【正文】 V? gU 110kV? 滿(mǎn)足要求。1 2 1 2 b 1 b3 3 32 2 2 =2 ( ) ( kA )E E EIX X X X X X X? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? 三相沖擊電流及第一周期短路全電流有效值： s h 5 5 97 10. 7 02( kA )iI? ? ? ? 14 sh 1 1 97 ( kA )II? ? ? ? （ 3） 異相牽引母線(xiàn)短路接地： 3 39。因此，在既能滿(mǎn)足牽引負(fù)荷又能保證變壓器正常運(yùn)行的情況下，選擇容量大一些的主變壓器。? (315) 供電臂 1的有效電流 I1e 為 vaee IKI 139。 (3)在計(jì)算容量和校核容量的基礎(chǔ)上，再考慮備用方式，最后按其系列產(chǎn)品確定牽引變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 圖 21 帶回流線(xiàn)的直接供電方式示意圖 4 主接線(xiàn)圖方案的設(shè)計(jì) 在進(jìn)行主接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)之前，我參考了有關(guān)牽引變電所設(shè)計(jì)方案，爭(zhēng)取把比較完整，比較先進(jìn)的主接線(xiàn)設(shè)計(jì)方案運(yùn)用在該設(shè)計(jì)中。這兩臺(tái)主變壓器之間互為備用。 2 擬采用的設(shè)計(jì)方案 首先是對(duì)牽引變電所供電方式的了解，由于目前我國(guó)電氣化鐵路所采用的 主要是直流式供電，該方式比較簡(jiǎn)單實(shí)用。電力機(jī)車(chē)與蒸汽機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)不同，它本身不能帶能源，必須由外部供應(yīng)電能。 27 第 6 章 結(jié)論與展望 25 母線(xiàn)選擇時(shí)所依據(jù)的條件 18 高壓熔斷器的選擇和校驗(yàn) 9 校核容量 5 供電臂 1， 2平均電流的計(jì)算 5 負(fù)荷的計(jì)算 之后，按照一定的高壓設(shè)備選擇原則進(jìn)行該設(shè)計(jì)中高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，其中包括高低壓側(cè)斷路器的選擇、高低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇、電流互感器的選擇與校驗(yàn)，高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)，電壓互感器的選擇，避雷設(shè)備和自用變壓器的選擇。從國(guó)內(nèi)外牽引變電所的設(shè)計(jì)的成功和失敗的案例中 , 找出其成功的地方并發(fā)現(xiàn)其 問(wèn)題，以供本次設(shè)計(jì)所借鑒。此負(fù)荷是大功率單相整流型負(fù)荷，具有不對(duì)稱(chēng)、非線(xiàn)性和波動(dòng)性的特點(diǎn)。為了給電力機(jī)車(chē)供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線(xiàn)架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)，他的供電能力和可靠性必須滿(mǎn)足列車(chē)的運(yùn)行要求。 二、基本要求 ，計(jì)算說(shuō)明清晰完整，正確無(wú)誤； ； 、新設(shè)備； ： 1 萬(wàn)字； ：折合 0 號(hào)圖紙一張； ： 3000 字以上。 三、主要技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)任務(wù) 。 二、本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 自 1964 年 10 月 1日日本承建開(kāi)通世 界上第一條高速鐵路以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐和發(fā)展，各國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)都有了很大改進(jìn)，達(dá)到了很高的水平，而且都各具特色，最具有代表性的是日本、法國(guó)和德國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)。并且，負(fù)荷變化是隨機(jī)的，其平均負(fù)荷可能不很大，但短時(shí)負(fù)荷 有可能達(dá)到很大。 :經(jīng)過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程以后，可以達(dá)到運(yùn)用于實(shí)際情況。最后，結(jié)合設(shè)備和設(shè)計(jì)方案對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。 