毕业论文 毕设-廖廷雄-201209743

兰州交通大学本科毕业设计（论文）摘 要在牵引供电系统中，牵引变电所作为牵引供电系统的核心设施，由电气设备和配电网按一定的接线形式构成，起着电压变换和电能分配的枢纽作用。电能在变电所汇集与分散，能够有利于潮流的合理分布及电能质量的改善，提高供电可靠性。作为电能传输和控制的枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代供电系统的发展。好的变电所设计，必须满足广大用户的用电要求以及供电系统运行的可靠性。因而，设计出供电可靠、安全经济、线路检修和扩展方便的变电所，具有深远意义。本设计内容为330kV牵引降压变电所主接线设计，其电压等级为330kV/27.5kV。首先，根据电力牵引供电设计规范和高速铁路设计规范（试行），结合牵引供电计算资料和其他相关设计规范，分析负荷特点和可靠性要求，进行负荷计算，由负荷大小确定主变压器和主接线；接着，进行短路计算，确定线路上的最大短路电流，根据计算结果，完成了对牵引变电所高低压侧电气设备和母线的选型和校验，并确定变电所的继电保护方案，保障变电所安全可靠运行；最后，进行防雷设计，主要选择避雷器的型号，和电流互感器在用作保护时的原理图绘制。关键词：牵引变电所；主接线；变压器；电气设备AbstractIn traction power supply system, traction substation is the key facility of traction power supply system, which is composed of electrical equipments and power distribution network in a certain connection form and plays a key role in voltage transformation and power distribution. Electric energy in the substation of the collection and dispersion can be conducive to the rational distribution of power flow and improve the quality of power supply, thus increase the reliability of power supply. As the hub of power transmission and control, substation must change the traditional design and control mode in order to adapt to the development of modern power supply system. A good designing scheme of substation must meet the requirements of users and the reliability of power supply system operation. Therefore, it is of great significance to design the power supply reliability, safety-economy, line maintenance and expansion of the substation.The content of the project is 330kV combined substation main wiring design, its voltage level is 330kV/27.5kV. First of all, according to “electric traction power supply design standards” and “high speed railway electric traction power supply design specification (Trial)”, and combining with the calculated data and other related design specifications of traction