【正文】 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格評(píng)定成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?cè)u(píng)議年級(jí)層次專業(yè)電氣工程及自動(dòng)化姓名題目鐵路變電所的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見該生“鐵路變電所的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，在系統(tǒng)分析變電所的作用和工作原理、分類的基礎(chǔ)上，針對(duì)鐵路供電的實(shí)際進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、基本要求；；；；，資料豐富，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。五、其他要說明的問題 論文要用統(tǒng)一的畢業(yè)論文用紙，用中文打?。ˋ4）或手寫。電能是由發(fā)電廠供給的為了經(jīng)濟(jì)起見，發(fā)電廠多建在動(dòng)力資源豐富的地方，需要輸送，因?yàn)榘l(fā)電廠遠(yuǎn)離大中城市和工廠企業(yè)、電能被輸送到城市和工廠企業(yè)后，還需要進(jìn)一步分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)的車間。有些變電所還裝有調(diào)整電壓和無功功率的電力電容器組、靜止補(bǔ)償裝置或調(diào)相機(jī)等設(shè)備。因此需要另新建鐵路變電所對(duì)其供電，建成后就可以滿足用電需要，并考慮適當(dāng)裕度及擴(kuò)建要求。五、指導(dǎo)教師意見：題目符合當(dāng)前鐵路的發(fā)展要求，研究方案可行，進(jìn)度安排合理，可以進(jìn)行下一步工作。二、框架（框圖）本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要框架是：對(duì)電力系統(tǒng)及變電所的工作原理、作用、分類進(jìn)行介紹，針對(duì)鐵路供電的需求設(shè)計(jì)電氣主接線，通過計(jì)算負(fù)荷及短路電流，選擇高壓一次設(shè)備，并對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。四、結(jié)論本設(shè)計(jì)在介紹相關(guān)理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上，切合鐵路供電實(shí)際，結(jié)構(gòu)完整，思路清晰。本設(shè)計(jì)是變電所的配電系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，帶旁路母線的接線方式，保護(hù)系統(tǒng)作了供電系統(tǒng)配電線路的保護(hù)。電能是由發(fā)電廠供給的為了經(jīng)濟(jì)起見，發(fā)電廠多建在動(dòng)力資源豐富的地方，需要輸送，因?yàn)榘l(fā)電廠遠(yuǎn)離大中城市和工廠企業(yè)、電能被輸送到城市和工廠企業(yè)后，還需要進(jìn)一步分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)的車間。 降低供電成本保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 電力負(fù)荷的分類 按用戶的可靠性要求可分為三級(jí)： （1）一級(jí)負(fù)荷：突然停電時(shí)將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品出現(xiàn)大量廢品，引起生產(chǎn)混亂，重要交通樞紐、干線受阻、重要城市供水、通訊、廣播中斷等，因此造成巨大損失或重要政治影響者。一級(jí)負(fù)荷是最重要的電力用戶，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，特別重要的電力用戶，應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立供電電源點(diǎn)（如兩個(gè)發(fā)電廠，一個(gè)發(fā)電廠和一個(gè)地方電網(wǎng)，兩個(gè)地方變電所等）。 變電所一般由變電所、配電裝置，（包括高低壓開關(guān)，電壓和電流互感器、避雷器、母線等設(shè)備及相應(yīng)的各種構(gòu)筑物），控制與信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表，通訊及電源設(shè)備，繼電保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表，通訊及電源設(shè)備，導(dǎo)線及電纜等組成。 （1）升壓變電所多與發(fā)電廠建在一起、所以又稱為發(fā)電廠升壓站，它把發(fā)電機(jī)電壓升高，用高壓或超高壓輸電線路把電能送到遠(yuǎn)處的負(fù)荷區(qū)，或與其它的高壓變電所聯(lián)結(jié)成統(tǒng)一的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。地方變電所：（二次變）地方變電所多由區(qū)域變電所或發(fā)電廠供電，通過降壓主要向終端變電所供電，它的高壓側(cè)一般為10110千伏，低壓側(cè)多為610千伏。用戶負(fù)荷為4000千瓦。上級(jí)批準(zhǔn)文件。線路繼電保護(hù)系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)。 （4）盡量避免設(shè)在多塵和有腐蝕氣體的場(chǎng)所。 （8）留有發(fā)展擴(kuò)建余地。 所在地氣象條件：屬?、蚣?jí)氣象區(qū)，最高氣溫40℃、最低氣溫為20℃，主導(dǎo)風(fēng)冬季為西北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)，最大風(fēng)速25m/s，海拔120m，地震度為6度。由于主接線的確定，變電所的形式也就隨之確定下來了。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。 ④要考慮變電所在鐵路電力系統(tǒng)中的地位作用。 ④大機(jī)組、超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。 （三）經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下，要做到經(jīng)濟(jì)合理。 