【正文】 時環(huán)氧樹脂干式變壓器較好的超銘牌運行能力和抗短路能力，將給安全供電帶來可靠的保證。 因此無論在兩臺配電變壓器同時運行，還是任意一臺因故退出運行，均能夠滿足供電要求。在進行變壓器容量計算時，還應考慮參差系數(shù)，計算公式如下： （41） （42）式中，—變壓器總的低壓側(cè)有功功率, kW；—變壓器總的低壓側(cè)無功功率，kVar； — 一、二級計算有功功率之和，kW；— 一、二級計算無功功率之和，kVar；—有功參差系數(shù)，～；—無功參差系數(shù)，～。CLMD型電容器具有高容量和放電速度快的特點，單臺容量可達83kVar，放電速度可在斷開電源一分鐘后端電壓下降到50V。 一般在地鐵降壓變電所采用低壓集中自動補償方式，對系統(tǒng)進行無功功率補償。表37 車站綜合計算負荷序號負荷種類總?cè)萘坑嬎阌泄β?kW)計算無功功率(kVar)1動力9172照明227227總計其中I類負荷II類負荷III類負荷579 視在功率 綜合功率因數(shù) 無功功率補償 由表33可以看出，地鐵動力設(shè)備中有大量的風機、水泵、電梯等，因此導致整個配電系統(tǒng)的功率因數(shù)較低。表34 動力計算負荷序號設(shè)備名稱總?cè)萘浚╧W）計算有功功率(kW)計算無功功率(kVar)1通風空調(diào)系統(tǒng)6072給排水系統(tǒng)1673消防系統(tǒng)61不計不計4弱電系統(tǒng)10584635運輸系統(tǒng)6安全防護系統(tǒng)487其他6021負荷總計917其中I類負荷II類負荷III類負荷489視在功率1512綜合功率因數(shù) 照明負荷地鐵照明主要由站廳照明、站臺照明、區(qū)間照明、事故照明和廣告照明等組成，如表35所示。 —通風空調(diào)系統(tǒng)等七個系統(tǒng)下的第n個用電設(shè)備阻抗角正切值。動力負荷計算的方法： （1） 由于消防泵、噴淋泵、氣體滅火等消防負荷遠遠小于火災時予以切除的III類負荷，因此進行負荷計算時，可以不考慮消防負荷。 地鐵變配電負荷計算進行負荷計算時首先需要確定用電設(shè)備的容量，本設(shè)計參考蘇州軌道交通2號線的某一車站的技術(shù)數(shù)據(jù)。其公式如下： （33）式中，—有功計算負荷，kW；—用電設(shè)備總?cè)萘?，kW；—n臺最大的設(shè)備容量之和，kW； 、—二項式系數(shù)。如果用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不多時，可以采用需要系數(shù)法，一般適用于干線、配電所的負荷計算。需求系數(shù)和用電設(shè)備的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備功率及功能的充分利用有關(guān)。在方案設(shè)計階段多采用單位指標法。二級負荷由降壓變電所I段或II段母線提供一路專用電源，在變電所處切換，必要時可以切除，如污水泵、雨水泵、普通風機、自動扶梯、直升電梯、正常照明、區(qū)間維修電源等。如果計算負荷過大，則會造成變壓器容量過剩，線路截面過大，開關(guān)整定電流過高，增加了工程投資，造成不必要的浪費。因此，地鐵變電所電氣系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須找出這些用電設(shè)備的等效負荷。全線的牽引—降壓混合變電所及降壓變電所被分成若干個分區(qū)，每個分區(qū)一般不超過3個車站；每一個分區(qū)均從主變電所35(10)kV的不同母線就近引入兩路35(10)kV電源，中壓配電網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)網(wǎng)接線方式；兩個主變電所之間的分區(qū)間通過環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡(luò)。