power supply and analyzing load characteristics and reliability requirements for load calculation, and thus the design determined the main transformer and main wiring by the size of load. Then, determined the maximum short-circuit current line last by short circuit calculation. Meantime, according to the calculation results, the design completed the selection and calibration of electric traction substation high and low voltage electrical equipments and bus and determined the substation relay protection scheme, which ensurs the substations safe and reliable operation. Finally, lightning protection design. It mainly chose arresters models. And drawing the principle diagram of the current transformer when used as protection.Key Words: Traction substation, Main wiring, Transformer, Electrical equipments目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 选题背景和意义11.2 国内外研究现状11.3 本设计主要研究内容12 牵引变电所变压器的选型32.1 牵引变压器选择要求32.2 牵引变压器的过负荷32.3 容量计算42.4 安装容量和台数53 主接线设计63.1 主接线的基本要求63.1.1 定义63.1.2 对主接线的基本要求63.2 主接线的分类63.3 主接线图的设计74 短路计算84.1 短路计算的作用84.2 短路计算84.2.1 高压侧短路计算84.2.2 牵引侧短路计算95 电气设备的选择与校验135.1 电气设备选择基本要求135.2 母线的选择145.2.1 高压侧高压进线的选择145.2.2 低压侧母线的选择145.3 高压断路器选取155.3.1 高压侧断路器选取155.3.2 低压侧断路器选取165.4 隔离开关的选取及校验165.5 电压互感器的选取175.6 电流互感器的选型和校验185.6.1 高压侧电流互感器的选取185.6.2 低压侧电流互感器的选取195.7 避雷器的选择及校验195.7.1 高压侧避雷器的选择195.7.2 低压侧避雷器的选择206 牵引变电所保护设计216.1 继电保护的作用216.2 继电保护的选择21结 论22致 谢23参考文献24- III -1 绪论1.1 选题背景和意义随着铁路的高速建设和既有线路电气化的大面积改造，电气化铁路在国民经济中占有越来越重要的位置。在电气化铁路中，牵引变电所作为牵引供电系统的核心设施，是电能交换，集中，分配的场所，在电能作为社会生产和生活的动力能源的今天，起着相当重要的作用。其主要任务是将电力系统输送来的三相高压电(330kV，220kV，110kV)降低为适合电力机车使用的电能。而电气主接线作为反映牵引变电所电气设备的连接关系，是牵引变电所的主体部分，通过主接线可以了解该变电所的规模大小，负荷情况等。因而，主接线的设计正确与否，对供电可靠性、安全经济、运行灵活、线路检修和扩展等起着决定性的作用。1.2 国内外研究现状目前我国电力系统通常以110kV或者220kV的电压等级向电气化铁道供电，主要包括地方变电站或发电厂和交流高压输电线，由这两部分构成了电气化铁道的一次供电系统。而330kV电压等级的牵引变电所是近年来才发展起来的。在国内，330kV牵引变电所主要应用在高速电气化铁路上。相较于110kV和220kV，330kV在各方面的要求都要高于它们，投资也较大，但其发展的潜力是巨大的。