【正文】 課 程 設(shè) 計 題 目 某牽引變電所供變電工程設(shè)計 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 09 電氣 三 班 學 號 姓 名 指導教師 電氣工程學院 課 程 設(shè) 計 任 務 書 學生姓名 學生專業(yè) 電氣工程及其自動化 學生學號 2021 學生班級 09電氣 指導教師 陳金強 設(shè)計題目 某牽引變電所供變電工程設(shè)計 一、設(shè)計初始條件 (已知技術(shù)參數(shù) ) 包含有 A、 B兩牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如圖 1所示。 圖 1 牽引供電系統(tǒng)示意圖 圖 1中，牽引變電所中的兩臺牽引變壓器為一臺工作，另一臺備用。 電力系統(tǒng) 2均為火電廠，選取基準容量 Sj為 750MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 ； 在最小運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 和 。 對每個牽引變電所而言， 110kV線路為一主一備。 圖 1中， L L L3長度分別 30km、 50km、 20km。線路平均正序電抗 X1為 /km, 平均零序電抗 X0為 /km。 基本設(shè)計數(shù)據(jù)如表 1所示。 表 1 牽引變電所基本設(shè)計數(shù)據(jù) 項目 A 牽引變電所 B 牽引變電所 左臂負荷全日有效值（ A） 560 500 右臂負荷全日有效值（ A） 780 730 左臂短時最大負荷（ A） [注 ] 720 700 右臂短時最大負荷（ A） 1050 980 牽引負荷功率因數(shù) (感性 ) (感性 ) 10kV 地區(qū)負荷容量（ kVA） 2 1000 2 1000 10kV 地區(qū)負荷功率因數(shù) (感性 ) (感性 ) 牽引變壓器接線型式 自選 自選 牽引變壓器 110kV 接線型式 自選 自選 左供電臂 2 2 右供電臂 2 2 10kV 地區(qū)負荷饋線數(shù) 2 回路工作， 1 回路備用 2 回路工作， 1 回路備用 預計中期牽引負荷增長 30％ 30％ [注 ]：供電臂短時最大負荷即為線路處于緊密運行狀態(tài)下的供電臂負荷。 二、要求完成的主要任務 1 設(shè)計分組 學號為單數(shù)的同學設(shè)計牽引變電所 A；雙數(shù)的同學設(shè)計牽引變電所 B。 2 牽引變電所供變電工程設(shè)計內(nèi)容 （ 1） 概述 對設(shè)計對象、原始資料（通常論述電網(wǎng)狀況、負荷等級、負荷統(tǒng)計資料、地質(zhì)、氣象條件等）、設(shè)計原則及設(shè)計所要完成的任務作簡要論述。 （ 2） 牽引變壓器容量計算 確定主變壓器接線型式和備用方式； 分別計算正常負荷和堅密運行狀態(tài)下的主變壓器計算容量； 電氣化鐵道中、遠期運量估計； 根據(jù)以上計算，進行單臺主變壓器初步選型； 進行主變壓器過負荷能力校驗。 （ 3） 牽引變壓器運行技術(shù)指標計算 牽引變壓器功率損耗及全年電能損耗計算； 牽引變壓器在短時最大負荷工況下的電壓損失計算； 牽引變電所短時最大負荷工況下的不平衡度計算。 （ 4） 牽引變電所電壓不平衡度計算 在設(shè)計中，通常按牽引變電所正常運行和緊密運行兩種工況分別計算電壓不平衡度。按緊密運行工況進行不平衡度考核。 （ 5） 牽引變電所主接線設(shè)計 （用 2個初步方案進行比選） 根據(jù)電網(wǎng)布局、牽引變電所類型決定 110kV 側(cè)的主接線，如內(nèi)、外橋，雙 T接線或線路－變壓器組等，鼓勵同學們結(jié)合自己工作經(jīng)驗進行設(shè)計。 根據(jù) 的重要程度決定 ，如選擇單母線及其分段、雙母線、單母線加旁路母線等。 對所選初步方案進行技術(shù)、經(jīng)濟指標比選（如比較變壓器功損、壓損、不平衡度、接線可靠性、接線復雜程度等），選出優(yōu)化設(shè)計方案。 （ 6） 繪制有關(guān)圖紙 對所選方案繪出 牽引變電所主接線圖 及 變電所平面布置圖 。