【正文】 s: Main connection The main transformer Electrical equipment I 目 錄 第 1 章 緒論 1 本設計研究的主要內(nèi)容 3 牽引變壓器的類型 5 第 3 章 牽引變電所主接線設計 16 第 5 章 電氣設備選型 19 高壓隔離開關的選型及校驗 22 熔斷器的選擇 23 導線的選擇依據(jù) 30 縱聯(lián)差動保護 34 雷電波侵入的防護 34 接地裝置 38 致 謝 39 附 錄 40 附錄 A 外文資料 40 附錄 B 系統(tǒng)圖 相對牽引變電所而言，通常把為其供電的電力系統(tǒng)稱為外部電 源或一次系統(tǒng)。 牽引變電所：牽引變電所的作用是將電力系統(tǒng)供應的電能轉(zhuǎn)變?yōu)槭呛穗娏恳╇姺绞降碾娔?，其中的核心元件是牽引變壓器，并設有備用。至 2020石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 2 年底，我國的電氣化鐵路營業(yè)里程已達到了 ，占我國鐵路總營業(yè)里程的 %，各大干線都已實現(xiàn)了電氣化。 本設計 研究的主要內(nèi)容 本設計主要是貨運 鐵路 牽引變電所電氣設計。 目前，我國牽引供電系統(tǒng)中采用的牽引變壓器主要有：單相變壓器、三相星形三角形接法變壓器、三相 三繞組十字交叉接線變壓器、斯科特接線變壓器、三相星形延邊三角形接法變壓器和三相星形曲折延邊三角形接線變壓器。這種聯(lián)結(jié)只適用于電力系統(tǒng)容量較大，電力網(wǎng)比較發(fā)達，三相負荷用電能夠可靠地由地方電網(wǎng)得到供應的場合。為牽引變壓器的選型提供了一種新的連接形式。 缺點主要是牽引變壓器容量利用率不高。本變電所考慮為固定備用方式，按故障檢修時的需要，應設兩臺牽引用主變壓器。 9 2 2 6 1 4 ????? SP 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 6 補償后： 2 6 3 9 2 2 30 ???? PS 緊密運行下的計算容量： ???? ??左左g ????? 80KI ??右右g 222gg2 ?????????? 左左右右 ??? II ca 緊密運行下的計算容量： 5 0 8 3 2 ?????????? tcaN KIUS ? 由于牽引負荷功率因數(shù)為 ?？蛰d損耗 ，負載損耗 ，空載電流 %,阻抗電壓 %。 牽引負荷和部分地區(qū)負荷均為一級負荷，必須保證供電的安全可靠性，為此要保證牽引變電所電源引入可靠，選擇主接線時要考慮在電路的轉(zhuǎn)換、設備的檢修和事故處理時供電的可靠性和連續(xù)性。 (3)靈活性 應能適應必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發(fā)展。 牽引變電所一次側(cè)主接線 的基本形式 電氣主接線主要有以下幾種形式： (1)橋型接線 當牽引變電所只有兩條電源進線和兩臺主變壓器，且有系統(tǒng)功率穿越時采用橋式接線，通過式牽引變電所一次側(cè)常采用橋型接線。此外，變壓器切除和投入的操作比較復雜，需切除和投入與該變壓器連接的兩臺斷路器，也影響了一回未故障線路的運行。聯(lián)結(jié)橋斷路器設置在外側(cè)，其它兩臺斷路器接在變壓器 回路中，線路故障和進行切除以及投入操作時，需動過與之相得兩臺斷路器并影響一臺未故障變壓器的運行。 優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當出現(xiàn)為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。 牽引變電所饋線側(cè)主接線 基本形式 由于 ，為了提高供電的可靠性，按饋線斷路器備用方式不同，牽引變電所 側(cè)饋線的接線方式一般有下列三種： (1)饋線斷路器 100% 備用的接線 此種接線用于單線區(qū)段，牽引母線不同相的場合。 (2)饋線斷路器 50% 備用的接線 饋線斷路器 50%備用的接線圖如圖 34所示。當每相母線的饋出線數(shù)目較多時，一般很少采用此種法方法。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 11 圖 33 饋線斷路器 100%備用 圖 34 饋線斷路器 50%備用 (3)帶旁路母線和旁路斷路器的接線 一般情況下，每 2至 4條饋線設一旁路斷路器。帶旁路母線和旁路斷路器的接線圖如圖 35所示。 牽引變電所 A擔負著重要的牽引負荷供電任務 (一級負荷 )，饋線數(shù)目多，影響范圍廣，應保證安全可靠的供電，所以為滿足故障檢修時的需要，應設兩臺牽引用變壓器，使用固定備用方式。 同時為了正確地選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞，也需要進行短路電流的計算。39。 ??? ? III 設 110kV 時，沖擊系數(shù) ?chK ，則沖擊 電流 )3(1 1 0)3( ???? IKi chch 短路電流最大有效值： )1(21 )3(1102)3( ??????? IKI chch 三相短路容量： M V * 1 1 0)3(1 1 0 ??? ?X SS j 短路電流計算 (1)系統(tǒng)最大運行方式下 基準電流為： %1 0 1 0 03?????jjj USI 與 110kV 側(cè)比較多了變壓器 1T 的電抗： 10100100 % 3* 1 ?????? NjdT SSUX 則 側(cè)的總電抗標幺值為： )//()( * 1* 3* 2* 2* ????????? TLSLS XXXXXX 三相短路電流周期分量有效值為： * )3( ??? ?XII j 其他三相短路電流： 短路穩(wěn)態(tài)電流 )3( )3()3(39。 ??? ? III 設 時，沖擊系數(shù) ?chK ，則沖擊電流 )3( )3( ???? IKi chch 短路電流最大有效 值： )1(21 )3( )3( ????? IKI chch 三相短路容量： M V * )3( ??? ?X SS j 10kV 側(cè)短路電流計算 (1)系統(tǒng)最大運行方式下： 基準電流為： 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 17 %1 0 5103 1 0 03210?????jjj USI 與 側(cè)比較多了變壓器 2T 的電抗： 10100100 % 3* 2 ?????? NjdT SSUX 則 10kV 側(cè)的總電抗標幺值 為： )//()( * 2* 3* 2* 2* 110 ???????? TLSLS XXXXXX 三相短路電流周期分量有效值為： * 1010)3(10 ??? ?XII j 其他三相短路電流： 短路穩(wěn)態(tài)電流 )3(10)3()3(39。 ??? ? III 設 10kV 時，沖擊系數(shù) ?chK ，則沖擊電流 )3(10)3( ???? IKi chch 短路電流最大有效值： )1(21 )3(102)3( ????? IKI chch 三相短路容量： M V 0*10)3(10 ??? XSS j 表 42 短路電流計算結(jié)果匯總 變壓器運行方式 短路點 系統(tǒng)最大運行方式 系統(tǒng)最小運行方式 三相短路電流 /kA 三相短路電流 /kA )3(?I )3(chi )3(chI )3(S )3(?I )3(chi )3(chI )3(S 一運一備 110kV 側(cè) 1000 側(cè) 10kV 側(cè) 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 19 第 5 章 電氣設備選型 各級繼電器保護時間配合按表 51 選?。? 表 51 繼電保護時間配合 計算點 110K jt (s) dlt (s) jxt (s) ++= ++= 整定時限如圖： 斷路器的選型及校驗 (1)斷路器的選擇及校驗條件如下： ① ge UU ? ； ② II ? ； ③ )3(??IIek ； ④ 動穩(wěn)定校驗 )3(chdw Ii ? ； ⑤ 熱穩(wěn)定校驗 jxt tItI ??? ? 2)3(2 。 表 59 電壓互感器選擇 電壓等級 型號 額定電壓 110kV 側(cè) JCC110 110kV 側(cè) 避雷器 的選擇 為防雷害，在牽引變電所的進線、出線側(cè)，都并聯(lián)裝設避雷器以削減、限制侵入所內(nèi)的雷電波至較低的各型避雷器的殘壓水平，并將雷電流泄入大地，從而使其保護范圍內(nèi)的電氣設備的絕緣得到保護，并能在較短時間內(nèi)切斷續(xù)流，使系石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 23 統(tǒng)自動恢復正常運行。 計算方法：按導線長期發(fā)熱允許電流選擇導線。 工程中常采用查表的方法求母線和導體的容許電流 (載流量 )[2]。 注：選擇架空導線截面積，除了要遵循上述原則外，還應考慮導線機械強度及電壓等級等。 最大沖擊應力按下式計算 610/2 )3( ／hb lFWMc ???(Pa) (57) 式中， 10跨距數(shù)大于 2 時的取值； 8跨距數(shù)等于 2 時的取值； h硬母線截面寬邊長度 (mm)； b硬母線截面窄邊長度 (mm)。 支持絕緣子 支持絕緣子在配電裝置中用以固定母線和導體，并使導體與地或處在其他電石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 27 位下的設備絕緣，其選擇依據(jù)見表 515 所示 ： 表 515 支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗 選擇 校驗 電壓 電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 支持絕緣子 ge UU ? — — jsyx FF ? 穿墻套管 geUU? max?? ge II It2t≥jxsh tI 2)3( jsyx FF ? 在三相短路電流下，中間相母線承受的機械應力最大。 動穩(wěn)定性校驗： NF ? ，查表，可知 kNFyx ? ，故 yx maxFF? ，滿足動穩(wěn)定性校石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 28 驗。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 29 第 6 章 繼 電 保護的配置與整定 繼電保護的任務和要求 繼電保護的任務 (1)當電力系統(tǒng)中的電氣設備發(fā)生短路故障時，能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行； (2)當 電力系統(tǒng)中的電氣設備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，并根據(jù)運行維護的條件 (例如有無經(jīng)常值班人員 )，而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。它又可分為可信賴性和安全性 2 個方面。快速動作的目的是減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。它的安全運行直接關系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運行，特別是大容量變壓器，一旦因故障而損壞造成的損失就更大。變壓器縱差保護是按照循環(huán)電流原理構成的，如圖 61 示出了雙繞組變壓器縱差保護原理接線