分接式牵引变电所主接线设计

牵引供电课程设计报告书牵引供电课程设计报告书 题题 目目分接式牵引变电所电气主接线的设计分接式牵引变电所电气主接线的设计 院院 系系 部部 电气工程系电气工程系 班班 级级方方 1010 61010 6 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 完成时间完成时间20132013 年年 1212 月月 2020 日日 20102010 级级 牵引供电课程设计牵引供电课程设计 摘摘 要要 变电所是对电能的电压和电流进行变换 集中和分配的场所 在电能是社会生 产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天 变电所的作用是很重要的当前我国 进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造 对未来电力工业发展有着重要的作用 在设计了的分接式牵引变电所电气主接线中 进行了变电所的变压器容量计算 通过容量计算确定了变压器的型号 还进行了短路计算 通过短路计算所得的参数 进行了电气设备选型 并进行了无功补偿 做了防雷保护等 关键词 分接式牵引变电所 主接线 电气设备 目 录 第 1 章课程设计目的和任务要求 1 1 1设计目的 1 1 2任务要求 1 1 3任务分析与解决方案 2 第 2 章牵引变压器的选择和容量计算 2 2 1牵引变压器的选择 2 2 2容量计算 3 2 3备用方式选择 4 第 3 章主接线设计 5 3 1 110kV 侧主接线的选择 5 3 227 5kV 低压侧主接线 6 3 3 倒闸操作 7 第 4 章短路计算 8 第 5 章电气设备选择 10 5 1断路器选择 10 5 2隔离开关的选择 12 5 3互感器的选择 13 第 6 章并联无功补偿 14 6 1并联电容补偿作用 14 6 2并联电容补偿方案及主接线 14 6 3并联电容补偿计算 15 第 7 章防雷保护 17 7 1雷电危害 17 7 2防雷措施 18 第 8 章设计结论 18 参考文献 20 0 第 1 章 课程设计目的和任务要求 1 1设计目的 本设计中最重要的设备即牵引变压器 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 应用课堂学习的知识 完成对该分接式牵引变电所主接线 的设计 1 2任务要求 1 确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式 并分析主变压器货 110KV 线路故障时运行方式的转换 2 确定牵引变压器的容量 台数及接线方式 3 确定牵引负荷侧电气主接线的形式 4 对变电所进行短路计算 并进行电气设备选择 5 设置合适的过电压保护装置 防雷装置以及提高接触网功率因数的装置 6 用 CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图 其设计依据如下 1 该分接式牵引变电所的供电电源电压为 110kV 该变电所从系统双回 输电线路上取电 电力系统不要求在 110kV 侧计费 电力系统容量为 3200MVA 选取基准容量 Sj 为 100MVA 在最大运行方式下 电力系统的电 抗标幺值分别为 0 13 在最小运行方式下 电力系统的标幺值为 0 25 2 该牵引变电所向接触网的供电方式为 BT 的供电方式 可以提供变电所 自用电 容量计算为 800kVA 3 牵引变压器的额定电压为 110 27 5kV 重负荷臂有效电流和平均电流 为 250A 和 170A 重负荷壁的最大电流为 550A 轻负荷臂有效电流和平均电 流为 220A 和 145A 1 4 环境资料 本牵引变电所地区平均海拔为 550m 地层以沙质粘土为主 地下水位为 5 5m 该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置 所内不设铁路岔线 外部有 公路直通所内 本变电所地区最高温度为 38 C 年平均温度 21 C 年最热月平均最高气 温为 33 C 年雷暴雨日数为 25 天 土壤冻结深度为 1 2m 1 3任务分析与解决方案 110kV 