据不完全统计，目前世界上129个国家拥有超过铁路118万公里 ，电气化25万公里。其中美国23万公里排第一，加拿大，俄罗斯，中国，印度依次。可想而知，在国外，就铁路电气化水平来说，是要高于我国的。在供电方式上，各国大多采用自藕变压器(AT)供电方式和吸流变压器-回流线(BT)供电方式，如日本、法国采用AT方式，德国、意大利采用BT方式；在电压等级上，就高铁而言，各国一般都采用较高的电压等级，如日本采用154kV，220kV和275kV三种电压等级；法国采用225kV电压等级。1.3 本设计主要研究内容本设计的主要任务是对兰新高铁陈家湾牵引变电所进行主接线设计，其主要内容包括：(1) 变压器型号选择。首先通过预测变电所的所用负荷和牵引机车负荷的大小进行负荷计算，得出一个估计值；然后通过考虑变压器的过负荷倍数以及牵引变电所主变压器必须能够独立承担全部负荷的60%70%，得出变压器的计算容量大小；最后按照相关产品型号选择变压器的型号。(2) 计算短路电流。首先画出等值电路图，通过标幺值法，计算短路时高低压侧的短路参数，如短路电流有效值，冲击电流等。(3) 分别对高低压侧电气设备选择及校验。在已知短路电流的情况下，通过计算所选电气设备（母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等）的最大长期工作电流，选择对应于高低压侧合适的型号，需要校验的设备须进行校验，判断是否符合要求。(4) 主接线图的绘制及电气设备标注。在主接线形式、变压器型号以及相关电气设备型号已经确定的前提下，利用AutoCAD软件绘制主接线图，绘制的同时标注；并画出电流互感器保护原理图。2 牵引变电所变压器的选型2.1 牵引变压器选择要求(1) 牵引变压器容量应根据交付运营后35年甚至10年需要的通过能力计算，在充分考虑牵引变压器的过负荷能力的前提下，根据计算结果，预留一定的储备能力，一般单线为20%，双线为15%，以便未来线路的扩展需要。(2) 牵引变压器应采用固定备用方式：每个牵引变电所宜设两台或以上牵引变压器，一台运行，另一台热备用；每台变压器容量应能承担全所最大负荷；牵引变压器之间的投入回路应互相闭锁，保证能够相互备用，不间断供电。(3) 牵引变压器宜采用单相结线。本设计中牵引变电所电压等级为330kV，由于系统电压等级越高，负序和谐波承受能力越强，因而，采用单相V,v结线的牵引变压器容量利用率较高。其接线形式如下图2.1所示1。图2.1 单相V,v接线2.2 牵引变压器的过负荷(1) 正常运行时，牵引变压器的日平均负荷不会超过额定容量，但由于负荷是时刻变化的，可能经常出现过负荷情况，但一般不会超出太多。(2) 紧密运行时，牵引变压器可能出现持续时间超过绕组过热时间常数的较大的偶发性过负荷。因而，在利用牵引变压器过负荷能力时，其容量应能分别达到近远期紧密运行时的负荷需要，保证安全可靠运行。(3) 出现持续时间与绕组时间常数相当的冲击性牵引负荷时，应能承受2。综上所述，对于单相V,v接线的牵引变压器，取过负荷倍数为1.75。2.3 容量计算牵引变压器作为牵引供电系统中最重要的设备，选择的容量大小是否合适，关系到能否完成运输任务和降低运营成本的要求，从安全经济的角度看，容量过小会使牵引变压器长期处于过载，造成变压器的寿命大大缩短，甚至在使用过程中直接烧坏；容量过大，变压器长期处于欠载，造成资源浪费，损耗增加，运营成本增加。综上，在进行牵引变压器容量计算时，在已知的正确计算条件下，合理选择合适的、与实际相符的牵引变压器容量大小是非常重要的3。计算过程如下：10kV所用：系统用电负荷：Py=K1i=1nPimax=100kW=0.1MW其中，K1为负荷同时率，一般取为1； Py为系统用电负荷； Pimax为i用电负荷最大功率。系统供电负荷：Pg10=11-K2Py=11-0.10.1=0.11MW其中，K2为网损率，一般取为5%10%；Pg10为系统供电负荷。27.5kV牵引侧：系统用电负荷：Py=K1i=1nPimax=7+7+7+7MW=28MW系统供电负荷： Pg27.5=11-K2Py=11-0.128=31.11MW330kV侧：总容量：Sj=Pg10+Pg27.5=0.11+31.11=31.22MVA选用变压器的容量：SB=1.750.6Sj=1.750.631.22=32.781MVA2.4 安装容量和台数本设计采用四台单相V,v接线主牵引变压器，两台运行，另两台热备用4。