110KV变电所一次设备部分设计.doc

湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）任务书课 题 厦门海沧110KV牵引变电所的一次设 备部分设计 编 号 专 业 电气化铁道技术 班 级 312-1 学生姓名 贺桂林 指导单位 湖南铁路科技职业技术学院 指导教师 陈衡峰 设计(论文)任务与要求:任务: 变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、电流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。变电所包括一次设备和二次设备，其中一次设备有牵引变压器、断路器、隔离开关等。一次设备是电网整个发电、输电、变电、配电环节设备中的重要一部分，而变电站一次设备质量及运行的状态直接关系到电网的安全性、可靠性、稳定性及抵抗事故的能力。所以这次以厦门变电所为参考设计出一套安全、可靠、稳定的一次设备。 要求：1. 掌握牵引变电所的分类 。 2掌握电气主接线的基本形式 。 3掌握压电器设备的选择。 4掌握牵引变电所的容量和负荷计算。 设计(论文)依据的原始资料: 一、原始资料 厦门海沧变电站是该地区农网改造的重要部分预计使用3台变压器初期一次性投产两台变压器预留一台变压器的发展空间 （一）电压等级 电压等级分别为110kV，35kV，10kV。 110KV ：2回 35KV ：5回 （其中一回备用） 10KV ：12回 （其中四回备用） （二）变电站位置示意图 图1 变电站位置示意图 （三）待建变电站符合数据 电压等 级用电单位最大负荷（MW）用电类别回路数供电方式距离（KM）35KV铝厂1511架空39钢铁厂101,21架空25A变电站1531架空35B变电站2031架空40备用110KV无线电厂0.5631电缆4电机厂0.4221电缆3配电变压器0.7811架空15其他0.732电缆4备用2注：1.35kV10kV负荷功率因数均取cos=0.852负荷同时率：35kV kt=0.910kV kt=0.853.年最大负荷利用小时数均为T max=3500小时/年4.网损率为A%=8%5.站用负荷为50kW cos=0.876.35kV侧预计新增远期负荷20MV 10kV侧预计新增远期符合6MV （四）地形、地质、水文、气象和坏境 站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下，年最低气温为5度，最高气温为40度，月最高平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。站区附近无污染源。设计(论文)文件的组成及要求:论文组成： 摘要 、目录 、前言 、正文 、结论 、附录、参考文献 、致谢 、指导教师评阅表 、评阅教师评阅表 、答辩评阅表 、专业答辩组提问情况 、评定书。文章共分三个部分。第一部分为设计任务书，主要介绍待建变电所的基本资料、110KV用户负荷统计资料、主电路的设计，待建变电所与电力系统的连接情况、设计任务及要求。第二部分为变电所计算部分，包括负荷计算、无功补偿计算、主变容量选择计算、所用电容量选择计算、短路电流计算；以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及结果等。第三部分包括图纸和参考文献。 论文要求：观点明确 、实事求是 、思路清晰 、条理清晰 ，并在论文中能准确的表达自己想法。 参考资料:1DL/T5136-2001火力发电厂变电所二次接线设计技术规定M.中国计划出版社.2DL/T5103-200135kV110kV无人值班变电所设计规范M.中国计划出版社. 3 GB 50171-92电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规程M.中国计划出版社. 4中国航空工业规划设计研究院组编.工业与民用配电设计手册M第三版.中国电力出版社，2005年. 5DL/T769-2001电力系统微机继电保护技术导则M.中国计划出版社. 6GB/T6593-2002电子测量仪器质量检测规则M.中国计划出版社. 7GBJ63-90电力装置电测量仪表装置设计规程M.中国计划出版社. 8王显平，田勇.变电站综合自动化系统及其应用J.电力建设，2003年5月，第24卷，第5期：P46P48. 9王维俭主编.电力系统继电保护原理M.清华大学出版社，2003年：P89P221. 10杨奇逊，孟建平.变电站自动化系统的体系结构J.电网技术，2003年6月，第20卷，第6期：P63P70. 11千博，朱欣志，王浩宇等.