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

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

目录

1 设计原始题目 (1)

1.1 具体题目 (1)

1.1 要完成的内容 (1)

2 设计课题的计算与分析 (1)

2.1 计算的意义 (1)

2.2 三相V-v结线牵引变压器接线图 (1)

2.3 详细计算 (2)

3 母线及仪用设备选择 (2)

3.1 110kV进线侧母线的选择 (2)

3.2 电压互感器的选择 (3)

4牵引变电所主接线 (3)

4.1 牵引变电所110kV侧主接线 (3)

4.2 牵引变电所馈线侧主接线 (3)

4.3 牵引变电所直供方式下的接线 (3)

5 小结 (5)

参考文献 (5)

附录一牵引变电所主接线图 (6)

附录二母线及电压互感器的参数列表 (6)

1 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21.0 α235 315 917 200 23.5 β180 262 1050 214

1.2 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,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。

1

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:

X

S UI =计

（2-1）

αβ、两供电臂的已知条件为:

27.5k U V =,1

315X I A =,2

262X I A =

由此可得计算容量分别为:

1127.53158662.5()

X S UI kVA ==⨯=计

2227.52627205()

X S UI kVA ==⨯=计

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:

max max

b S UI =

（2-2）

αβ、两供电臂的已知条件为:

1max

2max

27.5,917,1050U kV I A I A ===

由此可得最大负荷容量为分别为:

bmax11max 27.591725217.5()

S UI kVA ==⨯=

2

max22max 27.5105028875()

b S UI kVA ==⨯=

考虑到牵引变压器允许过负荷50%,所以,其校核容量公式为:

max

)b S S kVA K

=

校（

（2-3）

由此可得校核容量分别如下:

max1125217.5

16811.7(k )1.5b S S VA K ===校

max 22

2887519250(k )

1.5

b S S VA K ===校

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19250kV A,所以在固定备用形式下,选择变压器的容量为220000⨯kV A 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20000kV A,电压组合为1102 2.5%/35/10.5±⨯kV A,连接组为yn011YN d 。

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

:

cmax 1.3 1.3136.47()I A =⨯=⨯=

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℃),符合式子

cmax yx (1)

I KI K

≤=

其中

cmax

I—表示通过导线的最大持续电流,yx I—表示对于额定环境温度的允许电流,K—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352

mm的LGJ—35。

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cosϕ有关。

依照以上所述,进行电压互感器选型,如选择型号为JSQXF—110ZH—110kV、JDZX9—27.5kV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。

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