3 供電方案的說(shuō)明 31 附 錄 為了給電力機(jī)車(chē)供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線(xiàn)架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)，他的供電能力和可靠性必須滿(mǎn)足列車(chē)的運(yùn)行要求。采用直供加回流的供電方式，該方式是在直接供電時(shí)回路采用鋼軌和架空回流線(xiàn)，提高回流效率。 主變壓器進(jìn)線(xiàn)是三相 110kV ，出線(xiàn)是每相 (單相供電 ,其中一相回流 )在方案中選擇容量合適的主變壓器是很重要的，容量過(guò)小，容易過(guò)負(fù)荷；容量過(guò)大造成浪費(fèi)，試運(yùn)營(yíng)成本增加。對(duì)該設(shè)計(jì)中的主接線(xiàn)圖的說(shuō)明主要如下：該變電所電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選出的一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線(xiàn)方式。 其中，除了考慮計(jì)算容量和校核容量外，主要考慮的因素就是備用方式的選擇。1 ? ?? ?? utta 39。綜合考慮，確定變壓器的容量為 所示： 表 32 確定變壓器容量的技術(shù)參數(shù) 計(jì)算容量 校核容量 變壓器容量 kVA 31500 kVA 11 這兩臺(tái)容量為 31500kVA 的三相變壓器，接線(xiàn)方式為 Yn,d11， 型號(hào)是SF131500/110,其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 33 變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定容量（ kVA） 高壓額定電壓（ kV） 低壓額 定電壓（ kV） 高壓 額定電流（ A） 低壓 額定電流（ A） 空載損耗（ kV） 短 路 損耗（ kV） 阻抗 電壓 空載 電流 連接 組別 SF131500/110 31500 110 165 660 148 2 Yn,d11 12 第 4 章 短路電流計(jì)算 一次側(cè)短路計(jì)算 (1)確定基準(zhǔn)值： 取 Sd=100MV1 1 b 25= 7 . 6 3 ( k A )0 . 7 5 6 2 . 5 2EEI X X X??? ? ??? 三相沖擊電流及第一周期短路全電流有效值： sh 6( kA )iI? ? ? ? sh 1 1 ( kA )II? ? ? ? 將短路計(jì)算結(jié)果列于表 41： 表 41 短路計(jì)算結(jié)果 一次側(cè)短路 一相母線(xiàn)對(duì)軌 異相母線(xiàn)短路 三相短路 短路電流 5 kA kA kA kA 短路沖擊電流 kA kA kA 短路沖擊電流有效值 kA kA kA kA 15 第 5 章 高壓電氣設(shè)備的選擇 選擇原則 (1)按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 ① 額定電壓選擇 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，必須使電氣裝置地點(diǎn)電路的最大工作電壓 Ug 不超過(guò)電氣設(shè)備的最高工作電壓 Umax，才能保證在正常運(yùn)行情況下電器的絕緣不致破壞。 ? ?AII ge 1 41 2 5 0 m a x. ??? 滿(mǎn)足要求。 高壓熔斷器的選擇和校驗(yàn) 熔斷器是用以切斷過(guò)載電流和短路電流，選擇熔斷器時(shí)首先應(yīng)根據(jù)裝置地點(diǎn)和使用條件確定種類(lèi)和型式；對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需要按額定電壓和斷流容量?jī)身?xiàng)來(lái)進(jìn)行選擇。 ③ 校驗(yàn)熱穩(wěn)定性 ? ? tKI te ?? 2 (510) ? ? ? ? skAQskAtKI dte 2222 ???????? 滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求。 ② 按一、二次回路電壓選擇 為確保電壓互感器安全可靠長(zhǎng)期工作和在規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí)別下運(yùn)行，要求電壓互感器所接電網(wǎng)電壓不超過(guò)也不低于互感器一次額定電壓的 10%，而電網(wǎng)電壓變動(dòng)一般不會(huì)超出電網(wǎng)額定電壓的 10%，因此可按下式確定電壓互感器一次額定電壓，即： 1NWUU? 式中： 1NU 、 WU — 分別為電壓互感器一次側(cè)額定電壓和互感器安裝處電網(wǎng)的額定電壓； 電壓互感器二 次側(cè)額定電壓應(yīng)符合測(cè)量?jī)x表或繼電器的額定電壓，一般為 100V或 3100 。 24 表 513 JCC1110型戶(hù)外電壓互感器參數(shù)表 型號(hào) 一次額定電壓 （ V） 基本二次額定電壓 （ V） 輔助一次額定電壓 （ V） 一級(jí)額定容量（ VA） 三級(jí)額定容量（ VA） 最大容量 （ VA） 備注 JCC1110 310110 3? 