变电站10kV配出线微机保护自动化技术的研究J.高压电器，2000，No.4：P33P35. 12朱大新，刘觉.变电站综合自动化的内容及功能要求和配置J.电力系统自动化.2003年第19期. 13 中国航空工业规划设计研究院组编.工业与民用配电设计手册M第三版.中国电力出版社，2005年. 14 张植保. 变压器原理与应用M化学工业出版社.2007年. 15 阎贵勤. 变电站综合自动化系统的功能与配置J.辽宁电机土程学报，2003年，第4期. 任务下达时间: 年 月 日 毕业设计开始与完成任务日期:开始日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日 系部专业教学指导委员会 系部主任审批意见 签字 年 月 日 摘要本设计参考类似工程而做，共分三个部分。第一部分为设计任务书，主要介绍新建变电所的基本资料、110KV用户负荷统计资料、主电路的设计，待建变电所与电力系统的连接情况、设计任务及要求。第二部分为变电所计算部分，包括负荷计算、无功补偿计算、主变容量选择计算、所用电容量选择计算、短路电流计算；以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及结果等。第三部分包括图纸和参考文献。本论文以厦门海沧110KV变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，目的是通过变电站设计，综合运行所学知识，结合实际工作贯彻执行我国电力工业有关方针政策及技术标准，做到理论联系实际。培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时也为今后工作打下良好的基础。牵引变电所一次设备的设计是铁路供电设计的重要组成部分。其内容包括主接线形式的选择，短路电流的计算，设备的选择与校验计算等多方面设计内容。本文的主要设计内容包括：(1) 根据负荷情况确定变压器的容量。(2) 根据实际工程要求与国家设计规范的要求选择主接线形式。(3) 选择了系统中具有典型性的两个短路点，计算他们的短路电流。(4) 根据所得到的短路电流计算结果选择、校验设备。(5) 绘制变电所主接线图、平面俯视图、侧面剖视图。关键词：牵引变电所；电气主接线；变压器容量 目 录绪论1第一章 待建变电所原始资料3第二章 牵引变电所概论52.1 牵引变电所设计概述52.2 牵引变电所的分类52.2.1 牵引变电所按牵引网电流性质的分类52.2.2 交流牵引变电所按频率和牵引网相数的分类52.2.3 工频单相交流牵引变电所按主变压器结构种类和接线方式的分类62.3 牵引变电所的设计原则62.4 牵引网与接触网7第三章 电气主接线方案的确定83.1 电气主接线概述83.2 电气主接线的基本形式83.2.1 单母线接线83.2.2 桥形接线93.3 牵引变电所主接线123.3.1 三相YN,D11接线变压器123.3.2 单相V,v接线变压器123.3.3斯科特接线变压器1334牵引侧主接线133.4.1 27.5kV(或55kV)侧馈线的接线方式133.4.2 复线铁路斯科特接线变压器AT供电方式馈电线接线153.4.3 动力变压器及自用电变压器接线163.5 主接线方案173.5.1 主接线方案的拟定173.5.2 主接线方案的确定17第四章 高压电器设备的选择184.1 电器选择的一般原则184.1.1 按正常工作条件选择高压电器设备194.1.2 按短路时故障情况进行效验194.2 高压断路器的选择194.2.1 110kV侧断路器的选择194.2.2 10 kV侧断路器的选择194.3 隔离开关的选择204.4 电压母线的选择214.5 各主要电气设备选择结果一览表21第五章 变压器容量的确定225.1 牵引变电所容量和负荷计算225.2计算条件224.3牵引变压器的计算容量24结 论27致 谢29参考文献31附 录31绪论电力工业是国民经济的一个重要组成部分，它为工业、农业、交通运输和城市提供能源。由于电能易于控制、输配简单经济且便于转变成其他形式的能量（机械能、光能、热能、化学能等），电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。在我国电气化铁道也是由电力系统供电，安全、可靠、经济、合理地为电气化铁道供配电是实现铁路运输安全、可靠的重要保证和基础。(1) 电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。1) 一次供电系统2) 牵引供电系统电力部门管辖的电力系统与铁路部门管辖的牵引供电系统是在牵引变电所高压进线的门形架处分界。