全線的降壓變電所被分成若干個分區(qū)，每個分區(qū)一般不超過3個車站；每一個分區(qū)均從主變電所的35/10kV變壓器，就近引入兩路10kV電源；每座降壓變電所的兩路電源分別由主變電所或相鄰降壓變電所10kV不同母線引入，接至兩段母線，同時在降壓變電所的每段母線設(shè)一路出線，向相鄰降壓變電所供電；在各分區(qū)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，正常運行時該開關(guān)分斷，形成10kV開口雙環(huán)網(wǎng)供電形式。集中式供電有利于地鐵供電網(wǎng)形成獨立系統(tǒng)，便于管理和運營。降壓配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計是地鐵配電系統(tǒng)設(shè)計中比較重要的一環(huán)。變配電系統(tǒng)包括降壓變電所與低壓動力、照明配電系統(tǒng)和跟隨變電所。通過對負荷資料的分析計算得到計算負荷；然后確定變壓器的容量和臺數(shù)，根據(jù)所算出的參數(shù)選擇合適的變壓器型號；然后進行電氣主接線的設(shè)計；根據(jù)電氣主接線進行短路計算得出各短路點的短路電流；根據(jù)短路電流等來選擇一次設(shè)備；最后進行防雷、接地、消防等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。(4) 綜合分析比較綜上所述，降壓變電所的設(shè)計一般采用一所型式、一主所一跟隨所型式或一所一室型式，其性能對比如表 11所示。低壓配電室房屋面積較跟隨所型式相對減少，同時亦減少兩面高壓送出柜，一定程度上降低了設(shè)備投資和土建造價。以車站中心分界，降壓變電所與低壓配電室各負責本端的負荷供電（除單臺容量較大的設(shè)備外）。②降壓變電所為一主所一跟隨所型式供電方案的缺點設(shè)置跟隨所須增加高壓柜、變壓器及低壓柜等設(shè)備，使整個降壓變電所的投資有較大增加。因此，兩者低壓間亦不存在聯(lián)系，各負擔本端的負荷用電。② 降壓變電所為一所型式的供電方案的缺點由于供電方案為放射式，勢必造成供電距離大幅度增加，為保障線路電壓損失限制在規(guī)定范圍內(nèi)，必須增大導線截面；同時低壓線路的數(shù)量也大幅度增加，出現(xiàn)故障的機率增大，一定程度上降低了供電的質(zhì)量及可靠性。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，標準的地下雙層車站，降壓變電所送出回路在80～90個。但是，經(jīng)過技術(shù)方面和經(jīng)濟方面的綜合分析比較，上述優(yōu)點是主要的。由于頻率提高，牽引網(wǎng)阻抗加大，牽引網(wǎng)電壓也相應提高。③ 工頻單相交流制即牽引網(wǎng)供電電流為工業(yè)頻率單相交流的電力牽引電流制。這種電流制是繼直流制之后出現(xiàn)的，牽引網(wǎng)供電電流頻率為16Hz，牽引網(wǎng)電壓為15kV或11kV，電力機車上采用交流整流子式牽引電動機。由于牽引電流增大，接觸網(wǎng)導線截面要隨著增大（一般得使用兩根銅接觸線和銅承力索），牽引網(wǎng)電壓損失也相應增大，所以牽引變電所之間的距離要縮短，一般只有15~30 km。直流制發(fā)展最早，目前有些國家的電氣化鐵路仍在應用。雙線區(qū)段①同相一邊并聯(lián)供電；②同相一邊分開供電；③雙邊扭結(jié)供電。 ①一邊供電就是牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)中一個方向的電廠送來。 牽引降壓混合變電所牽引降壓混合變電所是由牽引變電所和降壓變電所組成的。現(xiàn)階段我國主要是使用常規(guī)變電所。一些發(fā)達國家通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站功率損耗，提高變電所的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。根據(jù)用電性質(zhì)的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為兩部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電系統(tǒng)和以降壓變電所為主組成的動力照明供電系統(tǒng)。地鐵效率高、速度快、無污染，能夠?qū)崿F(xiàn)大運量的要求，具有良好的社會效益。