高压侧的接线方式牵引变压器作为牵引变电所的核心设备 其接线 方式的选择对主接线有着非常大的影响 其接线形式有单相接线变压器 单相 V v 接线变压器 三相 YNd11 接线变压器 斯科特接线变压器等 按照课题要求 本设计采用三相 YNd11 接线变压器 因为三相 YNd11 联结变压器在我国采用的时间长 有比较多的经验 制造 相对简单 价格也比较便宜 一次侧 YN 联结中性点可以引出接地一次绕组可 按分级绝缘设计制造 与电力系统匹配方便 也可以对接触网的供电实现两边 供电 而且本设计要求较为简单 是分接式牵引变电所的电气主接线 对变压器 没有特殊要求 因此按照通用经济的原则选择三相 YNd11 接线变压器 第 2 章 牵引变压器的选择和容量计算 2 1牵引变压器的选择 牵引变压器是牵引供电系统的重要设备 担负着将电力系统供给的 110kV 三相电变换成适合电力机车的 27 5kV 的单相工频交流电 由于牵引负荷具有极 度不稳定 短路故障多 谐波含量大等特点 运行环境比一般电力负荷恶劣的 多 因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强 故最好用三相 YNd11 变压器 这种牵引变电所中装设两台三相 YNd11 联结牵引变压器 可以两台并联运 行 也可以一台运行 另一台固定备用 三相 YNd11 联结牵引变电所的优点是 1 牵引变压器低压侧保持三相 有利于供应牵引变电所自用电和地区三 相电力 2 2 能很好的适应当一个供电臂出现很大牵引负荷时 另一供电臂却没有 或只有很小牵引负荷的不均衡运行情况 3 三相 YNd11 联结变压器在我国采用的时间长 有比较多的经验 制造 相对简单 价格也较便宜 4 一次侧 YN 联结中性点可以引出接地 一次绕组可按分级绝缘设计制 造 与电力系统匹配方便 对接触网的供电可实现两边供电 缺点主要是 牵引变压器容量利用率不高 当重负荷相线圈电流达到额定值时 牵引变 压器的输出容量只能达到其额定容量的 75 6 引入温度系数也只能达到 84 2 2容量计算 根据题目已知条件 可知道两个供电臂 2 1 12 250 220 ee IA IA 2 2 12 170 145 avav IA IA 2 3 max 550IA 变压器计算容量为 2 4 22 1212 22 42 0 9 27 54 2502202 170 14514594 1 teeavav SKUIIII kVA 变压器的最大容量为 2 5 maxmax2 20 65 0 9 27 52 5500 65 22030764 3 te SKUII kVA 变压器的校核容量为 2 6 max 30764 3 20509 5 1 5 S SkVA K 校 由此得出变压器的安装容量为 的变压器 2 31500kVA 故选择变压器 1 31500 110SF 表 2 1 变压器的技术参数 额定电压 kV 额定电流 A 损耗 kV 设备型 号 额定容 量 kVA 高压低压高压低压空载短路 阻抗 电压 空载 电流 连接组 别 冷却 方式 3 SF1 31500 100 3150011027 516566038 514810 52YNd11 ON AF 2 3备用方式选择 牵引变压器在检修或发生故障时 都需要有备用变压器投入 以确保电气 化铁路的正常运输 备用变压器投入的快供 将影响到恢复正常供电的时间 并且与采用的备用方式有关 备用方式的选择 必须从实际的电气化铁路线路 运量 牵引变电所的规模 选址 供电方式及外部条件 如有无公路 等因素 综合考虑比较后确定 我国的电气化铁路牵引变压器备用方式有以下两种 1 移动备用 采用移动变压器作为备用的方式 称为移动备用 采用移动备用方式的电 气化区段 每个牵引变电所装设两台牵引变压器 正常时两台并联运行 所内 设有铁路专用岔线 备用变压器安放在移动变压器车上 停放于适中位置的牵 引变电所内或供电段段部 以便于需要作为备用变压器投入时 缩短运输时间 在供电段所辖的牵引变电所不超过 5 8 个的情况下 设一台移动变压器 其额 定容量应与所辖变电所中的最大牵引变压器额定容量相同 当牵引变压器需要检修时 可将移动变压器按计划调入牵引变电所 但在 牵引变压器发生故障时 