【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目 某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09 電氣 三 班 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 電氣工程學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 學(xué)生姓名 學(xué)生專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生學(xué)號(hào) 2021 學(xué)生班級(jí) 09電氣 指導(dǎo)教師 陳金強(qiáng) 設(shè)計(jì)題目 某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)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(tái)牽引變壓器為一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。 電力系統(tǒng) 2均為火電廠，選取基準(zhǔn)容量 Sj為 750MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為 ； 在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為 和 。 對(duì)每個(gè)牽引變電所而言， 110kV線路為一主一備。 圖 1中， L L L3長(zhǎng)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(jì)數(shù)據(jù)如表 1所示。 表 1 牽引變電所基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 A 牽引變電所 B 牽引變電所 左臂負(fù)荷全日有效值（ A） 560 500 右臂負(fù)荷全日有效值（ A） 780 730 左臂短時(shí)最大負(fù)荷（ A） [注 ] 720 700 右臂短時(shí)最大負(fù)荷（ A） 1050 980 牽引負(fù)荷功率因數(shù) (感性 ) (感性 ) 10kV 地區(qū)負(fù)荷容量（ kVA） 2 1000 2 1000 10kV 地區(qū)負(fù)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(fù)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(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng) 30％ 30％ [注 ]：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂負(fù)荷。 二、要求完成的主要任務(wù) 1 設(shè)計(jì)分組 學(xué)號(hào)為單數(shù)的同學(xué)設(shè)計(jì)牽引變電所 A；雙數(shù)的同學(xué)設(shè)計(jì)牽引變電所 B。 2 牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） 概述 對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象、原始資料（通常論述電網(wǎng)狀況、負(fù)荷等級(jí)、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料、地質(zhì)、氣象條件等）、設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)作簡(jiǎn)要論述。 （ 2） 牽引變壓器容量計(jì)算 確定主變壓器接線型式和備用方式； 分別計(jì)算正常負(fù)荷和堅(jiān)密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器計(jì)算容量； 電氣化鐵道中、遠(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì)； 根據(jù)以上計(jì)算，進(jìn)行單臺(tái)主變壓器初步選型； 進(jìn)行主變壓器過負(fù)荷能力校驗(yàn)。 （ 3） 牽引變壓器運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)計(jì)算 牽引變壓器功率損耗及全年電能損耗計(jì)算； 牽引變壓器在短時(shí)最大負(fù)荷工況下的電壓損失計(jì)算； 牽引變電所短時(shí)最大負(fù)荷工況下的不平衡度計(jì)算。 （ 4） 牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算 在設(shè)計(jì)中，通常按牽引變電所正常運(yùn)行和緊密運(yùn)行兩種工況分別計(jì)算電壓不平衡度。按緊密運(yùn)行工況進(jìn)行不平衡度考核。 （ 5） 牽引變電所主接線設(shè)計(jì) （用 2個(gè)初步方案進(jìn)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(lì)同學(xué)們結(jié)合自己工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(duì)所選初步方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比選（如比較變壓器功損、壓損、不平衡度、接線可靠性、接線復(fù)雜程度等），選出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 （ 6） 繪制有關(guān)圖紙 對(duì)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(yīng)列表注明所選設(shè)備的編號(hào)、名稱、臺(tái)（組）數(shù)、型號(hào)（這一部分內(nèi)容待后定）。 （ 7） 短路電流計(jì)算 為進(jìn)行所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，必須進(jìn)行相應(yīng)的短路計(jì)算。 （ 8） 開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn) 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行 110kV、 、 10kV 所有斷路器以及隔離開關(guān)的選型和動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，并列出計(jì)算、校驗(yàn)匯總表和設(shè)備清單。 （ 9） 室內(nèi)、外母線選型及校驗(yàn) 室外母線 110kV進(jìn)線側(cè)、進(jìn)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(jìn)行選型、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。無需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 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(zhǎng)度 l＝ 1200mm； 相間距 a＝ 250mm 。 硬母線進(jìn)行選型、熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 （ 10） 選擇并校驗(yàn)各個(gè)支持絕緣子和穿墻套管 （ 11） 電壓、電流互感器選型與校驗(yàn) 受課時(shí)所限，本次課程設(shè)計(jì)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(yàn)，各相儀表型號(hào)由同學(xué)自行確定。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，同學(xué)自行選擇每相上的儀表種類、個(gè)數(shù)和連接方式，然后決定測(cè)量用電壓、電流互感器的連接、選型與校驗(yàn)（設(shè)計(jì)中假設(shè)儀表盤距電壓、電流互感器安裝點(diǎn) 30m）。 （ 12） 牽引變電所防雷接地設(shè)計(jì) （參考高電壓技術(shù)教材） （ 13） 開列所選設(shè)備清單 （編號(hào)、名稱、型號(hào)、臺(tái)（組）數(shù)） （ 14） 形成完整的設(shè)計(jì)計(jì)算書及圖紙 3 設(shè)計(jì)要求： 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容的不同，劃分出獨(dú)立的章節(jié) 在每章的開始，應(yīng)對(duì)所要完成的任務(wù)、基本的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算方法作一簡(jiǎn)要的論述 在每章的結(jié)尾，應(yīng)對(duì)所完成的工作做一簡(jiǎn)要的總結(jié)，以便后面章節(jié)查閱 對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算，要求有完整的計(jì)算電路圖、詳細(xì)的計(jì)算過程、完整的計(jì)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(xué)校相關(guān)的規(guī)定。 三、時(shí)間安排 第一周：下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，介紹供變電技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法， 并明確課程設(shè)計(jì)的要求，指出相關(guān)的注意事項(xiàng)。 第二～六周：課程設(shè)計(jì)進(jìn)度檢查，指導(dǎo)，答疑。 四、參考文獻(xiàn) 1. 賀威俊等 編著 .《電力牽引供變電技術(shù) 》西南交通大學(xué)出版社， 1998 2. 賀威俊、簡(jiǎn)克良 主編 .《電氣化鐵道供變電工程》 中國(guó)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(xué)出版社， 2021 5. 曹建猷 著 . 《電氣化鐵道供電系統(tǒng)》 中國(guó)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(xué)出版社， 2021 7. 曹建猷 著 . 《電氣化鐵道供電系統(tǒng)》 中國(guó)鐵道出版社， 1983 8. 李群湛 連級(jí)三 高仕斌 編著 . 《高速鐵路電氣化工程》西南交通大學(xué)出版社， 2021 9. 簡(jiǎn)克良 主編 .《電力系統(tǒng)分析》 .西南交大出版社， 1992 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任簽名： 年 月 日 繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) — 110kV 降壓變壓器繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì) 1 1 概述 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述 本設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的闡明了牽引變電所 B主接線的設(shè)計(jì) 。 包括 對(duì)牽引變壓器容量的計(jì)算、運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，牽引變電所電壓不平衡度計(jì)算，短路電流的計(jì)算；牽引變壓器的選擇， 開關(guān)設(shè)備選型及穩(wěn)定性校驗(yàn)，室內(nèi)外母線選型及校驗(yàn) 。從多個(gè)角度 合理準(zhǔn)確的進(jìn)行了牽引變電所供變電變壓器的選 型和整個(gè)供變電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并從有效的進(jìn)行了驗(yàn)證，使得整個(gè)設(shè)計(jì) 完整、可靠。 設(shè)計(jì)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(tái)牽引變壓器為一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。 電力系統(tǒng) 2均為火電廠 ,選取基準(zhǔn)容量 jS 為 750MVA，在最大運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為 ；在最小運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng) 2的綜合電抗標(biāo)幺值分別為 。 對(duì)每個(gè)牽引變電所而言， 110kV線路為一主一備。 圖 11中， 1L 、 2L 、 3L 長(zhǎng)度為 30km、 50km、 1X 為 ? /km,平均零序電抗0X 為 ? /km。 基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表 11所示 牽引變電所 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 表 11 項(xiàng)目 B牽引變電所 左臂負(fù)荷全日有效值（ A） 500 供變電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 —— 《某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)》 2 右臂負(fù)荷全日有效值（ A） 730 左臂短時(shí)最大負(fù)荷（ A） [注 ] 700 右臂短時(shí)最大負(fù)荷（ A） 980 牽引負(fù)荷功率因數(shù) （感性） 10kV地區(qū)負(fù)荷容量（ kVA） 2*1000 10kV地區(qū)負(fù)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(fù)荷饋線數(shù)目 2回路工作， 1回路備用 預(yù)計(jì)中期牽引負(fù)荷增長(zhǎng) 30% [注 ]：供電臂短時(shí)最大負(fù)荷即為線路處于緊密運(yùn)行狀態(tài)下的供電臂負(fù)荷。 2 牽引變壓器容量計(jì)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(jī)車使用的 。三相 vv 結(jié)線變壓器有 主結(jié)線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，投資較省。對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響比單相結(jié)線少。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)雙邊供電 的有點(diǎn)，況且牽引負(fù)荷不穩(wěn)定 。本設(shè)計(jì)綜合考慮這些因素，選擇了 Vv 接線的牽引變壓器，其中一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。設(shè)計(jì)在 110kV側(cè)牽引變壓器的選擇型號(hào)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(fù)荷計(jì)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(jì)報(bào)告 —— 《某牽引變電所供變電工程設(shè)計(jì)》 3 緊密運(yùn)行狀態(tài)下的主變壓器的計(jì)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(yuǎn)期運(yùn)量估計(jì) 預(yù)計(jì)牽引負(fù)荷增長(zhǎng)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(tái)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(hào)為（ Vv） SF6QY 20210+16000， 2021kVA電壓 。 牽引變壓器過負(fù)荷能力校驗(yàn)