由以上计算出的变压器容量大小，所选主变压器容量应与计算容量相近，故确定所选变压器型号为4SF-31500/33022.5%。其技术参数如表2.1所示。表2.1 牵引主变压器技术参数设备型号额定容量(kVA)额定电压(kV)损耗(kW)阻抗电压(%)空载电压(%)连接组别高压低压空载短路4SF-31500/33022.5%3150033027.510548910.50.5V,v3 主接线设计3.1 主接线的基本要求3.1.1 定义主接线是由各种电气设备，包括变压器，母线，电缆，断路器等开关电器等，按照一定的顺序连接而成的具有接受和分配电能功能的电路。主接线只表达电气设备之间的连接关系，而与安装地点等因素无关。3.1.2 对主接线的基本要求(1) 安全性，即在任何可能的运行条件下或检修时，必须保证人和设备的安全。(2) 可靠性，由用电负荷等级来确定。本设计的牵引负荷作为一级负荷，牵引变电所应有两路电源进线，一路工作，一路备用，当任一路故障需要检修时，另一路仍能正常供电，并能承担所有的供电负荷，保证供电可靠。(3) 灵活性，即能适应任何可能的运行方式。主要体现在电路故障，需要检修时，某些电气设备的投切，如断路器，隔离开关灯，其开合的状态会改变运行方式。因而，灵活的运行方式，更能保证供电质量。(4) 经济性，即在总的经济效益最好的情况下投入最少的资金和年运行费用。如简化主接线等4。3.2 主接线的分类母线，实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气节点，概念上将它延展成一条线，方便于多个进出线回路的连接。主接线包括有母线接线和无母线接线。有母线接线又可分为单母线接线和双母线接线；无母线接线包括单元式接线（即线路-变压器组接线），桥式接线以及多角形接线。(1) 线路-变压器组接线单元式接线用于只有一个进线和一个出线的系统，且只有一种运行方式。如图3.1所示。(2) 双母线接线如图3.2示为一般双母线接线，每个回路都经过一台断路器和两台隔离开关分别与两母线连接，其中一台隔离开关闭合，另一台断开；两母线之间有母联断路器。在单母线的基础上增加一组母线以后，运行的可靠性和灵活性都有很大的提升。双母线的优点在于：供电可靠性高；运行方式灵活多变；扩建方便，特别是在有长远期规划的供电区段、所；线路检修方便5。 图3.1 线路-变压器接线 图3.2 双母线接线3.3 主接线图的设计本设计为330kV高压设计，为保证电力牵引一级负荷供电的可靠性，牵引变电所高压侧必须有两路进线电源，采用线路-变压器组接线，一路供电，另一路热备用。牵引主变压器有4台，两台工作，两台备用，低压侧采用双母线接线，接27.5kV牵引网和10kV城市电网，在两路进线电源都不工作的情况下，可以由城市电网通过变压器供给电能，保证电力机车的正常运行。4 短路计算4.1 短路计算的作用供配电系统中的短路，是指导体与导体之间或导体与大地之间不通过负载阻抗而发生的电气连接，是电力系统中最常见的故障之一。短路的种类主要包括中性点节点和中性点不接地两大类，其中,中性点接地系统包括三相短路k(3)，两相短路k(2)，单相短路k(1)，两相接地短路k(1+1)；中性点不接地系统包括：三相短路k(3)，两相短路k(2)。究其发生短路的原因，主要是电力系统中某一部位的绝缘遭到破坏，如雷电波的侵入；绝缘老化；操作人员的误操作；动植物造成的相间导体短路。一旦线路发生短路，线路上的短路电流会远大于正常工作电流，即IkIz，由于电流的力效应和热效应，设备遭到烧坏的概率会大大提高；同时，在短路点附近，母线上的电压严重下降，从而严重影响电气设备的正常工作；更严重的情况是，在短路点会产生电弧。计算短路电流，可以用于校验电气设备能否承受线路上可能发生的最严重的短路，作为继电保护中设置短路保护的依据和手段，甚至，可以通过计算所得的短路电流的大小，判断系统中电气连接的紧密程度，从而评价该接线方案是否优质。综上所述，计算短路电流是相当有必要的5。4.2 短路计算短路计算的主要内容是确定线路上的最大短路电流。短路计算中对短路点选取为：330kV高压母线短路点；27.5kV低压母线短路点。4.2.1 高压侧短路计算为了对高压侧的各种电气设备进行选型和校验，必须进行高压侧的短路计算。已知该牵引变电所上级电源出线柜的短路容量为Sd=2000MVA，平均电压Upj=1.05UN=346.5kV。