移动变压器的调运和投入约需数小时 此间 靠一台 牵引变压器供电往往不能保证铁路正常运输 这种影响 在单线区段或运量小 的双线区段可很快恢复正常 但在大运量的双线区段须予以重视 可按牵引变 压器一台故障停电后由另一台单独运行 允许超载 30 并持续 4 小时 而能 符合计算容量 满足正常运输 的要求进行检算 采用移动备用方式 除上述影响外 还需要修建铁路专用岔线 这将导致 牵引变电所选址困难 场地面积和土方量增加 相应加大投资 不仅如此 移 动变压器车辆进厂检修时 修要把备用变压器从车上拆卸吊下来 车辆修好出 厂后 又要把备用变压器吊上车安装好 这项工作十分麻烦和困难 非常费时 费力费钱 采用移动备用方式的优点是牵引变压器容量较省 因此 移动备用 方式可用于沿线无公路区段和单线区段 依题目要求 负荷增长率为 40 因而若选择移动备用 则计算得容量为 所以满足要求 140 1 4 14594 120431 731500SkVAkVA 2 固定备用 采用加大牵引变压器容量或增加台数作为备用的方式 称为固定备用 采 用固定备用方式的电气化区段 每个牵引变电所装设两台牵引变压器 一台运 行 一台备用 每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷 满足铁路正常运 4 输的要求 采用固定备用方式的优点是 其投入快速方便 可确保铁路正常运输 又 可不修建铁路专用岔线 牵引变电所选址方便 灵活 场地面积较小 土方量 较少 电气主接线较简单 其缺点是 增加了牵引变压器的安装容量 变电所 内设备检修业务要靠公路运输 因此 固定备用方式适用于沿线有公路条件的 大运量区段 依题目要求 负荷增长率为 40 因而若选择固定备用 则计算得容量为 所以满足要求 140 1 4 20509 528713 331500SkVAkVA 校 在当前进行电气化铁路牵引供电系统的设计中 牵引变压器的备用方式不 再考虑移动备用方式 而是采用固定备用方式 第 3 章 主接线设计 牵引变电气主接线是变电所设计的首要部分 也是构成电力系统的重要环 节 主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性 灵活性和经济 性是密切相关的 而且对电气设备的选择 配电装置布置 继电保护和控制方 式的拟定有较大影响 因此必须合理的确定主接线 电气主结线应满足的基本要求 1 首先保证电力牵引负荷 运输用动力 信号负荷安全 可靠供电的需 要和电能质量 2 具有必要的运行灵活性 使检修维护安全方便 3 应有较好的经济性 力求减小投资和运行费用 4 应力求接线简捷明了 并有发展和扩建的余地 3 1 110kV 侧主接线的选择 方案一 采用单母线接线 优点 结线简单清晰 使用设备少 经济比较好 而且在远期调整时线路 变换更比较方便 由于结线简单 操作人员发生误操作的可能性就要小 缺点 不够灵活可靠 接到母线上任一元件故障时 均使整个配电装置停 电 方案二 采用桥型接线 优点 形结线能满足牵引变电所的可靠性 具有一定的运行灵活性 使用 电器少 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 5 线 此结线方案适用于有系统功率穿越 线路检修停电机会较多 主变压器不 需经常切换的牵引变电所 缺点 经济性较单母线要差 方案三 采用双 T 型接线 优点 所用高压电器更少 配电装置结构更简单 线路继电保护也简单 缺点 可靠性相对桥形结线较差 比较结论 作为牵引变电所 必须保证供电的可靠性和灵敏性 根据任务 书的依据 采用外桥结线比较合理 图 3 1 为外桥接线 连接在靠近线路侧 其特点是适用于输电距离较短 线路故障较少 而变压器需要经常操作的场合 这种接线方式便于变压器的投 入以及切除 图 3 1 外桥接线示意图 3 227 5kV 低压侧主接线 低压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 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 而 50 备用主 要适用于复线区段 所以本次设计中采用 100 备用以达到设计目的 其示意图如下图 3 2 