圖中應列表注明所選設(shè)備的編號、名稱、臺（組）數(shù)、型號（這一部分內(nèi)容待后定）。 （ 7） 短路電流計算 為進行所選電氣設(shè)備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗，必須進行相應的短路計算。 （ 8） 開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗 根據(jù)以上計算結(jié)果，進行 110kV、 、 10kV 所有斷路器以及隔離開關(guān)的選型和動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗，并列出計算、校驗匯總表和設(shè)備清單。 （ 9） 室內(nèi)、外母線選型及校驗 室外母線 110kV進線側(cè)、進入高壓室的 、從高壓室出來的 、 10kV饋線側(cè)的母線均為軟母線。 軟母線進行選型、熱穩(wěn)定校驗。無需進行動穩(wěn)定校驗。 室內(nèi)母線 高壓室內(nèi) l＝ 2021mm； 相間距 a＝ 600mm 。 高壓室內(nèi) 10kV 硬母線長度 l＝ 1200mm； 相間距 a＝ 250mm 。 硬母線進行選型、熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定校驗。 （ 10） 選擇并校驗各個支持絕緣子和穿墻套管 （ 11） 電壓、電流互感器選型與校驗 受課時所限，本次課程設(shè)計只做 110kV側(cè) A、 B、 C三相的儀用電壓、電流互感器選擇與校驗，各相儀表型號由同學自行確定。 根據(jù)設(shè)計需要，同學自行選擇每相上的儀表種類、個數(shù)和連接方式，然后決定測量用電壓、電流互感器的連接、選型與校驗（設(shè)計中假設(shè)儀表盤距電壓、電流互感器安裝點 30m）。 （ 12） 牽引變電所防雷接地設(shè)計 （參考高電壓技術(shù)教材） （ 13） 開列所選設(shè)備清單 （編號、名稱、型號、臺（組）數(shù)） （ 14） 形成完整的設(shè)計計算書及圖紙 3 設(shè)計要求： 根據(jù)設(shè)計內(nèi)容的不同，劃分出獨立的章節(jié) 在每章的開始，應對所要完成的任務、基本的設(shè)計原則及計算方法作一簡要的論述 在每章的結(jié)尾，應對所完成的工作做一簡要的總結(jié)，以便后面章節(jié)查閱 對于關(guān)鍵參數(shù)的計算，要求有完整的計算電路圖、詳細的計算過程、完整的計算結(jié)果匯總表 完成兩張圖紙：牽引變電所主接線圖和牽引變電所平面布置圖 撰寫格式需符合學校相關(guān)的規(guī)定。 三、時間安排 第一周：下達課程設(shè)計任務，介紹供變電技術(shù)課程設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方法， 并明確課程設(shè)計的要求，指出相關(guān)的注意事項。 第二～六周：課程設(shè)計進度檢查，指導，答疑。 四、參考文獻 1. 賀威俊等 編著 .《電力牽引供變電技術(shù) 》西南交通大學出版社， 1998 2. 賀威俊、簡克良 主編 .《電氣化鐵道供變電工程》 中國鐵道出版社， 1980 3. 婁和恭等 合編 .《發(fā)電廠變電所電氣部分》 水利電力出版社， 1987 4. 李群湛 賀建閩 編著 . 《牽引供電系統(tǒng)分析》 西南交通大學出版社， 2021 5. 曹建猷 著 . 《電氣化鐵道供電系統(tǒng)》 中國鐵道出版社， 1983 6. 李群湛 賀建閩 編著 . 《牽引供電系統(tǒng)分析》 西南交通大學出版社， 2021 7. 曹建猷 著 . 《電氣化鐵道供電系統(tǒng)》 中國鐵道出版社， 1983 8. 李群湛 連級三 高仕斌 編著 . 《高速鐵路電氣化工程》西南交通大學出版社， 2021 9. 簡克良 主編 .《電力系統(tǒng)分析》 .西南交大出版社， 1992 指導教師簽名： 年 月 日 系主任簽名： 年 月 日 繼電保護課程設(shè)計 — 110kV 降壓變壓器繼電保護及其二次回路設(shè)計 1 1 概述 設(shè)計方案簡述 本設(shè)計 系統(tǒng)的闡明了牽引變電所 B主接線的設(shè)計 。 