3100 100/100/3 500 100 2021 中性點(diǎn)直接接地 由于電壓互感器裝于 110kV 側(cè)只是用于電壓監(jiān)視，并不需要起保護(hù)作用，因?yàn)槿绻?110kV 側(cè)發(fā)生故障或事故是，其地方的電力系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置跳閘，將其故障或事故切除，因此選用 JCC1110 型準(zhǔn)確級(jí) 1級(jí)，額定容量 的電壓互感器便可以滿(mǎn)足要求。 110kV 側(cè)母線(xiàn)的選擇 (1)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇母線(xiàn)截面 最大長(zhǎng)期工作電流按變壓器過(guò)載 倍考慮，則： g. m a x e1 .3 1 .3 1 6 5 2 1 4 .5II? ? ? ?(A) 27 查出鋁母線(xiàn) (25 4 型 )的允許載流量為 292A(環(huán)境溫度為 176。該設(shè)計(jì)基本完成了對(duì)牽引變電所的整體設(shè)計(jì)。帶回流線(xiàn)的直接供電方式有望在回流質(zhì)量和在減少對(duì)附近通信線(xiàn)路的干擾方 面進(jìn)行改進(jìn)。但像做這樣一個(gè)工作量比較大的畢業(yè)設(shè)計(jì)，與老師和同 學(xué)的幫助是分不開(kāi)的。在主變壓器的選擇中，除了考慮負(fù)荷計(jì)算中的參數(shù)意外，還考慮了實(shí)際鐵路運(yùn)營(yíng)中會(huì)出現(xiàn)的大運(yùn)量需求，設(shè)計(jì)中選用一個(gè) 31500kVA 的主變壓器，這樣既滿(mǎn)足了運(yùn)力的要求，又提高了運(yùn)營(yíng)效率。 (2)校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)的短路熱穩(wěn)定性 母線(xiàn)在最大負(fù)荷 時(shí)的溫度 : ? ?? ? ???? 9 2 1 425 202m a x0s????????????????????? ????xuxugII 短路電流計(jì)算時(shí)間 : js b g st t t? ? ? ? ? 短路電流熱效應(yīng)： 2 2 2d 5 0. 2 5 ( kA S )Q I t?? ? ? ? ? ? 由 ? ?? ，查得鋁曲線(xiàn) ??SA 42 642d ???????? SQAA SZ 查表 可得 ??ZA ，對(duì)應(yīng)鋁母 線(xiàn)曲線(xiàn)的縱 坐標(biāo)為 ? ，即?? xu ??? ?? Z ，表明所選截面的母線(xiàn)能滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性。 供計(jì)費(fèi)用的電壓互感器的選擇：型號(hào)同上，但準(zhǔn)確級(jí)為 級(jí)。 為保證電壓互感器在所要求的準(zhǔn)確級(jí)下工作，電壓互感器的額定二次容量 2eW 應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)載容量 2W ，即： 22eWW? 式中： 2eW ` 2W — 分別為每相互感器的額定二次容量和其所承擔(dān)的二次負(fù)荷總?cè)萘?（ VA ） 。 (3) 感器得選擇與校驗(yàn) ① LCWD135 電流互感器，電流比為 100/5，其具體技術(shù)參數(shù)： 22 表 511 LCW35型電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定 容量 /VA 額定電壓 /kV 額定電流比/A 準(zhǔn)確級(jí)次 1 秒熱穩(wěn) 定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LCWD35 30 800/5 1/10P1 100 141 ② 每相互感器二次負(fù)荷列于下表中，據(jù)此進(jìn)行二次負(fù)載的計(jì)算與校驗(yàn)。 滿(mǎn)足開(kāi)斷能力 所以該型號(hào)高壓熔斷器滿(mǎn)足要求。 kAIkAI chg ??? 滿(mǎn)足要求。故有： tItI t ???? 22 （ 55） (4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電氣的動(dòng)穩(wěn)定度由制造廠(chǎng)規(guī)定的極限通過(guò)電流峰值表示，它也稱(chēng)為電器的動(dòng)穩(wěn)定電流，在運(yùn)行中，可能通過(guò)的最大電流是回路中可能發(fā)生的三相短路電流最大沖擊值3chi ，因此校驗(yàn)電器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí) 需滿(mǎn)足： gfch ii ?3 或 gfch ii ? (56) 式中： gfi 、 gfI — 電器極限通過(guò)電流峰值和有效值 chi、chI— 短路沖擊電流及其有效值 [8] 高壓電器設(shè)備的選擇 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn) (1)110KV 側(cè)斷路器選用 SW5110/1000 型戶(hù)外式少油斷路器，