所示 6 图 3 2 低压侧主接线 3 3 倒闸操作 则倒闸操作为一下步骤 正常运行时 QS7 QF QS8 其他断路器隔离开关均断开 变压器 T1 通 过 L1 得电 使得变压器向 27 5kV 侧输送电能 当需要检修时 假如仍然需要在 L1 得电 先断开 QF1 然后断开 QS3 和 QS5 再闭合 QS4 然后合 QS6 最后闭合 QF 即可满足检修时供电需要 检 修结束时 先断开 QF2 然后断开 QS4 和 QS6 再断 QF 后闭合 QS3 和 QS5 最后闭合 QF1 即可恢复正常供电 当 L1 线路故障需要由 L2 线路供电时 先闭合 QS2 闭合 QF 故障线路 QF1 跳闸 再断开 QS1 最后 QF2 闭合即可满足 L1 故障时的供电 如 L1 线路 恢复正常 可以先断开 QF2 QF 再断开 QS2 闭合 QS1 最后闭合 QF1 即 可恢复正常供电 由此可以看出采用外桥型接线对于线路发生故障时比较有利 可以在停电 瞬间通过互感器自动检测跳开故障线路断路器 然后闭合备用线路断路器 保 证线路故障时自动转换开关使牵引变压器继续运行 有利于系统供电的可靠性 和安全性 3 4 继电保护 继电保护是电力系统的重要组成部分 是保证电力系统安全可靠运行的必 不可少的技术措施之一 继电保护装置是指能反应电力系统中电器元件发生故 障或不正常运行状态 并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 它的 基本任务是 1 自动 迅速 有选择性地将故障元件从电力系统中切除 使故障元件 7 免于继续遭到破坏 保证其他无故障部分迅速恢复正常运行 2 反应电器元件的不正常运行状态 并动作与断路器跳闸 发出信号或 减负荷 由此可见继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范 围来提高系统运行的可靠性 最大限度地保证向用户安全连续供电 继电保护利用电力系统正常运行状态和不正常运行或故障时各物理量的差 别来判断故障和异常 并通过断路器跳闸将故障切除或发出信号 继电保护装置为了完成它的任务 必须在技术上满足选择性 速动性 灵 敏性和可靠性四个基本要求 该牵引变电所的设计采用了牵引变压器保护和馈线的保护 牵引变压器的保护包括差动保护 低电压启动的过电流保护 过负荷保护 瓦斯保护 馈线的保护包括阻抗保护 I 电流增量保护 电流速断保护 自动重合闸 第 4 章 短路计算 电力系统中短路最为严重的就是三相接地短路 因而短路计算就是计算三 相接地短路后的最大短路电流等一系列数据 进而根据这些数据来选择各保护 装置等元件 设短路点有两个 分别在变压器之前短路 短路点为 在变压器之后1k 短路 短路点为 其短路电路图如下图 4 1 所示 2k 图 4 1 短路电路图 则短路数据计算如下 根据设计材料可知 4 1 1 115 C UkV 4 2 2 27 5 C UkV 8 4 3 100 d SMVA 4 4 max 0 13 G X 4 5 min 0 25 G X 则变压器电抗表幺值 4 6 10 5100 0 33 10010031 5 kd T N US X S 4 7 1 1 100 0 5 1 732 1153 d d c S I U 4 8 2 2 100 2 1 1 732 27 53 d d c S I U 画出其等效电路图如下图 4 2 所示 图 4 2 短路计算等效电路图 则计算得点的短路电流为 1k 4 9 3 1 1 0 5 3 85 0 13 d k I IkA X 点的短路电流为 2k 4 10 3 2 2 2 1 4 77 0 130 33 d k I IkA X 故点的短路参数 1k 4 11 3 3 3 1 3 85 k IIIkA 4 12 3 2 55 3 859 82 sh ikA 4 13 3 1 51 3 855 81 sh IkA 4 14 3 1 100 769 23 0 13 d k S SMVA X 且点的短路参数 2k 9 4 15 3 3 3 2 4 77 k IIIkA 4 16 3 1 84 4 778 78 sh ikA 4 17 3 1 09 4 775 20 sh IkA 4 18 3 