節(jié)省占地面積，合理使用資源。 無匯流母線的接線。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，斷路器檢修時(shí)可保證重要負(fù)荷供電連續(xù)性，并且雙回進(jìn)線也可以互為備用。適用于線路較短，故障斷開機(jī)會(huì)較少的變電所。 單母線接線：①優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套裝置。 2）當(dāng)一段母線或母線相關(guān)設(shè)備故障時(shí)，分段斷路器（母聯(lián)）自動(dòng)將故障母線切除保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展。這種接線既保留了單母線接線的可靠性低的缺點(diǎn)，并且由于采用旁路母線的結(jié)構(gòu)方式，使斷路器檢修時(shí)，可以做到不間斷供電。10KV設(shè)有20條配出線，兩段母線由母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)結(jié)，并設(shè)有旁路母線，兩條電容器回路，10KV配合繼電保護(hù)。三 參數(shù)計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)表配出線P（KW）Q（Kvar）S（KVA）1324020783849228501905342832450187430844301020253627532401987380063360204439327266015973102833502006309492480135028231026501868324211306017673533122620151630271324101745297514262018663047合計(jì)400002562847505 cosj= 上表為調(diào)查用戶負(fù)荷后的列表情況，負(fù)荷總功率因數(shù)值為：cosj=。補(bǔ)償裝置選用電力電容器組，安裝在配電室附近的電容器室內(nèi)，連接在10KV母線上。多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，供電系統(tǒng)的故障，大多數(shù)是由短路引起的，短路故障的基本類型有四種：三相短路，兩相短路，單相接地短路，兩相接地短路。短路電流的熱效應(yīng)可能導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱甚至熔化；使電氣設(shè)備絕緣過熱而被燒損。正因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面采取限制短路的措施；另一方面要正確選擇電氣設(shè)備載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置，以防止故障的擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。電角度。 三相短路形式三相短路形式分為“無限大容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路和“低限容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路電流。短路電流的非周期分量是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。三相短路電流的最大瞬間值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴(yán)重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時(shí)值稱為沖擊電流Ich。在此條件下，電源電壓并非恒定不變，短路電流周期分量的幅值隨電源電壓的變化而改變，短路的暫態(tài)過程更為復(fù)雜。采用標(biāo)么制，首要的問題是確定基準(zhǔn)值。常用基準(zhǔn)值表基準(zhǔn)電壓Ud (KV)3763115162230 基準(zhǔn)電流Id(KA)基準(zhǔn)電抗Xd(W)132262529 標(biāo)么值 ①標(biāo)么值的定義 容量標(biāo)么值： 電壓標(biāo)么值： 電流標(biāo)么值： ②額定標(biāo)么值：在電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動(dòng)機(jī)等）的技術(shù)數(shù)據(jù)中，往往給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。載流導(dǎo)線的運(yùn)行費(fèi)主要由電能損耗費(fèi)和設(shè)備修理和折舊費(fèi)組成，導(dǎo)線截面越大，電能損耗費(fèi)越?。欢鄳?yīng)的投資維護(hù)、折舊費(fèi)用要增加。所以導(dǎo)線的截面為：Imax——正常工作情況下，電路中最大長(zhǎng)期工作電流。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。③ 機(jī)械荷載：所選電器端子的允許荷載大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)最大作用力。用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定當(dāng)選電器的絕緣水平小于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。如果設(shè)備制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量的下降數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中可按電器額定電流的80%選擇設(shè)備。對(duì)于臺(tái)風(fēng)經(jīng)常侵襲或最大風(fēng)速超過35m/s的地區(qū)，除向制造部門提出特殊定貨處，在設(shè)計(jì)布置時(shí)應(yīng)采取有效防護(hù)措施。濕度：選擇電器用的濕度、應(yīng)采用當(dāng)?shù)叵鄬?duì)濕度最高月份的平均相對(duì)濕度。② 采用屋內(nèi)配電裝置，二極以上污穢區(qū)的66110KV配電裝置采用屋內(nèi)型。地震：地震對(duì)電器的影響主要是地震波的頻率和地震振動(dòng)的加速度。在安裝時(shí)，應(yīng)考慮到支架對(duì)地震力的放大作用，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，地震基本烈度為7度及以下地區(qū)的電器可不采用防震措施。