(2) 电力牵引供电系统的主要特点我国电力牵引供电系统的主要特点有以下几方面： 1) 电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源。2) 非线性整流器机车，成为一种谐波源，并从电力系统和牵引供电系统获取无功。3) 供电方式及设备种类多样化，有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器4) 牵引供电系统和电力机车在电气上是个连续的整体，易于实现自动化和信息化管理。(3) 对电气化铁道供电系统的基本要求:1) 保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电；2) 提高供电质量，保证必需的电压水平；3) 提高功率因数，减少电能损失，降低工程投资和运营费用；4) 尽量减小单相牵引负荷在电力系统引起负序电流、负序电压和高次谐波影 响；5) 尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。我的毕业设计内容是厦门海沧110KV牵引变电所的一次设备设计，它是电气化铁道供电系统中的重要组成部分，设计内容主要包括牵引变电所容量的设计，主接线的设计，短路计算，一次设备的选择，以及牵引变电所的平面布置等几个方面。第一章 待建变电所原始资料 厦门海沧变电站是该地区农网改造的重要部分预计使用3台变压器初期一次性投产两台变压器预留一台变压器的发展空间 （一）电压等级 电压等级分别为110kV，35kV，10kV。 110KV ：2回 35KV ：5回 （其中一回备用） 10KV ：12回 （其中四回备用） （二）变电站位置示意图 图1-1 变电站位置示意图 （三）待建变电站符合数据 电压等 级用电单位最大负荷（MW）用电类别回路数供电方式距离（KM）35KV铝厂1511架空39钢铁厂101,21架空25A变电站1531架空35B变电站2031架空40备用110KV无线电厂0.5631电缆4电机厂0.4221电缆3配电变压器0.7811架空15其他0.732电缆4备用2注：1.35kV10kV负荷功率因数均取cos=0.852负荷同时率：35kV kt=0.910kV kt=0.853.年最大负荷利用小时数均为T max=3500小时/年4.网损率为A%=8%5.站用负荷为50kW cos=0.876.35kV侧预计新增远期负荷20MV 10kV侧预计新增远期符合6MV （四）地形、地质、水文、气象和坏境 站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下，年最低气温为5度，最高气温为40度，月最平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。站区附近无污染源。第二章 牵引变电所概论2.1 牵引变电所设计概述牵引变电所是电气化铁道供电系统的重要组成部分，它的作用是将110kV(或220 kV)三相交流高压电变换为27.5(或55)kV，然后以27.5(或55)kV的电压等级向牵引网供电。2.2 牵引变电所的分类2.2.1 牵引变电所按牵引网电流性质的分类(1) 直流牵引变电所 直流牵引变电所可分为回转变流机组、电动发电机组、离子变流器(水银整流器)和半导体整流器等类型。(2) 交流牵引变电所由于把变流或整流装置已经转移到电力机车上，故和直流牵引变电所相比，交流牵引变电所的结构比较简单。2.2.2 交流牵引变电所按频率和牵引网相数的分类(1) 工频单相交流牵引变电所我国铁路干线的电气化，采用工频50Hz单相交流制，接触网额定电压为25kV（某些国家也有采用工频60Hz，以及额定电压为50kV的情况）。这是国际公认的优越的电流制。这种电流制在电力机车上将交流电降压后应用整流装置整流来供应直流牵引电动机。牵引变电所的主变压器主要用来降压、分相，所内没有变流以及变频装置。(2) 低频交流牵引变电所1).低频单相交流牵引变电所欧美不少国家采用25Hz单相交流制，接触网额定电压为11或25kV。低频单相交流制的出现，与力图提高牵引网电压以降低接触网中的有色金属用量有关。2) 低频三相交流牵引变电所有的国家曾采用25Hz三相交流制，接触网额定电压为3.7kV。此时不需变相装置，并可始终保持牵引网处于三相对称运行状态，但要架设三相接触网，结构复杂。2.2.3 工频单相交流牵引变电所按主变压器结构种类和接线方式的分类有单相结线(又称简单单相结线，或纯单相结线)；单相V,V结线；三相V,V结线；三相YN,d11结线和三相不等容量YN,d11结线；三相YN,dll,dll十字交叉结线；斯科特结线；YN, 阻抗匹配平衡结线；非阻抗匹配YN，平衡结线，YN，平衡结线等。