高压侧短路接线图如图4.1所示6。短路容量的定义：Sd=3UpjId (4.1)其中，Sd为牵引变电所上级电源出线柜的短路容量(MVA)，Sd=2000MVA；Upj为短路点所在电压级平均电压(kV)，Upj=1.05UN=346.5kV；Id为短路电流(kA)。图4.1 电源侧短路接线图K1点短路冲击电流： iimp=2.55Id (4.2)K1点短路电流最大有效值： Iimp=1.52Id (4.3)短路功率：Skt=3UavI (4.4)其中，Uav为线路的平均额定电压(kV)，Uav=1.05UN=346.5kV；I为短路电流最大有效值(kA)， I=15kA。由式4.1式4.4可求得电源侧短路电流的计算值如表4.1所示。表4.1 电源侧短路电流计算值短路电流有效值Id(kA)短路电流最大有效值Iimp(kA) 冲击电流iimp(kA) 最大长期工作电流Igmax1(kA) 短路功率 Skt(MVA)3.335.078.5057.879002.334.2.2 牵引侧短路计算牵引侧变压器结构如图4.2所示。牵引侧短路形式分为三种，分别为接触线接地短路、正馈线线单相接地短路和接触线与正馈线相间短路。其短路等效电路图如图4.3所示。图4.2 牵引侧变压器原理图(a) 牵引变电所近端接触线短路等效电路图(b) 牵引变电所近端正馈线短路等效电路图(c) 牵引变电所近端接触线与正馈线相间短路等效电路图图4.3 牵引变电所近端等效电路图由图4.2可知，27.5kV侧接地短路时，相间短路电流分别为：IdTN=27.52ZS+Z1+Z2IdFN=27.52ZS+Z1+Z3IdTF=27.58ZS+4Z1+Z2+Z3 (4.5)其中，IdTN为接触线接地短路电流(kA)；IdFN为正馈线接地短路电流(kA)；IdTF为接触线与正馈线相间短路电流(kA)；Z1、Z2、Z3为变压器线圈阻抗；ZS为系统阻抗。系统阻抗ZS：ZS=Z*UN2SB (4.6)其中，设基准容量SB=100MVA；UN为归算到27.5kV侧的电压，故取UN=27.5kV；Z*为系统阻抗系数，Z*取0.2。由式4.6得：ZS=1.51忽略电阻，变压器各线圈阻抗为：Z1=Ud1%10027.52STZ2=Ud2%10027.52STZ3=Ud3%10027.52ST (4.7)其中，Ud1%、Ud2%、Ud3%分别为变压器绕组AB、TN、NF的短路电压百分数，其值可由式4.8计算得到；ST为变压器的安装容量，取ST=20MVA。Ud1%=0.5(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)Ud2%=0.5(Ud1-2%+Ud2-3%-Ud1-3%)Ud3%=0.5(Ud1-3%+Ud2-3%-Ud1-2%) (4.8)其中，Ud1-2%为绕组AB和绕组TN的短路电压百分数，Ud1-2%=12%；Ud1-3%为绕组AB和绕组NF的短路电压百分数，Ud1-3%=10.5%；Ud2-3%为绕组TN和绕组NF的短路电压百分数，Ud2-3%=12.75%。由式4.5式4.8可得，牵引变压器各线圈阻抗计算结果如表4.2所示。表4.2 牵引变压器各线圈阻抗变压器Z1()Z2()Z3 ()T1.852.72.22近地端等效电流如表4.3所示。表4.3 等效短路电流变压器IdTN (kA)IdFN (kA)IdTF (kA)T3.633.931.13由式4.5式4.8可得，牵引侧短路电流计算值如表4.4所示。表4.4 牵引侧短路电流计算值短路电流有效值Id(kA)短路电流最大有效值Iimp(kA)冲击电流iimp(kA)最大长期工作电流Igmax2(A)3.935.9710.02220.445 电气设备的选择与校验5.1 电气设备选择基本要求(1) 电气设备的额定电压UN的选择电气设备额定电压UN应不低于变电所的额定电压U，即：UN U (5.1)(2) 电气设备的额定电流IN的选择电气设备的额定电流IN应大于等于通过它的最大长时工作电流Igmax，即：IN Igmax (5.2)(3) 按短路电流校验动稳定性电气设备在通过最大短路电流时，若要不致损坏变形，那么电气设备的允许通过电流峰值imax应大于或等于短路冲击电流iimp，即：imax iimp (5.3)(4) 热稳定性校验电气设备的允许热效应应大于等于短路电流产生的热效应Qd，即：Q Qd (5.4)电气设备允许热效应Q为：Q = It2t 其中，It为开关电器的热稳定电流；t为热稳定时间。