2 100 217 4 0 46 d k S SMVA X 故短路计算参数表如下表 4 1 所示 表 4 1短路计算结果 三相短路电流 kA三相短路容量 MVA 短路计算点 3 k I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 3 k S k 13 853 853 859 825 81769 23 k 24 774 774 778 785 20217 40 第 5 章 电气设备选择 电气选择应满足一定的选择原则 即如下条件 1 应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展 2 应满足安装地点和当地环境条件校核 3 应力求技术先进和经济合理 4 同类设备应尽量减少品种 5 与整个工程的建设标准协调一致 6 选用的新产品种均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格 特殊情 况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准 5 1 断路器选择 高压断路器 或称高压开关 它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流 和负荷电流 而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用 切断过负荷 电流和短路电流 它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力 而于开断电路中负荷电流和短路电流的高压断路器 首先应按使用地点环 境 负荷种类及使用技术条件选择断路器的类型与型号 即户内或户外式 以 10 及灭弧介质的种类 1 额定电压的选择 5 1 NNS UU 式中 断路器的额定电压 安装处电网的额定电压 N U NS U 2 额定电流的选择 5 2 maxN II 3 额定开断电流的选择 5 3 Nbrkp II 式中 断路器的额定开断电流 由厂家给出 Nbr I 刚分电流 断路器出头刚分瞬间的回路短路全电流有效值 kp I 4 短路关合电流的选择 5 4 Nclsh ii 5 热稳定校验 5 5 2 tk I tQ 6 动稳定校验 5 6 cssh ii 则 110kV 侧所选断路器型号为 SW6 110 1250 其技术数据见下表 5 1 表 5 1 110kV 侧断路器技术数据表 型号 额定电 压 kV 额定开断 电流 kA 额定电流 A 动稳定电流 kA 4s 稳定电流 kA 固有 分闸时间 s SW6 110 1250 11015 812504115 80 04 5 7 110 NNS UkVU 5 8 max 1250550 N IAIA 5 9 3 1 15 83 85 NKk IkAIkA 5 10 3 415 81 Nessh ikAIkA 11 5 11 2222 5 811 3645 915 84998 56 tk I tQkA s 均满足条件 所以选择该型号断路器 则 27 5kV 侧所选断路器型号为 SW2 35 1000 其技术数据见下表 5 2 表 5 2 27 5kV 侧断路器技术数据表 型号 额定电压 kV 额定开断 电流 kA 额定电流 A 动稳定 电流 kA 4s 稳定 电流 kA 固有分闸 时间 s SW2 35 1000 3516 510004516 50 04 5 12 3527 5 NNS UkVUkV 5 13 max 1000300 N IAIA 5 14 3 2 16 54 77 NKk IkAIkA 5 15 3 455 20 Nessh iKAIkA 5 16 2222 5 201 3636 816 541089 tk I tQkA s 均满足条件 所以选择该型号断路器 5 2 隔离开关的选择 高压隔离开关在配电线路中起隔离电源 切换电路 接通或断开小电流电 路的作用 选择高压隔离开关的技术参数主要有额定电压 额定电流 动稳定 和热稳定电流 极限通过电流等 而屋外隔离开关的类型很多 它对配电装置的运行和占地面积影响较大 应从使用要求和运行等多方面考虑选择其形式 110kV 