我国台湾省电气化铁道采用的还有列布兰结线。2.3 牵引变电所的设计原则(1) 在采用集中供电方式（每个牵引变电所单独完成所辖供电臂供电任务）的牵引变电所中通常设置两台变压器。(2) 变压器事故或检修时，集中供电方式一般采用移动（或固定）备用变压器，采用移动备用变压器时，牵引变电所应设置专用岔线，对无条件设置专用岔线的个别变电所，则采用固定备用变压器。(3) 牵引变电所由电力系统供电。由于电气化铁道为一级负荷，因此必须要求电力系统可靠地向牵引变电所供电。(4) 变压器的接线方式，目前多采用的有三相Y/-LL接线、单相V/V接线、单相接线以及三相-两相斯科达接线等四种。(5) 牵引变电所的馈线数目一般按如下原则考虑：单线区段采用两回；复线区段采用4回；牵引变电所所在车站股道超过6股时，应考虑设单独馈电线；在枢纽站（或区段站）的到发场以及电力机车机务段和折返段应设置单独馈电线；对支线一般也应设单独馈电线。(6) 为了改善牵引供电系统的供电质量，减少牵引负荷对电力系统的影响和对通信线路的影响，在牵引变电所中根据需要可设置串联和并联电容补偿装置。(7) 牵引变电所之间的距离，单线区段一般为50-60km，复线区段和单线双机牵引区段一般为40-50km。(8) 牵引变电所场地的确定，除根据供电要求合理分布外，还应考虑如下因素：1) 场地条件，包括场地土方量小，高压进线和牵引侧馈线电线走廊畅通，岔线引入方便、节省用地等。变电所场地的标高应高于百年洪水位，并躲开地质不良地段。2) 考虑运营管理人员的生活条件。因此有条件时，应尽量设在大站。3) 尽量躲开污秽地区、高海拔地区，远离机场、雷达站、广播电台、电视台等弱电设备地区。2.4 牵引网与接触网牵引供电回路的构成为：牵引变电所、馈电线、接触导线、电力机车、钢轨与大地、回流线。在这个闭合系统中通常将馈电线、接触导线、钢轨与大地回流线统称为牵引网。第三章 电气主接线方案的确定3.1 电气主接线概述牵引变电所（包括开闭所、分区所）的电气主接线是指有隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次电设备，按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所内部的电器主电路。它反映了牵引变电所的基本结构和性能，在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式，是实际运行操作的依据。电器主接线图通常画成单线图的形式（单线图是表示三相交流电气装置中一相连接顺序的图）。在个别情况下，当三相电路中设备显得不对称时，则部分的用三线图表示。主接线的确定对牵引变电所电气设备的选择、配电装置的布置以及运行的可靠性和经济性有很密切的关系。所以主接线是牵引变电所电气设计中一个很主要的问题。3.2 电气主接线的基本形式3.2.1 单母线接线图 3-1母线接线图如图3-1所示，整个配电装置中只设一组母线。将各个电源的电能汇集后再分配到各引出线。连到母线上的电源回路与出线回路的分布应使通过母线各断面上的电流最小。单母线接线的优点：接线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性；每一回路由断路器切断符合电流和故障电流。检修断路器时，可用两侧隔离开关使断路器与电压隔离，保证检修人员的安全。单母线接线的缺陷是：母线故障及检修母线和与母线连接的隔离开关时要造成停电。为了克服单母线接线的缺陷，通常采用以下措施：(1) 用断路器或隔离开关将母线分段。(2) 增加旁路母线及相应设备，使检修任一进出回路的断路器时不致停电。3.2.2 桥形接线当牵引变电所只有两回路电源进线和两台主变压器时，常在电源线路间用横向母线将它们连接起来，即构成桥形接线如图3.2所示。桥式接线要比分段单母线接线简化，它减少了断路器的数量，四回电路只采用三台断路器，配电装置结构也较简 (a)内桥接线 （b）外桥接线 图3-2 接线图桥形接线按中间横向桥接母线的位置不同而分为内桥接线（如图3-2a）和外桥接线（如图3-2b）两种。前者的桥接母线连接在靠变压器侧，而后者则连接在考线路侧。桥形接线正常运行时，三台断路器均处于关闭状态。根据接线形式的特点，内桥接线适合于线路长，线路故障率高，而变压器不需频繁操作的场合，这种接线形式可以很方便的切换或投入线路，而切除某台变压器时，则需同时断开与之相连的两台断路器造成一条出线的短时停电。图3-2b中外桥接线的特点与内桥接线相反，外侨接线适合与输电距离较短，线路故障较少，而变压器需要经常操作的场合。如图3-2b中变压器T1切除时只需断开QF1，拉开QS3.。