电力牵引供电系统课程设计.doc

电力牵引供电系统课程设计评语：考 勤（10）守 纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专 业：电气工程及其自动化班 级： 电气10-2 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月 12日电力牵引供电系统课程设计报告1题目1.1 具体题目供变电工程课程设计指导书的牵引变电所B。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表1 设计基本数据 项目B牵引变电所左臂负荷全日有效值（A）320右臂负荷全日有效值（A）290左臂短时最大负荷（A）410右臂短时最大负荷（A）360牵引负荷功率因数0.85（感性）牵引变压器接线型式YN,d11牵引变压器110kV接线型式简单(双T)接线左供电臂27.5kV馈线数目2右供电臂27.5kV馈线数目210kV地区负荷馈线数目2回路工作，1回路备用预计中期牵引负荷增长40%电力系统1、2容量分别为250MVA和200MVA，选取基准容量为200MVA，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0.13和0.15；在最小运行方式下，电力系统1、2的综合标幺值分别为0.15和0.17。图1中，、长度为25km、40km、20km，线路平均正序电抗为0.4/km,平均零序电抗为1.2/km。1.2 要完成的内容本课程设计主要是阐明牵引变电所B设计的基本方法和步骤。重点在于对牵引变压器的选择、牵引变压器容量计算和短路参数的计算以及牵引变电所电压不平衡度的计算等；同时还要进行电气主接线的设计和导线的选择。2 设计课题的计算与分析2.1 计算的意义 通过具体的计算可以比较系统的掌握牵引变压器的具体运行参数和数据，对合理而精确的选择变压器的类型和容量等有依据可循。同时，也可以据此合理的选择变电所的断路器和开关等设备。2.2 详细计算2.2.1牵引变压器的计算容量 牵引变电所主变压器采用YN,d11接线形式。变压器正常运行的负荷为：（kVA） （2.1）将=320A，=290A, =0.9，=27.5kV代入(3.1)可求得：S=20505.375（kVA）变压器的最大容量计算为：（kVA） （2.2）将=410A，=290A 代入（3.2）可以求得：=24960.375（kVA）牵引变压器留有一定余量，预计中期牵引负荷增长40%。所以；（kVA）=28707.525（kVA）根据所得容量，查询附录一，可选择型三相双绕组牵引变压器。牵引变压器过负荷能力校验： =16640.25（kVA） （=1.5） （2.3）2.2.2短路电流的计算 牵引变压器的变电所短路示意图如图2所示。图2 牵引变压器的变电所短路示意为简化计算，电网电源容量按无限大考虑。计算中，取系统最大运行方式下综合电抗。冲击系数按表2选取：表2 冲击系数电压等级110kV27.5kV10kV1.801.701.552.2.3线路电抗 （2.4）最大运行方式下系统2的综合电抗标幺值为：；因为电网电源为有限大容量，故；则在近似计算短路电流时：。2.2.4 110kV侧短路电流计算在前面的设计计算中110kV侧牵引变压器的选择型号为。短路电流标幺值： （2.5）基准电流：kA （2.6） 短路电流：kA （2.7）短路电流最大有效值：kA （2.8）冲击电流：kA （2.9）2.2.5 27.5kV侧短路电流计算同上可计算出在27.5kV侧次暂态短路电流：kA冲击电流：kA2.2.6 10kV侧短路电流计算同上可计算出在10kV侧次暂态短路电流：kA冲击电流：kA3断路器和隔离开关的选型及校验开关电器的选择与校验如表3：表3开关电器的选择与校验选择项目校验项目额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定断路器隔离开关负荷开关熔断器其中：，分别为开关电器的额定电压，额定电流和额定开断电流； ，分别为开关电器工作点的线路额定电压，最大负荷电流和三相短路电流稳态值； ，分别为开关电器的动稳定电流峰值，热稳定电流及试验时间； 假想时间，S。