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書地鐵牽引降壓混合變電所設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 課題的目的和意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 牽引降壓混合變電所 2 牽引變電所 2 降壓變電所 4 設(shè)計任務 62 變電所的設(shè)計方案 7 設(shè)計方案概述 7 設(shè)計方案選擇 7 牽引—降壓獨立配電網(wǎng)絡(luò) 7 牽引—降壓混合配電網(wǎng)絡(luò) 8 本章小結(jié) 93 負荷計算 10 地鐵負荷分類 10 地鐵負荷計算方法 10 單位指標法 11 需要系數(shù)法 11 二項式系數(shù)法 12 地鐵變配電負荷計算 13 動力負荷 13 照明負荷 16 綜合計算負荷 17 無功功率補償 18 本章小結(jié) 194 變壓器的選擇 205 變電所主接線設(shè)計 226 短路計算 24 短路計算的必要性 24 短路計算 25 變壓器等值電抗計算 25 短路點的選擇 267 電氣設(shè)備的選擇 28 配電線路的選擇 28 斷路器的選擇 30 高壓側(cè)斷路器的選取 30 低壓側(cè)斷路器的選取 31 隔離開關(guān)的選擇 32 高壓側(cè)進線側(cè)隔離開關(guān)的選擇 32 電流互感器的選擇 33 高壓側(cè)電流互感器的選擇 34 低壓側(cè)電流互感器的選擇 35 電壓互感器的選擇 36 高壓側(cè)電壓互感器的選擇 36 熔斷器的選擇 378 防雷、接地、消防設(shè)施的設(shè)計 38 防雷設(shè)計 38 接地設(shè)計 39 消防設(shè)施的設(shè)計 409 照明系統(tǒng)的設(shè)計 42 地鐵照明分類和設(shè)置 42 地鐵照明控制方式 43 地鐵照明燈具選用和布置 4410 結(jié)論 46致 謝 47參考文獻 48附錄1 電氣主接線圖 49附錄2 平面設(shè)計圖 501 緒論 課題的目的和意義隨著城市的發(fā)展，城市的交通壓力越來越大，城市交通存在諸如道路容量不足、交通結(jié)構(gòu)不合理、中心區(qū)高峰小時機動車車速較低，交通需求仍然有增無減等主要問題。地下鐵道簡稱地鐵，它是一種不受地面道路狀況和天氣情況的影響，能夠按照設(shè)計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適地運送乘客的獨立的有軌交通系統(tǒng)。地鐵變電所作為地鐵的心臟，為地鐵系統(tǒng)提供動力、照明、通風、空調(diào)、排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等。國外的變電所設(shè)計做到了節(jié)約型，集約型，高效型。因此，負荷計算的準確與否，是地鐵變配電系統(tǒng)合理設(shè)計的前提，負荷計算已成為地鐵變配電系統(tǒng)工程設(shè)計中遇的首要問題。我國的短期目標是既要充分利用原有設(shè)備，又要能夠發(fā)展微機遠動自動化系統(tǒng)；既要實現(xiàn)無人值守，又要滿足安全經(jīng)濟運行的要求。（1）牽引變電所一次側(cè)的供電方式牽引變電所一次側(cè) （電源側(cè)，通常為110KV或220KV）的供電方式，可分為一邊供電邊供電和環(huán)形供電。（2）牽引變電所向接觸網(wǎng)的供電方式單線區(qū)段①一邊供電；②兩邊供電。電力系統(tǒng)將三相交流電送到牽引變電所一次側(cè)，經(jīng)過牽引變電所降壓并整流變成直流電，再通過牽引網(wǎng)供給電力機車使用。直流制存在的主要問題是，直流牽引電動機額定電壓受到換向條件的限制不能太高，即牽引網(wǎng)電壓很難進一步提高，這就要求沿牽引網(wǎng)輸送大量電流來供應電力機車。② 低頻單相交流制即牽引網(wǎng)供電電流為低頻單相交流的電力牽引電流制。由于電力工業(yè)主要采用50Hz標準頻率后，低頻制電氣化鐵道或者須自建專用的低頻率的發(fā)電廠，或者在牽引變電所變頻后送人牽引網(wǎng)；這就變得復雜化，于是，其發(fā)展受到了限制。