包括 對牽引變壓器容量的計算、運行技術(shù)指標的計算，牽引變電所電壓不平衡度計算，短路電流的計算；牽引變壓器的選擇， 開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗，室內(nèi)外母線選型及校驗 。從多個角度 合理準確的進行了牽引變電所供變電變壓器的選 型和整個供變電系統(tǒng)的設(shè)計，并從有效的進行了驗證，使得整個設(shè)計 完整、可靠。 設(shè)計初始條件 包含有 A、 B兩牽引變電所的供電系統(tǒng)示意圖如 圖 11所示： 圖 11 牽引供電系統(tǒng)示意圖 圖 11 牽引變電所中的兩臺牽引變壓器為一臺工作，另一臺備用。 電力系統(tǒng) 2均為火電廠 ,選取基準容量 jS 為 750MVA，在最大運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 ；在最小運行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標幺值分別為 。 對每個牽引變電所而言， 110kV線路為一主一備。 圖 11中， 1L 、 2L 、 3L 長度為 30km、 50km、 1X 為 ? /km,平均零序電抗0X 為 ? /km。 基本設(shè)計數(shù)據(jù)如表 11所示 牽引變電所 設(shè)計數(shù)據(jù) 表 11 項目 B牽引變電所 左臂負荷全日有效值（ A） 500 供變電技術(shù)課程設(shè)計報告 —— 《某牽引變電所供變電工程設(shè)計》 2 右臂負荷全日有效值（ A） 730 左臂短時最大負荷（ A） [注 ] 700 右臂短時最大負荷（ A） 980 牽引負荷功率因數(shù) （感性） 10kV地區(qū)負荷容量（ kVA） 2*1000 10kV地區(qū)負荷功率因數(shù) （感性） 牽引變壓器接線型式 自選 牽引變壓器 110kV接線型式 自選 左供電臂 2 右供電臂 2 10kV地區(qū)負荷饋線數(shù)目 2回路工作， 1回路備用 預計中期牽引負荷增長 30% [注 ]：供電臂短時最大負荷即為線路處于緊密運行狀態(tài)下的供電臂負荷。 2 牽引變壓器容量計算 主變壓器接線形式和備用方式 牽引變壓器將電力系統(tǒng) 1供給的 110kV或 220kV三相電 變換成適合電力機車使用的 。三相 vv 結(jié)線變壓器有 主結(jié)線較簡單，設(shè)備較少，投資較省。對電力系統(tǒng)的負序影響比單相結(jié)線少。對接觸網(wǎng)的供電可實現(xiàn)雙邊供電 的有點，況且牽引負荷不穩(wěn)定 。本設(shè)計綜合考慮這些因素，選擇了 Vv 接線的牽引變壓器，其中一臺工作，另一臺備用。設(shè)計在 110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號為（ Vv） SF620210+16000， 2021kVA電壓 。 牽引變電所的主變壓器采用 Vv接線形式，主變壓器正常負荷計算： 27. 5 500 137 50aaS U I V A?? ? ? ? 730 200 75bbS U I k VA?? ? ? ? 供變電技術(shù)課程設(shè)計報告 —— 《某牽引變電所供變電工程設(shè)計》 3 緊密運行狀態(tài)下的主變壓器的計算容量 . m a x . m a x 27. 5 700 192 50aaS U I V A? ? ? ? . m a x . m a x 27. 5 980 269 50bbS U I k V A? ? ? ? 電氣化鐵道中、遠期運量估計 預計牽引負荷增長為 30%。 , ( 1 3 0 % / 1 .5 1 3 0 % 1 3 7 5 0 / 1 .5 1 1 9 1 6a y aS S k V A? ? ? ? ?） , ( 1 3 0 % / 1 .5 1 3 0 % 2 0 0 7 5 / 1 .5 1 7 3 9 8b y bS S k V A? ? ? ? ?） 單臺主變壓器初步選型 根據(jù)所得容量，查詢附錄一，可在 110kV側(cè)選擇牽引變壓器的型號為（ Vv） SF6QY 20210+16000， 2021kVA電壓 。 牽引變壓器過負荷能力校驗