短路热效应Qd为：Qd = Id2tcx 其中，Id为短路电流有效值；tcx为短路电流持续时间，等于分闸时间和继电保护整定时间(1.21.3)之和6。(5) 断流能力校验电气设备的短路开断电流INor应不低于短路电流稳态值Id，即：INor Id (5.5)5.2 母线的选择5.2.1 高压侧高压进线的选择(1) 最大负荷持续工作电流：Im=1.75SN3UN=1.754315003330=385.77A(2) 按经济电流密度选择截面：Aec=ImJec=385.770.9=428.63(mm2)其中，Jec为经济电流密度，与导线材料、年最大负荷利用小时数有关。钢芯铝绞线时取Jec=0.9A/mm2。由此可选择LGJ-150型钢芯铝绞线。(3) 校验发热条件已知LGJ-150型在环境最高允许温度为+40时，长期允许载流量为445A。由Ial=445AIm=385.77A可知，满足发热条件。(4) 校验进线机械强度330kV架空线钢芯铝绞线的最小截面：Amin=35mm2Aec=428.63mm2故满足机械强度要求。5.2.2 低压侧母线的选择(1) 最大负荷持续工作电流：Im=1.75SN3UN=1.754315003227.5=2314.72A(2) 按经济电流密度选择截面：Aec=ImJec=2314.720.9=2571.91(mm2)低压母线平放，水平放置，跨距为l=0.9m，跨数大于2，相邻两相母线的轴线距离为50mm，线距a=160mm。查表可知，27.5kV母线选LMY-12510，每相2条5。(1) 校验动稳定度铝母线(LMY)型，最大允许应力al=70MPa。三相短路时两导体之间产生的电动力：F(3)=3iimp32la10-7=3(8.5103)20.90.1610-7=70.39N短路电流通过硬母线时，其最大计算应力为：c=MW=F3l100.167bh2=70.390.9100.1670.010.1252=0.24MPaal=70MPa其中，M为短路电流产生的力矩；W为母线截面系数；b为母线厚度；h为母线宽度。显然，满足动稳定。(2) 校验热稳定满足热稳定度条件的最小截面积Amin为：AminICtim=3930871.2=49.48mm2其中，C为热稳定系数，铝母线时取值为87。由A=12510=1250mm2Amin=49.48mm2其中，A为母线截面积。因此，满足热稳定。5.3 高压断路器选取5.3.1 高压侧断路器选取(1) 最大负荷工作持续电流：Im=1.75SN3UN=1.754315003330=385.77A选择SFMT-330型高压断路器，其技术参数如表5.1所示。(2) 动稳定度校验：ish=iimp=8.5kA100kA满足动稳定。表5.1 SFMT-330高压断路器技术参数型号 额定电压UN(kV)固有分闸时间额定电流IN(A)额定开断电流Idk (kA)极限通过电流imax(kA)热稳定电流It(kA)SFMT-3303630.0225004010040/3s(3) 热稳度定校验：Q=I2t=4023=4800(MJ)Qd=Id2t=3.3321.2+0.02=4.06MJId知，满足断流能力要求。5.3.2 低压侧断路器选取最大负荷工作持续电流：Im=1.75SN3UN=1.75315003227.5=578.66A选择LW24-55型低压断路器，其技术参数如表5.2所示。表5.2 LW24-55低压断路器技术参数型号额定电压UN(kV)固有分闸时间额定电流IN (A)额定开断电流Idk(kA)极限通过电流imax(kA)热稳定电流It(kA)LW24-55550.021250256325/4s5.4 隔离开关的选取及校验(1) 330kV侧隔离开关选取最大负荷工作持续电流：Im=1.75SN3UN=1.754315003330=385.77A选择GW17-330型隔离开关，其技术参数如表5.3所示。表5.3 GW17-330技术参数型号额定电压(kV)额定电流(A)极限通过电流(kA)热稳定电流(kA)GW17-330363200010040/3s由式5.3式5.5校验可得，该隔离开关符合要求。(2) 27.5kV侧隔离开关选取最大负荷工作持续电流：Im=1.75SN3UN=1.75315003227.5=578.66A选择GW4-55型隔离开关，其技术参数如表5.4所示。