
C0 0
2
ln1S
S
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•变量A的数值与导体材料和导体实际温度有关。
实际应用中,往往将A与导体温度的关系按各种
材料的平均参数值代入上式,计算后制成相应
曲线

目的:找出短路时的发热温度,以便与导体规定的短 时发热容许温度比较。
短路电流引起的导体发热,可以不考虑发热过程中 的散热。
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• 导体短路时,热平衡方程为:
Id 2R d tG C d
任一时刻的 短路电流
温度为
时的导体电阻
有效值
温度为
时的导体比热
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目录第1章牵引变电所设计基础 (1)1.1 概述 (1)1.2 电气主接线设计的基本要求 (1)1.3 电气主接线的设计依据 (2)1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3)第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3)第3章短路计算 (4)第4章高压电气设备选择及校验 (5)4.1 高压电气设备选择的原则 (5)4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7)4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11)4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13)4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14)4.2.4 电压互感器 (14)4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15)4.2.6 母线的选择和校验 (16)4.2.7 限流电抗器选择 (16)4.2.8 避雷器的选择 (17)后记 (19)参考资料 (20)附图 (21)第1章牵引变电所设计原则及要求1.1概述变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。

变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分,它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接,同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。

一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。

因各侧所接的系统情况不同,进出线回路数不同,其接线方式也不同。

电气主结线的基本结线形式有但母线结线,双母线结线,桥形结线和简单分支结线。

牵引负荷侧电气结线特点主要有:1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线;2.具有公共备用断路器的结线;3.但母线分段带旁路母线结线。

1.2 电气主接线基本要求电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求:1、灵活性主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式,具体情况如下:①满足调度正常操作灵活的要求,调度员根据系统正常运行的需要,能方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置,使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。

②满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。

设备停电检修引起的操作,包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。

③满足接线过渡的灵活性。

一般变电站都是分期建设的,从初期接线到最终接线的形成,中间要经过多次扩建。

主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范围最少,停电时间最短,一次、二次设备接线的改动最少,设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。

④满足处理事故的灵活性。

变电所内部或系统发生故障后,能迅速地隔离故障部分,尽快恢复供电操作的方便和灵活性,保障电网的安全稳定。

2、可靠性根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不同,对变电所的主接线可靠性提出不同的要求。

主接线的可靠性是接线方式和一次、二次设备可靠性的综合。

对主接线可以作定量的计算,但需要各种设备的可靠性指标、各级线路、母线故障率等原始数据。

一般情况下,在主接线设计时尚缺乏准确的可靠性计算所需的原始资料,而且计算方法各异,也不成熟,故通常不作定量计算,其结果也只能作参考。

通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性。

3、经济性经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下,尽可能地减少与接线方式有关的投资。

主要内容如下:1)采用简单的接线方式,少用设备,节省设备上的投资。

在投产初期回路数较少时,更有条件采用设备用量较少的简化接线。

能缓装的设备,不提前采购装设。

2)在设备型式和额定参数的选择上,要结合工程情况恰到好处,避免以大代小、以高代低。

3)在选择接线方式时,要考虑到设备布置的占地面积大小,要力求减少占地,节省配电装置征地的费用。

1.3 电气主接线设计依据1、变电所的分期和最终建设规模变电所根据十几年电力系统发展规划进行设计。

一般装设两台主变压器;当技术经济比较合理时,330—500KV枢纽变电所也可装设3—4台主变压器;终端或分支变电所如只有一个电源时,可只装设一台主变压器。

2、变电所在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。

一般系统枢纽变电所汇集多个大电源,进行系统功率交换和以中压供电,电压为330—500KV;地区重要变电所,电压为220—330KV;一般变电所多为终端和分支变电所,电压为110KV,但也有220KV。

3、负荷大小和重要性对于一级负荷必须有两个独立电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证对全部一级负荷不间断供电。

对于二级负荷一般要有两个独立电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证全部或大部分二级负荷的供电。

4、系统备用容量大小装有两台及以上主变压器的变电所,其中一台事故断开,其余主变压器的容量应保证该所70%的全部负荷,在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证一级和二级负荷。