而切除L1线路时，要断开QF1及QF然后断开隔离开关QS1，使L1退出运行。如需恢复T1运行，要重新闭合QF1及QF。为避免变压器侧断路器检修时，形成一台变压器长期停电。可在变压器内侧接一跨条如图3-2b中虚线图3-3 牵引变电所接线图对于图3-3所示的牵引变电所，其两回电源线路是从输线路WL1,WL2采用分支连接（又称T型连接）的方式获得。此时，牵引变电所的进线线路会较短；同时，又由于此处牵引变电所两回电源线路不是以构成环形电网的方式接入电力系统的，因此牵引变电所高压母线无穿越功率通过。这种情况下，上述桥形接线的桥路断路器没有任何作用，但考虑运行的灵活性，可在两电源线路间保留带有隔离开关的跨条，形成如图3-3的简单接线或称双线T型接线。按电源参数不同，双T式主接线通常采用下列几种运行方式：(1) 若两路电源允许在25kV侧并联，可采用一路电源（如WL1）供电，另一路电源（如WL2）备用的运行方式。(2) 若两路电源允许在25kV侧并联，还可采用两路电源同时供电的运行方式。正常供电时，跨条隔离开关断开，其它开关均闭合，两台主变压器分列运行。(3) 若两路电源不允许在25kV侧并联，通常采用一路电源（如WL1）供电，另一路电源（如WL2）备用的运行方式。(4) 若两路电源不允许在25kV侧并联，也可采用两路电源同时供电的运行方式。正常供电时，跨条隔离开关断开，其它开关均闭合，两台变压器分列运行，其倒换电源的操作顺序同2.(5) 若两路电源允许在110kV侧用隔离开关并联，双T主线可采用两路电源同时供电，此时跨条隔离开关断开，两台主变压器分列运行。3.3 牵引变电所主接线牵引变电所按其在电网中的位置、重要程度和电源引入方式的不同可分为：中心变电所，它有4路以上进线并有系统功率穿越；通过式变电所，它有两路进线并有系统功率穿越；分接式变电所，它有两路进线，无系统功率穿越。所谓系统功率穿越是指该变电所的母线上有其它变电所的负荷电流通过。3.3.1 三相YN,D11接线变压器三相YN,D11接线变压器用于直接供电方式或溪流变压器供电方式中。变压器高压侧绕组以星形方式与电力系统的三相相连接。变压器低压侧绕组结成三角形，其中C端子的一角经电流互感器接致接地网和钢轨（溪流变压器供电方式时接回流线）另两角（变压器AB端子）分别经电流互感器、断路器和隔离开关引接至牵引母线。3.3.2 单相V,v接线变压器单相V，v接线变压器是由两台单相变压器构成，高压侧两个绕组接在电力系统的两个线电压上。当采用直接供电方式时，低压侧两个绕组接成V形，两变压器的次边绕组，各取一端连至27.5KV的a相和b相母线上。而他们的另一端则以连 成公共端的方式接至接地网和钢轨或钢轨引回的回流线。为保证供电的可靠性及经济性，采用变压器移动备用的方式。其主接线如图3-4所示。为便于移动变压器的接入，低压侧单独设有断路器和隔离开关，移动变压器高压侧临时连接。图3-4单相V,v接线变压器主接线图3.3.3斯科特接线变压器斯科特接线变压器是一种平衡变压器，它将电力系统的三相电压变成相差90度的两相电压。高压侧绕组接成T形，接至电力系统的三个相上，低压侧两相绕组设断路器和隔离开关，接至母线上。34牵引侧主接线3.4.1 27.5kV(或55kV)侧馈线的接线方式 由于27.5Kv(或55kV)馈线断路器的跳闸次数较多，为了提高供电的可靠性，按馈线断路器备用方式不同，牵引变电所27.5kV（或55kV）侧馈线的接线方式一般有下列三种:(1) 馈线断路器100%备用的接线图3-5馈线断路器100%备用的接线如图3-5所示。此种接线用于单线区段，牵引母线不同相的场合。这种接线当工作断路器需检修时，即由备用断路器代替。断路器的转换操作方便，供电可靠性高，但一次投资较大。(2) 馈线断路器50%备有的接线图3-6 馈线断路器50%备有的接线如图3-6由于单线，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。这种接线每两条馈线设一台备用断路器，通过隔离开关的转换，备用断路器可代替其中任一台断路器工作。牵引母线用两台隔离开关分段时 为了便于两段母线轮流检修。(3) 带旁路母线和旁路断路器的接线图3-7旁路母线和旁路断路器的接线如图3-7所示,一般每24条馈线设一旁路断路器。通过旁路母线，旁路断路器可代替任一馈线断路器工。这种接线方式适应于没想牵引母线数目较多的场合，以减少备用断路器的数量。3.4.2 复线铁路斯科特接线变压器AT供电方式馈电线接线AT供电方式馈电线由电线网（T）和正馈线（F）两根线，断路器和隔离开关均为双级；另有中线馈出，不设断路器和隔离开关。当牵引变压器（斯科特接线变压器）副边线圈无中点抽头时，在变电所内还应另设自耦变压器。如图3-8所示。