表5.4 GW4-55技术参数型号额定电压(kV)额定电流(A)极限通过电流(kA)热稳定电流(kA)GW4-555512508031.5/4s由式5.3式5.5校验可得，该隔离开关符合要求。5.5 电压互感器的选取(1) 330kV侧电压互感器选取本设计中330kV高压侧电压互感器主要用于测量，准确级为0.5，1和3三个等级。为保证准确测量仪表的准确度，电压互感器的准确级不得低于所测量仪表的准确级。由于电压互感器是并联接入电路的，不会承受一次回路上通过的短路电流，因而无须进行短路动、热稳定的校验。选择JDC-330型电压互感器，其技术参数如表5.5所示：(2) 27.5kV电压互感器选取27.5kV低压侧电压互感器起保护作用，用于保护牵引网馈线上所发生的故障或事故，其准确级为3级。选择JDX7-35型电压互感器，其技术参数如表5.6所示。表5.5 JDC-330型电压互感器技术参数型号额定电压（kV）额定容量（VA）最大容量（VA）原线圈副线圈0.5级1级3级JDC-33033030.1330050010002000表5.6 JDX7-35技术参数型号额定电压(kV)额定容量(VA)最大容量(VA)原线圈副线圈0.5级1级3级JDX7-353530.1315025050010005.6 电流互感器的选型和校验5.6.1 高压侧电流互感器的选取在本设计中，330kV高压侧两进线分别设置了8组电流互感器，主要用于计费，测量和继电保护，其准确级分别为0.2，0.5，5P。选择LVBQ-330型电流互感器。其技术参数如表5.7所示。表5.7 LVBQ-330型电流互感器技术参数型号额定电压(kV)额定电流比准确级次热稳定电流(kA)动稳定电流(kA)LVBQ-330330500/50.20.55P50/3s125(1) 热稳定校验电流互感器的热稳定能力 ，常以1s允许通过的热稳定电流It表示，即：It2 Qd (5.6)(2) 动稳定校验imax iimp (5.7)由式5.6和式5.7校验可得，选择的电流互感器符合要求。5.6.2 低压侧电流互感器的选取27.5kV低压侧电流互感器主要用于测量和保护，其准确级为0.5和5P。选择LCWB5-63型电流互感器。其技术参数如表5.8示。表5.8 LCWB5-63型电流互感器技术参数型号额定电压(kV)额定电流比准确级次1秒热稳定电流(kA)动稳定电流(kA)LCWB5-6363750/50.55P2562.5由式5.6和式5.7校验可得，选择的电流互感器符合要求。5.7 避雷器的选择及校验牵引变电所的防雷保护主要包括：(1) 避免遭受直击雷。(2) 防止雷电波侵入。牵引变电所作为一级防雷保护对象，在牵引供电系统中，通常安装氧化锌避雷器或者避雷针来作为防雷保护装置。防御直击雷，一般在工厂总降压变电所内设置避雷针。由于避雷针安装高度高于被保护物，因此当雷电临近地面时，它可改变雷电的通道方向吸引到避雷针本身上，然后经与避雷针相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去。根据“滚球法”或者“折线法”计算出避雷针的装设高度，其装设高度应使其保护范围包围整个被保护物。防止雷电波入侵，可以在变电所进线侧设置进线段保护。5.7.1 高压侧避雷器的选择高压侧选择FCZ-330J型避雷器，其主要参数如表5.9所示。表5.9 FCZ-330J型避雷器技术参数额定电压UN(kV)灭弧电压Umi(kV)残压Ubc(kV)冲击放电电压上限值Uchfs(kV)工频放电电压上限值Ugfx(kV)工频放电电压下限值Ugfs(kV)33031087010015456205.7.2 低压侧避雷器的选择低压侧选择Y5WT-42/120型避雷器，其主要参数如表5.10所示。表5.10 Y5WT-42/120型避雷器技术参数系统额定电压(kV)避雷器额定电压(kV)持续运行电压(kV)雷电冲击电流下残压(kV)27.542341206 牵引变电所保护设计6.1 继电保护的作用继电保护，即在供电系统发生故障的情况下，通过继电保护装置，如断路器等，快速切除故障，以免由于系统中短路电流过大，烧坏电气设备，引起电力系统事故扩大，保证系统无故障部分正常运行的一种防护手段。继电保护，作为供电系统的保护者，其重要性不容忽视。因而，它必须具有四个基本特性：(1) 选择性，有选择的跳闸切除故障，该特性必须首先保证。(2) 速动性，即尽可能快地切除故障。(3