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)于110KV以下的電器一般可不校驗(yàn)無線電干擾電壓。 主變壓器容量的確定 主變壓器容量一般按變電所建成后鐵路電力系統(tǒng)510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。70%=28000KW查設(shè)計(jì)手冊(cè)并考慮預(yù)留容量滿足一定的擴(kuò)建需要選擇：SFZ931500/66型變壓器兩臺(tái)。斷路器的選擇方法除上節(jié)敘述之外為了保證斷路器可靠地工作，還需滿足以下條件：：Idn179。：Sdn179。Un:66KVIe:1000A Igmax:457Aich:67KAich: Sdn:2500MA Sd:2232WAId(3)n:Id(3):動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ich=67KA 合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2tt=180。隔離開關(guān)是為了可以保證將高壓電氣設(shè)備中需要檢修的設(shè)備與其他帶電部分可靠地分離，并構(gòu)成明顯的斷開點(diǎn)。并按短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定校驗(yàn)。teq=180。IgIeL—電流互感器原線圈額定電流Ig—工作電壓③安裝地點(diǎn)：戶外④準(zhǔn)確等級(jí)：⑤短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述參數(shù)選擇：LCW60型：1000/5A 電流互感器，參數(shù)如下：Ue=66KV 179。放電壓不隨氣壓變化而使放電線壓變化。 10KV主要設(shè)備選擇主要二次主開關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開關(guān) 主要二次Ie=1653A Ue=10kv 選擇：SN1010/2500型斷路器負(fù)荷配出線路開關(guān)、電容器組用開關(guān)、旁路開關(guān) 最大負(fù)荷電流：Ilmax=222A Ue=10KV 電容器組電流：IR=172A Ue=10KV因而：共選用23組：SN1010/500型開關(guān)。電流互感器①主變二次主及母聯(lián)電流互感器：選用：LFC10/2500型②負(fù)荷配出線、電容器、旁路電流互感器，選用LFC10500型。80mm2鋁排，S=800mm2193 mm2配出線電纜截面選擇：電力電纜按其結(jié)構(gòu)類型，電壓，經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇：選用：ZLQ53180。100/10180。①可靠性；②選擇性；③快速性；④靈活性。第二段保護(hù)——限時(shí)電流速斷保護(hù)為了保護(hù)線路全長(zhǎng)而又不失去選擇性，上圖中保護(hù)4，其第二段電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)以保護(hù)3的第一段電流保護(hù)區(qū)末端短路時(shí)不動(dòng)作為整定原則，即:=式中： =—。同理有： ，第二段電流保護(hù)能否保護(hù)全線，則以該保護(hù)的靈敏度衡量。不言而喻，第三段保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于該線路的最大負(fù)荷電流Ifzmax。 整定計(jì)算本設(shè)計(jì)考慮線路的三段式電流保護(hù)，現(xiàn)針對(duì)其中一條配出線路進(jìn)行整定計(jì)算。 過電壓保護(hù)電氣設(shè)備在運(yùn)行中有時(shí)要隨高于其運(yùn)行電壓的電壓，主要有雷（大氣）過電壓，操作過電壓及系統(tǒng)參數(shù)變化產(chǎn)生的諧振振蕩過電壓。 線路入口端（包括66KV入口10KV配出口）線路入口是電源的引入端，但也是雷電波的侵入端，及操作過電壓的引入端。 獨(dú)立避雷針對(duì)于變電所室外設(shè)備及建筑物的防雷，有效的防護(hù)方法是設(shè)置獨(dú)立避雷針。hx—被保護(hù)物高度ha—h hx避雷針有效高度h—避雷針實(shí)際高度P—系數(shù)，當(dāng)h163。以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的設(shè)備損壞和影響連續(xù)運(yùn)行的概率，降低到經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上能接受的水平。北京：中國(guó)電力出版社，2004.[3]張瑩 工廠供配電。參考文獻(xiàn)[1]劉介才 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)。46M2，被保護(hù)高度5米設(shè)置避雷針兩只，距離為20米，高度為30米。避雷針的保護(hù)范圍為了保護(hù)室外場(chǎng)地的高壓設(shè)備，避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)在被保護(hù)的最高處，覆蓋全部被保護(hù)物的平面以外。 10KV室外母線入口處裝設(shè)避雷器一方面由于室內(nèi)配電線路的操作（如：切、合空線路）引起的過電壓，可能對(duì)主變壓器造成危害；另一方面也可能由于切合空載變壓器出現(xiàn)過電壓。因此必須采取有效的防直擊雷及侵入雷電波的措施。1負(fù)荷的參數(shù)情況：①負(fù)荷電流：Ifhmax=222A②線路參數(shù)：線路為電纜輸出：ZLQ53180。為此靈敏度校驗(yàn)為：近后備：遠(yuǎn)后備：說明：第一，二段保護(hù)的動(dòng)作電流是根據(jù)某點(diǎn)短路不應(yīng)動(dòng)作而設(shè)計(jì)整定的，所以與短路電流有關(guān)，第三段電流保護(hù)是根據(jù)某種負(fù)荷工況不應(yīng)動(dòng)作而整定的，所以最大負(fù)載有關(guān)，因此第一，二段與第三段是性質(zhì)截然不同的兩種保護(hù)。規(guī)程規(guī)定，~，即該保護(hù)能保護(hù)線路全長(zhǎng)。4應(yīng)比保護(hù)3第一段晚一個(gè)時(shí)間級(jí)差Dt，Dt的大小與斷路器跳閘時(shí)間，時(shí)間繼電器動(dòng)作時(shí)間的誤差有關(guān)，一般Dt=。為了最大限度縮小停電范圍，滿足保護(hù)選擇性動(dòng)作的基本要求，第一段電流保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于下一級(jí)線路