牵引供变电课设

电力牵引供电系统课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年7月20日

1 设计原始资料

1.1 题目

设计中心牵引变电所A的主接线。牵引变电所的供电系统如图1所示。L1、L2、L3长度分别30km、60km、20km。线路平均正序电抗X1、平均零序电抗X0为0.4Ω/km、1.2Ω/km。选取基准容量Sj为500MV A，在最大和最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10、0.12 与0.11、0.14。

图1 牵引供电系统示意图

1.2 题目分析

牵引变电所A基本设计数据如表1所示。

表1牵引变电所基本设计数据

项目牵引变电所A

左臂负荷全日有效值(A) 180

右臂负荷全日有效值(A)300

左臂短时最大负荷(A)280

右臂短时最大负荷(A)420

牵引负荷功率因数(感性) 0.8

10kV地区负荷容量(kV A)2×2000

10kV地区负荷功率因数(感性) 0.83

牵引变压器接线型式YNd11

牵引变压器110kV接线型式外桥

左、右供电臂27.5kV馈线数目 2

预计中期牵引负荷增长45％

电气主接线反映牵引变电所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。

2 设计规程

本次课程设计较系统的阐明了牵引变电所A 主接线设计的基本方法和步骤。重点在于对牵引变压器容量的计算，牵引变压器的选择，开关及导线的选择，电压、电流互感器的选择；防雷接地设计电气主接线的设计等[1]。

3 牵引变压器容量计算

(1) 正常负荷运行下的计算容量

)65.02(2X 1X t I I U k S += (1)

其中Kt 为温度系数，取0.9，U 为牵引侧电压，为27.5kV ，1X I =180A ，2X I =300A ， 代入可得 45.18534=S (KV A)

(2) 紧密运行下的计算容量

)65.02(2X max 1X t bmax I I U K S += (2)

将max 1X I =420A ，2X I =300A 代入上式得

45.24738bmax =S (KV A)

该变压器的校核容量为

5.1/bmax S S =校 (3)

代入数据得 3.16492=校S (KV A) 选择的牵引变压器为12SF -20000/110⨯。

(3) 中期变压器容量估算

为了满足铁路运输的发展，牵引变压器要留有一定的余量，预计中期牵引负荷增长了45%则

9525.2687445.1y ==S S (KV A) 7525.3587045.1bmax y max ==S S (KV A)

选择两者中的较大者则校核容量835.239135

.1y max y ==

S S 校核 (KV A)

根据以上计算选择牵引变压器为12SF -31500/110⨯。 综上可得，选择的牵引变压器为12SF -31500/110⨯。

4 主接线设计

4.1牵引变压器主接线

A 变电所采用三相YN ，d11牵引变压器，原边绕组接成Y 形，低压侧一端联至27.5 kV 侧的母线上，公共端接至钢轨。三相双绕组YN ，d11接线牵引变电所如图2。

图2 三相双绕组YN，d11接线牵引变电所

4.2 牵引侧主接线

27.5 kV侧馈线的接线方式按馈线断路器50%备用连接，其连接方式如图3。

相母线

b相母线

送左供电分区

上、下行上、下行

图327.5KV侧的接线

110kV侧的接线如图4所示。

送左供电分区 上行

上行 下行

下行

图4 110kV 侧的接线

牵引变电所的主接线图详见附录A 图1[2]。

5 设备选型

(1) 高压断路器

○

1 牵引主变压器高压侧(110kV)我们选择的是户外少油断路器。型号选择如下：kV 110g =U ,三相短路电流稳态值kA 0658.11z =I ,最大负荷电流A 932.214gmax =I ,

则断路器型号为：1200/110SW 6-[3]

。

○

2 牵引主变压器低压侧(27.5kV)选择的是户外少油断路器。同理可得型号选择为： 1200/110SW 6-。

○

3 电力变压器高压侧我们选择的是户内真空断路器。型号选择为：5.27ZN -。 ○

4 电力变压器低压侧我们选择的是户内真空断路器。型号选择为：5.27ZN -。 (2) 隔离开关

○

1 牵引变压器110kV 隔离开关型号选择为：A 630D/1104GW - DW 。 ○

2 牵引主变压器27.5kV 隔离开关型号选择为：A 1250kV/27.54GW -。 ○

3 电力变压器27.5k V 隔离开关型号选择如下: A 630kV/27.54GW -。 ○

4 电力变压器10kV 隔离开关型号选择如下: A 1000kV/102GN -。 (3) 室内外母线选择

配电装置中的汇流母线按工作条件分为室内和室外，母线选择如表2所示。

表2 室内外母线选择

电压等级

110kV

27.5kV

10kV