图3-8 复线铁路斯科特接线变压器AT供电方式馈电线接线3.4.3 动力变压器及自用电变压器接线直接供电方式，牵引侧母线为三相时，动力变压器一般采用D, d12接线，若牵引侧母线为两相垂直相差时，动力变压器可采用逆斯科特接线。将两相电压变成三相电压供给非牵引负荷，其主接线如图3-9所示。 图3-9 动力变压器及自用电变压器接线3.5 主接线方案3.5.1 主接线方案的拟定对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。故拟定的方案如下：(1) 方案A:110KV侧采用双母线接线，27.5KV侧采用馈线断路器100%备用的单母线接线。(2) 方案B:110KV侧采用双T接线，27.5KV侧同方案A。3.5.2 主接线方案的确定两种方案相比较，都能保证供电的可靠性，但是方案B所用的高压电器更少，配电装置更简单，线路继电保护也简单，结合经济建设的需要，在满足要求的前提下，尽可能节约设备的投资。故应选方案B。主接线图如下：图3-10主接线图正常运行时，一路电源供电，另一路电源备用，两台主变压器一台正常运行，一台备用。第四章 高压电器设备的选择4.1 电器选择的一般原则工业企业的供电系统是由各种电器设备按照一定的主接线关系组成，为确保其安全可靠、经济合理地运行，必须正确合理地选择各种电器设备。在选择电器设备时，既要考虑安全可靠留有适当余地，又要考虑到经济和安装地点的客观情况，如气候条件（风、雨、雪和湿度等）和环境情况（灰尘和有害气体）。4.1.1 按正常工作条件选择高压电器设备为了保证在正常运行情况下各种电器设备能可靠工作，必须考虑电器设备的额定电压和额定电流。4.1.2 按短路时故障情况进行效验为保证电器设备在短路时，不会因短路电流流过而遭损坏，应对所选的电器设备进行短路的动稳定性、热稳定性和断路电流进行效验。4.2 高压断路器的选择选择断路器时应满足以下基本要求：(1) 在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。(2) 在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。(3) 应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。(4) 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。4.2.1 110kV侧断路器的选择(1) 该回路为 110 kV电压等级，故可选用六氟化硫断路器。(2) 断路器安装在户外，故选户外式断路器。(3) 回路额定电压Ue110kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流1054A 。(4) 为方便运行管理及维护，选取110kV SF6断路器为同一型号产品，选为OFPT(B)-110断路器4.2.2 10 kV侧断路器的选择(1) 该回路为 10kV 电压等级，故可选用真空断路器。(2) 该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。(3) 回路额定电压为 10kV，因此必须选择额定电压Ue 10kV的断路器，且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流1150.7A。4.3 隔离开关的选择选择隔离开关时应满足以下基本要求：(1) 隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。(2) 隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。(3) 隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。(4) 隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。(5) 隔离开关的结构简单，动作要可靠。(6) 带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。4.3.1 110kV侧隔离开关的选择(1) 为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。(2) 该隔离开关安装在户外，故选择户外式。(3) 该回路额定电压为 110kV，因此所选的隔离开关额定电压 Ue 110kV，且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流105.4A、初选GW4110D型单接地高压隔离开关其主(4) 校验所选的隔离开关1) 动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值即idw = 55kA流过该断。