這種電流制在電力機車上降壓后應用整流裝置整流來供應直流牽引電動機。采用工頻單相交流制的缺點是，對電力系統(tǒng)引起的撫恤電流分量和高次諧波含量增加以及功率因數(shù)降低；對沿電氣化鐵路架設(shè)的通信線有干擾。車站所有重要的一、二級負荷及容量較大的三級負荷均從所內(nèi)以放射式供電。設(shè)備用房數(shù)量少，降低了土建造價。主所、跟隨所的高壓進線均為兩路獨立電源，引自不同的饋線回路，互不干擾，即為并列關(guān)系的兩座降壓變電所。一主所一跟隨所型式單臺變壓器容量一般為500、6800kVA幾種規(guī)格，較一所型式規(guī)格為1250、1600kVA的配電變壓器，總安裝容量變化不大，但單臺安裝容量降低了二至三個級別，其運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性會大為提高。與一主所一跟隨所型式不同的是，低壓配電室替代了跟隨所。低壓配電室配電負荷的供電距離相對減小，可在一定程度上減少故障的機率，提高供電的質(zhì)量及可靠性。低壓配電室引入為低壓電源，為保障供電方案，進線必須采用大截面電纜或密集型母線，增加了工程造價。 設(shè)計任務 本次設(shè)計主要對牽引降壓混合變電所的一次部分進行研究和設(shè)計。牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和接觸網(wǎng)系統(tǒng)組成，牽引變電所一般每兩座車站設(shè)置一座，向貫通地鐵全線的接觸網(wǎng)供電。中壓配電網(wǎng)既為牽引變電所供電（即牽引配電網(wǎng)絡(luò)），也為降壓變電所供電（即降壓配電網(wǎng)絡(luò)）。主變電所應有兩路獨立的電源進線，進線電壓一般為110kV，經(jīng)降壓后變成35可V或10kV，供給牽引變電所與降壓變電所。對于牽引—降壓獨立網(wǎng)絡(luò)，牽引配電網(wǎng)絡(luò)和降壓配電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級不同，牽引配電網(wǎng)絡(luò)電壓為35kV，降壓配電網(wǎng)絡(luò)電壓為10kV。牽引—降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)電壓可以為35kV或10kV，因35kV輸電容量大、距離長，故一般采用35kV級。因為用電設(shè)備不可能全部同時工作，各臺設(shè)備也不可能全部滿負荷，每種用電設(shè)備的功率因數(shù)也不可能完全相同。計算負荷必須確當，如果過小會引起變壓器和線路過熱，加速其絕緣損壞，過多損耗能量，增加電壓損失從而破壞正常的運行條件，甚至引起線路失火，造成重大事故。一級負荷由降壓變電所I、II段母線各提供一路專用電源供電并在末端自切，以實現(xiàn)不間斷供電，如BAS、FAS、AFC、通信、信號、屏蔽門、消防泵、噴淋泵、廢水泵、直流盤、變電所所用電、消防聯(lián)動的車站送、排風機、風閥等、消防電源、兼作緊急疏散的自動扶梯等。 單位指標法(1) 單位指標法的計算公式單位指標法是以單位建筑面積負荷密度乘以建筑面積，其公式如下： （31）式中，—有功計算負荷，kW； —建筑單位面積負荷密度，； S—建筑面積，m2。其公式如下： （32）式中，—有功計算負荷，kW； —設(shè)備總?cè)萘浚琸W； —需要系數(shù)。 在施工設(shè)計階段，大多采用需要系數(shù)法。表32 各類建筑物需要系數(shù)建筑類別需求系數(shù)建筑類別需求系數(shù)住宅～醫(yī)院～辦公～高校～商業(yè)～綜合樓～體育～餐飲～劇場～加工業(yè)～ 二項式系數(shù)法由于需要系數(shù)法沒有考慮在同一組負荷中一些容量特別大的設(shè)備，所以對負荷計算是有影響的，不能滿足大容量設(shè)備的需要，因此提出了二項式系數(shù)法。由于需要系數(shù)法較為實用，只需要將用電設(shè)備按工作類別分組乘以相對應的需要系數(shù)即可直接得出計算結(jié)果，所以在動力、照明負荷計算中可以采用需要系數(shù)法確定變電所內(nèi)動力變壓器的容量。表33 各類動力設(shè)備容量序號