侧隔离开关选用 GW4 110DW 型户外隔离开关 其技术数据见表 5 3 表 5 3 110kV 侧隔离开关技术数据表 型号 额定电压 kV 额定电流 A 动稳定电 kA 4s 热稳定电流 kA GW4 110DW11012508031 5 5 17 110 NNS UKVU 5 18 max 1250550 N IAIA 12 5 19 3 1 31 53 85 NKk IkAIkA 5 20 3 805 81 Nessh ikAIkA 5 21 2222 5 811 3645 931 543969 tk I tQkA s 均满足条件 所以选择该型户外隔离开关 27 5kV 侧隔离开关选用 GW4 35DW 型户外隔离开关 其技术数据见表 5 4 表 5 4 27 5kV 侧隔离开关技术数据表 型号 额定电压 kV 额定电流 A 动稳定电流 kA 4s 热稳定电流 kA GW4 35DW3512508031 5 5 22 37 527 5 NNS UkVUkV 5 23 max 1250300 N IAIA 5 24 3 2 31 54 77 NKk IkAIkA 5 25 3 805 20 Nessh ikAIkA 5 26 2222 5 201 3636 831 543969 tk I tQkA s 均满足条件 所以选择该型户外隔离开关 5 3 互感器的选择 电流互感器又称仪用变流器 电压互感器又称仪用变压器 它们合称仪用 互感器或简称互感器 从基本结构和工作原理来说 互感器就是一种特殊的变 压器 互感器的功能主要是 1 用来使仪表 继电器等二次设备与主电路绝缘 这既可避免主电路的高 电压直接引入仪表 继电气等二次设备 又可防止仪表 继电气等二次设备的 故障影响主电路 提高一 二次电路的安全性与可靠性 并有利于人身安全 2 用来扩大仪表 继电器等二次设备的应用范围 110kV 侧电流互感器选用 LCWD2 110 型电流互感器 其技术数据见表 5 5 表 5 5 110kV 电流互感器技术数据表 型号 额定电压 kV 额定电流比 A 动稳定系数 1s 热稳定电流 kA LCWD2 1101102 600 52 5 3535 13 5 27 110 NNS UkVU 5 28 max 600550 N IAIA 5 29 3 1 222 5 35 0 674 253 85 NNKk K IkAIkA 5 30 22222 35 0 6 14415 811 3645 9 tNk K ItQI tkA s 27 5kV 侧电流互感器选用 LCWD1 35 型电流互感器 其技术数据见表 5 6 表 5 6 27 5kV 电流互感器技术数据表 型号 额定电压 kV 额定电流比 A 动稳定系数 1s 热稳定电流 kA LCWD1 35351000 52 5 4545 5 31 37 527 5 NNS UkVU 5 32 max 1000300 N IAIA 5 33 3 2 222 5 45 0 6150 14 77 NNKk K IkAIkA 5 34 22222 46 0 6 120255 201 3636 8 tNk K ItQI tkA s 均满足条件 所以选择该型号电流互感器 第 6 章 并联无功补偿 基于单相工频交流电气化铁道牵引负荷对电力系统造成的不良影响 即引 起负序电流 引起谐波电流 以及使系统功率因数降低等 因而在牵引变电所 牵引侧设计和安装并联电容补偿装置 来减少牵引负荷对电力系统造成的一系 列不良影响 6 1 并联电容补偿作用 1 提高功率因数 2 吸收谐波电流 具有滤波作用 3 改善电力系统电压质量 提高牵引侧母线电压 4 减少电力系统电能损失 14 5 减少负序 降低系统不对称度 6 2 并联电容补偿方案及主接线 为方便运行管理 一般在牵引变电所集中安装并联电容补偿装置 根据技 术经济的需要与可能 通常采用不可调的固定并联电容补偿装置 若仍不满足 功率因数的要求 则宜设可调的动态无功补偿装置 按其在牵引侧两相的安装 容量 可有下列三种补偿方案 1 牵引侧滞后相集中补偿 对三相 YN d11 联结牵引变电所而言 2 牵引侧两相等容量补偿 3 牵引侧两相不等容量补偿 这三种补偿方案 可在工程设计中 根据电气化铁道的具体情况 