器的短路冲击电流ish = 4.83kA.s 即 idw ish （55KA4.83KA）动稳定要求满足。2) 该隔离开关配用CS6型手动式杠杆操作机构。4.3.2 10kV侧隔离开关的选择(1) 为保证电气设备和母线检修安全，隔离开关选择不带接地刀闸。(2) 隔离开关安装在户内，故选用户内式。(3) 该回路的额定电压为10kV所选隔离开关的额定电压Ue10kV，额定电流大于流过隔离开关的最大持续电流1150.7A。初选GN1910型隔离开关，其主要技术数据如下：型号额定电压（KV）额定电流（A）允许热效应（kA2.s）动稳态电流（KA）GN19-1010125032001004.4 电压母线的选择本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜。故所选LGJ150型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，635KV为瓷绝缘，60220KV为油浸纸绝缘电容式。4.5 各主要电气设备选择结果一览表名称型号数量单位10kV高压断路器SN9-108个10kV隔离开关GN19103个10kV电流互感器LMC-102组10kV电压互感器TSJW-104个10kV绝缘子ZSW-10/5003个10kV母线LGJ-1502根10kV主变压器SFPSLZ9-20000/1102台110kv高压断路器OFPT(B)-1102组110kv隔离开关GW4110D9组110KV电流互感器CA-202组110KV电压互感器JDZ-6(Q)4个110KV绝缘子FXG8-10/703个110KV母线LGJ-1002根110KV主变压器JBK3-1200VA2台第五章 变压器容量的确定5.1 牵引变电所容量和负荷计算牵引变电所容量计算和选择，就是指牵引变压器容量的计算和选择。一般分为三个步骤进行。按给定计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，为计算容量。按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器的过负荷能力，求出所需要的容量。这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。根据计算容量和校核容量，再考虑其它因素（如备用方式等），最后按实际系列产品的规格选定牵引变压器的台数和容量，称为安装容量或设计容量。牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，其容量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，甚至烧毁；反之，容量过大将使牵引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，在进行牵引变压器容量计算时，正确的确定计算条件，以便合理的选择牵引变压器的额定容量是十分重要的。5.2计算条件牵引变压器的计算容量取决于各供电臂的负荷电流。各供电臂的负荷电流主要取决于电力机车类型、牵引定数、牵引方式、线路坡道、行车量和线路通过能力等，即主要由牵引计算结果，行车量及线路通过能力等条件决定。在诸多因素中，当线路断面确定后，最关键的是年运量。由年运量可以算出需要的线路通过能力，它反应了列车负荷密度。其次是列车用电量，它可以算出列车电流,进而算出各供电臂电流。一、计算列车N的计算条件牵引变压器容量应和铁路运输量的大小及其增长速度相适应。列车密度一般应按运量计算需要的线路通过能力，并留有一定的储备能力。考虑储备能力是因为有时会发生由于线路维修，港口卸货及自然灾害等引起的列车密集运行情况。其储备系数一般单线采用20%，双线采用15%。如果近期按调查运量计算，还考虑货运量的波动性，波动系数一般采用20%。远期按国家要求的输送能力计算时，仅考虑储备能力。若国家规定的需要输送能力已经接近线路输送能力时，可按线路输送能力计算；若低于线路输送能力的一半时，可按2倍需要输送能力计算。这两种情况下，都不再考虑波动系数和储备系数。因此，在计算牵引变压器容量时，计算列车数N可按不同条件分别计算如下：当采用近期运量计算时N=（列/日）式中，为线路货运年运量，或需要输送能力（10t/年）；G为列车牵引重量（吨/列）；K为波动系数，取1.2；K为储备系数，单线取1.2，双线取1.15；为货物列车净载重系数，即货车净载重