系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。

例如:检修母线或断路器时,是否允许线路、变压器停运;故障时允许切除的线路、变压器的数量等。

设计主接线时应充分考虑这个因素。

1.4主变压器型式、台数及容量的选择主变压器是供电系统和牵引变电所的重要电气设备,它的类型和结构是由整个供电系统和供电方式技术经济设计方案的全面比较确定的。

按照对电气主接线的构成产生影响的情况,不同主变压器的类型和台数一般考虑不同。

主变压器总容量的选择按设计规程的计算条件,通过供电系统的电计算进行。

第2章 F牵引变电所电气主接线图设计说明根据原始资料知,乙站对E所正常供电时,正常运行时,110kV线路在E 所内断开,不构成闭合环网。

E所内的牵引变压器正常运行时,接入由D所送来的电源线L8上,L8故障时可转接至F所由L9供电。

E所内采用两台牵引变压器固定全备用。

所内不设铁路岔线,有公路引入所内。

27.5kV侧不设室外辅助母线,每相馈线接电容补偿装置二组,电容器室内,电抗器室外。

所用电采用在110kV进线隔离开关内侧接入(3110)/0.23kV单相变压器,以提高向硅整流装置供电的可靠性。

由于E所110KV侧要求计费,所以设置电压互感器监测。

变电所选用的T型接线方式适用于中间或终端牵引变电所,且无穿越功率通过其高压母线。

由于T型接线方式需要高压电器更少,配电装置结构更简单,分支线路进线不设继电保护。

一般情况下,两回进线中,采用一回主供;另一回备用,进线端T型接线。

在供电要求较高的场合,两回均能作为主供回路,并能互为备用。

由于馈线数目较少,每相只有两条馈线,考虑到经济性,牵引负荷母线采用带旁路母线的单母线分段接线方式, 对于单母线检修时,可使停电范围缩小一半,发生故障时。

可将故障段隔离开,非故障区域正常工作。

旁路母线可以解决断路器的公共备用和检修备用,在调试、更换断路器及内装式电流互感器时都可以不必停电,增加运行的可靠性。

第3章 短路计算1、短路计算 110kV 侧(1) 首先应该取短路点,按照分析可以把所有设备的计算归算到110kV 和 27.5kV 侧,因此只取两个短路点进行计算即可。

(2) 先计算110kV 侧:取100j S MVA = , x x p U U -= 计算各线路和变压器的阻 抗标幺值. 从C S 到变电所F 可以经由两条路线.线路一的等效电路如下图3.1所示:L1: '10221100.41500.1134230j p S X x l U *==⨯⨯= 因为L1为双回路,所以'110.11340.056722X X **=== L10:100221100.4600.18147115j p S X x l U *==⨯⨯= 乙站的阻抗标幺值: %171000.2698410010063j d be S U X S *=⨯=⨯=乙 所以线路一的总阻抗为:1100.05670.269840.181470.508X X X X *=*+*+*=++=乙即正常运行时的总阻抗为0.508线路二的等效电路如下图3.2所示:侧图3.290221100.4600.18147115jp S X x l U *==⨯⨯= 线路二的阻抗1109X X X X X *=*+*+*+*乙0.05670.269840.181470.181470.68948=+++=即故障时的阻抗为0.68948把Sc 当成无限大容量的电源.那么取E*=1, 11 1.9690.508I X *===*0.502j I kA === 0.502 1.9690.9882j I I I kA =⨯*=⨯=冲击电流为: 1.80.9882 2.52ch m i k I kA ===短路电流最大有效值为:.max 1.61 1.610.9882 1.591ch i I kA ==⨯=2、短路计算27.5kV 侧变压器的阻抗 %10.51000.710010015j d b be S U X S *=⨯=⨯= 计算方法同上。

取最大值计算0.689480.7 1.38948b X X X *=*+*=+=∑110.71971.38948I X ∑*===*2.099j I kA === 2.0990.7197 1.511j I I I kA =⨯*=⨯=27.5kV 电网冲击系数取 1.7m k =冲击电流1.7 1.511 3.633ch m i k I kA ===短路电流最大有效值为:.max 1.61 1.61 1.511 2.433ch i I kA ==⨯=第4章 高压电气设备选择及校验4.1高压电气设备选择的原则1、按正常工作条件选择电气设备(1) 额定电压选择在选择电气设备时,必须使电气装置地点电路的最大工作电压g U 不超过电气设备的最高工作电压max U ,才能保证在正常运行情况下电器的绝缘不致破坏。