经过经 济技术比较后选用 一般进行经济技术比较的内容为 提高功率因数的平衡程 度 滤掉一部分谐波电流的效果 降低牵引变压器电压损失的大小等 本设计采用牵引侧滞后相集中补偿 进行电力系统无功补偿 图 6 1 表示了用于直接供电方式 带回流线的直接供电方式和 BT 供电方式 等牵引变电所的并联电容补偿 图 6 2 并联电容补偿主接线 其主接线设备有 1 并联电容器组 C 用于无功补偿 与串联电抗器匹配 滤掉一部分谐 波电流 2 串联电抗器 L 用于限制断路器合闸是的涌流和分闸时的重燃电流 与电容器组匹配 滤掉一部分谐波电流 防止并联电容补偿装置与供电系统发 生高次谐波并联谐振 发生短路故障 例如牵引侧母线短路 时 避免电容器 组通过短路点直接放电 保护电容器不受损坏 还可以抑制牵引母线瞬时电压 降低为零 15 3 断路器 QF 为了投切和保护并联电容补偿装置 4 隔离开关 QS 为了在维护检查并联电容补偿装置时有明显电点 5 电压互感器 TV1 TV2 或放电线圈 为了实现电容器组的继电保护 并联电容器组退出运行时放电 6 电流互感器 TA1 TA2 为了实现并联电容补偿装置的电流测量和继 电保护 7 避雷器 F 作为过电压保护 8 熔断器 FU 作为单台电容器的保护 6 3 并联电容补偿计算 选取 BWF 10 5 100 1 型号的电容器 其参数如表 6 1 所示 表 6 1 BWF 10 5 100 1 电容器参数表 型号额定电压 kV 额定电流 A 额定容量 kvar 单相 三相 BWF 10 5 100 110 5100 10 5100单相 牵引变电所负荷平均有功功率 L P 7 1 cos170 25 0 823485 Lavwn PI UKW 需补充无功容量 d Q 7 2 22 12 11 11 3485 0 8020 484 1108 var dL QPk COSCOS 安装无功容量 A Q 7 3 22 max 33 6 1 0 88 11081309 var 29 CN Ad w U QaQk U 电容器组额定电压 CN U 7 4 max 29 33 6 1 1 151 1 15 0 12 w CN U UkV a 串联电容器单元数n 7 5 42 3 5 10 6 33 取 Uco U n CN 并联电容器单元数m 16 7 6 1309 3 274 4 100 A O Q m nQ 取 应受下列允许值的限制 最小值m min m 7 7 63 2 55 11 33 4 141 1 min U U n n m C 其中电容器组工作电压 1C U 7 8 max 1 29 33 11 0 12 w C U UkV a 故障电容器端电压 U 7 9 1 11 1 10 511 55 CO UUkV 最大允许值 max m 7 10 66 max 22 00 22 8000 101016833 0 003 17800 P W m C U 电容器单元故障瞬间电压 0 U 7 11 KVUU C 8 17 5 1022 122 1 00 电容器单元额定电容 0 C 7 12 F fU Q C C 003 0 5 105014 32 100 2 2 0 0 0 实际安装无功容量 RA Q 7 13 var160010044 0 kmnQQRA 第 7 章 防雷保护 雷是一种大气中的放电现象 常常损坏有线电视设备 雷击主要有两种 直击雷和感应 雷 直击雷是带电云层和大地之间放电造成的 可使用避雷针 17 避雷线和避雷网防避 感应雷是由静电感应和雷电流产生的电磁感应两种原因 引起的 感应雷约占雷击率的 90 危害范围甚广 7 1雷电危害 雷电是自然界存在的物理现象 打雷是指带正负电荷的雷云之间或是带电 荷的雷云对大地快速放电而产生的声和光 雷云之间正负电荷放电现象 就是 我们平时看到天空闪光和随之而来的巨大隆隆声 天空打雷对现代微电子的电 气设备有伤害 但对自然界生物和净化空气十分有好处 但是天空中带电荷的 雷云对大地放电 这种强烈直击雷 不仅产生刺眼闪光和巨大雷声 而且打雷 所产生的强大雷电流 几十 kA 几百 kA 炽热高温 6000 10000 猛烈冲击 波 对打雷附近的人畜生命安全造成严重威胁 使建筑房屋损坏 森林着火 石油 电力 气象 通信