各级继电器保护时间配按表4：表4继电器保护时间配合计算点123,45(S)1.501.000.500.20(S)1.561.060.560.26其中：继电保护整定时间； 断路器动作时间； 0.05考虑短路电流非周期分量热影响的等效时间。断路器及隔离开关的选择如表5：表5 断路器及隔离开关的选择电压等级110kV27.5kV10kV断路器型少油断路器型少油断路器ZN27.5型真空断路器隔离开关GW4110D DW高压隔离开关GW427.5DT高压隔离开关GN2-10高压隔离开关3. 1在110kV侧断路器和隔离开关的选型及校验最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑A （3.1）已知：=110kV，=6.86kA, =11.49kA 则 查设计手册选择型号的少油断路器满足：，校验： kA，kA，成立所以型号的少油断路器在110kV侧可以使用。查设计手册选择GW4110D型号配用CS14G手动机构的高压隔离开关满足：， 校验：kA，成立所以GW4110D型号配用CS14G手动机构的高压隔离开关在110kV侧可以使用。3.2在27.5kV侧断路器和隔离开关的选型及校验计算同上，查设计手册选择型号的少油断路器。计算同上，查设计手册选择GW427.5DT型号配用CS-11手动机构的高压隔离开关。3.3在10kV侧断路器和隔离开关的选型及校验计算同上，查设计手册选择ZN27.5型号的真空断路器。计算同上，查设计手册选择GN2-10型号配用CS6-2T手动机构的高压隔离开关。4电压、电流互感器选型及校验本设计完成110kV侧仪用电压、电流互感器选择与校验如表8：表8电压、电流互感器选择与校验选择校验电压电流热稳定动稳定电流互感器U1eUgIeIgmaxIZ2tjx（ktI1e）21电压互感器0.9UgU1e1.1UgW2W2e-式中： 电流互感器热稳定倍数； 电流互感器动稳定倍数； 工作点线路额定电压。4.1 110kV侧电压互感器选型及校验查设计手册选型号为JCC110的电压互感器，kV,满足0.9UgU1e1.1Ug4.2 27.5kV侧电流互感器选型及校验最大长期工作电流：kA （4.1）根据已知数据，可选用LCWD110D/A型电流互感器，热稳定倍数，电动力稳定倍数。热稳定性校验：计算短路热效应 ,=6.86kA ,kA故 ，满足热稳定性校验。动稳定性校验：kA5主接线的设计和选择电气主接线从电源系统接受电能，并通过出线或馈电线路分配电能，当进、出（馈）线数量较多的时候，常设置汇流母线为中间环节，用以联系电源进线和出线，并使运行转换方便，但也可采用无母线接线形式。采用不同形式的汇流母线即构成不同的接线方式。本次设计的馈线数目很少，只有两条。而且牵引变电所只有两条电源回路和两台主变压器，所以高压侧采用外桥型接线方式作为牵引变电所B的主接线。桥型接线能满足牵引变电所的可靠性，具有一定得运行灵活性，使用电气少，建造费用低，在结构上便于发展为单母线或具有旁路母线的单母线结线。具有很高的经济实用性，并能达到可靠性要求。本设计采用100%完全备用，当一套设备发生故障，经过正确的倒闸操作顺序，另一设备启用，以提高供电可靠性。接线形式见附录二。6 小结本次的课程设计，我以一次实践课程的作业来对待的。的作业抑或是实验都在完成这次课程设计的过程中，我遇到了很多不解和难题，就连平时觉得学得不错的东西也出现了偏差，因此走了很多弯路。不过在总的思路定型之后，算是小小的松了一口气，内心也是愉悦的。就这样在不断遇到问题、解决问题的过程中，我完成了本次设计，也加深对以前所学知识的理解和巩固，同时也学到了不少其它的东西。课程设计是对所学知识的综合与运用，这次课程设计让我对电力牵引供变电技术中得设备选型、校验，绝缘接地等原理都有了更具体的认识；巩固了对牵引供电系统分析中的变压器选型、过负载校验，变电所中电压、功率损失等知识的理解和记忆。自然，在这次设计中我也发现了自己的很多不足，对以前所学知识理解得不够深刻，掌握得也不牢，有的甚至连基本的概念都没怎么弄清楚，以至于在实际运用中出现了很多的问题。附录一牵引变压器主要技术数据表设备型号额定容量（kVA）100001500020000315004000020000额定电压（kV）高压110110110110110110低压27.527.527.527.527.527.5额定电流（A）高压52.