某地铁降压变电所的设计
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浅谈某地铁降压变电所的设计
摘要:本文对某地铁一号线降压变电所进行了设计计算,在负荷计算的基础上,完成了降压变电所的变压器容量的计算,选择了变压器的数量与型号。
关键词:地铁降压变电所负荷计算变压器容量
1、前言
城市轨道交通对缓解城市交通拥堵、改善城市居民出行、节约能源、减少污染物排放量,具有重要作用,其建设符合城市可持续发展的战略要求。降压变电所将中压电能转换为低压电能,向车站、区间、车辆段、控制中心所有低压用电负荷提供电能[1]。
2、线路走向图
某地铁一号线为东西向主干线,主要解决城市东西向客流并满足商业发展中的客流需求。一号线主线全长21.3公里,其中高架线7.3公里,地下线14公里,共设车站19座,其中高架站5座,地下站14座。平均站距1082米。线路走向图如图1所示。
3、负荷计算
降压变电所的总负荷由站内各用电负荷决定。有功负荷按照式计算,无功功率按照式计算,视在负荷按照确定,电流按照确定。其中,为用电设备的总容量,为用电设备的需要系数,为用电设备的功率因数,为用电设备的功率因数的正切值,为用电设备组的额定电压[2]。
4、无功功率补偿
地铁动力设备中有大量的水泵、电梯,这些设备的功率因数大都在0.8以下,因此导致整个配电系统的功率因数较低。可见,采用无功补偿、提高功率因数是必不可少的。对系统进行无功功率补偿,使补偿后的功率因数大于0.9。
补偿容量可按式求得。其中,为计算有功功率,为补偿前的功率因数正切值,为补偿后的功率因数正切值。
由上式计算可得福明路站kvar。
补偿后的功率因数和视在功率可按式
计算。
由上式计算可得福明路站补偿后的功率因数为0.91,大于0.9。
补偿后的视在功率可按式计算[2]。由上式计算得福明路站补偿后的视在功率为1751.65kw。
5、变压器容量的选择
在设计中,为保证一二级负荷可靠性供电,可采用2台变压器。
在装有2台主变压器的变电所内,每台主变压器的额定容量应同时满足以下2个条件[3]:
(1)任意一台变压器单独运行时应满足大于总计算负荷70%的需要,即
(2)任意一台变压器单独运行时应满足全部一二级负荷的需要,即
由上式计算得
所以某地体一号线福明路站牵引降压混合变电所配电变压器首
选2台型号为sc10-1600/35型环氧浇注干式变压器。
6、主接线设计
变电所的电气主接线是由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线组成的。
降压变电所主接线是由交流中压开关设备、配电变压器、交流低压开关设备等几部分组成[4]。
对于独立式和混合式降压变电所,采用分段单母线中压接线形式[5]。两台配电变压器分别接在不同的母线上,分列运行。主接线的确定和动力照明配电系统、降压变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。低压主接线直接服务于低压用户,低压用户中存在大量的一、二级负荷,其中包含应急照明等重要负荷,所以低压主接线采用分段单母线(设母线分段断路器)形式。
7、结语
本文对某地铁一号线的降压变电所进行了设计计算,并得出了以下结论:
(1)采用需要系数法进行负荷计算。
(2)在负荷计算的基础上对变电所变压器的容量计算,并计算得出变压器的种类以及型号。
本设计符合国家相关规范及技术标准,较好的满足了降压变电所的设计要求。
参考文献
[1]北京城建设计研究总院.gb50157-2003地铁设计规范[s].北
京:中国计划出版社,2003:92-104.
[2]居荣.供配电技术[m].北京:化学工业出版社,2005:44-47.
[3]陈跃.电力系统分册(第二版)[m].北京:中国水利水电出版社,2003:45-46.
[4]李建明.城市轨道交通供电[m].成都:西南交通大学出版社,2007:213-238.
[5] 北京城建设计研究总院.gb 50157-2003地铁设计规范[s].北京:中国计划出版社,2003:99-114.