即max g U U ≤(2) 按额定电流选择在选择电器时,为使发热不超过允许温度,就必须保证电器的额定电流不小于电器所在电路中最大连续工作电流,即.max g xu I I ≤式中:xu I —电气设备的长期允许电流值.max g I —电路的最大长期工作电流各电路的最大长期工作电流的计算见下表:.max 1.3g e I I == 2、按短路情况校验电气设备的稳定(3) 短路计算点的选择(见前)(4) 短路计算时间的确定 短路的计算时间就是短路电流通过所选择电气设备的时间,它等于被校验电气设备所在电路的主保护动作时间b t 与该电路内断路器断路时间g t 之和,即 g b t t t =+ 而g gu hu t t t =+ (s)gu t —断路器的固有动作时间hu t —电弧持续时间空气断路器hu t =0.01—0.02s 多油或少油断路器hu t =0.02—0.04s3、短路热稳定校验热稳定条件为xu d Q Q ≥xu Q —电器断路时允许的发热量,制造厂常以s t 内允许通过电流t I 所产生的热量2t I Rt 来表示,时间t 通常定为5s 或10s ,新断路器为4sd Q —短路电流所产生的热量由于2d Q I t ∞=⨯; 故有:22t I t I t ∞⨯≤⨯ 4、动稳定校验电器的动稳定度由制造厂规定的极限通过电流峰值gf i 表示,它也称为电器的动稳定电流,在运行中,可能通过的最大电流是回路中可能发生的三相短路电流最大冲击值3ch i ,因此校验电器的动稳定时需满足: 3ch gf i i ≤或 ch gf I I ≤式中: gf i 、gf I —电器极限通过电流峰值和有效值ch i 、ch I —短路冲击电流及其有效值4.2高压断路器的选择和校验一、110KV 侧断路器选用SW4-110/1000型户外式少油断路器,其技术数据见表3-1:表3-1因为该型号断路器e U 110kV = g U 110kV = 满足要求e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求g ch I 32kA I 1.591kA =>= 满足要求2222xu rt d Q I t 2152205kA .s Q 0.2585kA .s =⨯=⨯=>= 满足要求ek dt S 3500MVA S 1100.9882188.28MVA =>=⨯= 满足要求所以,该型号户外高压断路器满足要求二、27.5kV 侧选用LN1-27.5型的六氟化硫断路器,其技术数据见表3-2:表3-2因为该型号断路器 e U 25kV = g U 25kV = 满足要求e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求g ch I 14.5kA I 2.433kA =>= 满足要求2222xu rtd Q I t 8.54289kA .s Q 0.5533kA .s =⨯=⨯=>= 满足要求ek dt S 400MVA S 25 1.51165.43MVA =>⨯= 满足要求 所以,该型号户内高压断路器满足要求4.3隔离开关的选择和校验一、(1) 110kV 侧带接地刀闸隔离开关选用GW4-110D/600型,技术参数见表3-3:表3-3因为 e U 110kV = g U 110kV = 满足要求e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求g ch i 50kA i 2.52kA =>= 满足要求2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.2585 KA S =⨯=⨯=⋅>⋅ 满足要求所以,该型号高压隔离开关满足要求(2) 110kV 侧隔离开关选用GW4-110/600型技术参数见表3-4:表3-4因为 e U 110kV = g U 110kV = 满足要求e g.max I 1000A I 102.35A =>= 满足要求g ch i 50kA i 2.52kA =>= 满足要求2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.2585 KA S =⨯=⨯=⋅>⋅ 满足要求所以,该型号高压隔离开关满足要求二、(1) 27.5KV 侧带接地刀闸隔离开关选用GW2-35GD/600型,其技术参数见表3-6:表3-6因为该型号隔离开关 e g U 35kV U 27.5kV =>= 满足要求e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求 g ch i 50kA i 2.633kA =>= 满足要求2222xu rt d Q I t 145980KA S Q = 0.5533 KA S =⨯=⨯=⋅>⋅ 满足要求 所以该型号高压隔离开关满足要求(2) 27.5KV 侧隔离开关选用GN2-35/600型,其技术数据见表3-5:表3-5因为该型号隔离开关e g U 35kV U 27.5kV =>= 满足要求e g.max I 600A I 409.4A =>= 满足要求 g ch i 64kA i 2.633kA =>= 满足要求2222xu rt d Q I t 2553125KA S Q = 0.5533 KA S =⨯=⨯=⋅>⋅ 满足要求 所以该型号高压隔离开关满足要求4.4高压熔断器的选择和校验熔断器是用以切断过载电流和短路电流,选择熔断器时首先应根据装置地点和使用条件确定种类和型式;对于保护电压互感器用的高压熔断器,只需要按额定电压和断流容量两项来进行选择。

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