【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (32) 式中，——列車區(qū)間帶電運(yùn)行時(shí)分供電臂上(下)行的總能耗為(列車自用電能耗暫忽略不計(jì))： (33)列車計(jì)算能耗如表31所示：表31 計(jì)算能耗數(shù)據(jù)供電臂12列車全部運(yùn)行時(shí)間上行1211下行10列車用電運(yùn)行時(shí)間上行88下行7列車在內(nèi)的能耗上行下行① 雙線區(qū)段上(下)行供電臂列車平均電流： (34)式中，——列車在供電臂內(nèi)上(下)行方向的全部運(yùn)行時(shí)間。 ——列車在內(nèi)的能耗。② 上(下)行供電臂同時(shí)存在的平均列車數(shù)，即 (35) 式中，——上(下)行供電臂的列車對(duì)數(shù)(對(duì)/日)； ——為全日時(shí)間，即1440min。③ 上(下)行供電臂列車用電平均用電概率，即 (36) 式中，——上(下)行供電臂列車用電運(yùn)行時(shí)間。④ 供電臂的平均電流計(jì)算方法： (37) 供電臂1：供電臂2： 按以上計(jì)算出的基本參數(shù)，可計(jì)算供電臂2的平均電流。從而可得：供電臂1：供電臂2： 供電臂2有效電流的計(jì)算供電臂2有效電流： 式中：( )供電臂1的有效電流計(jì)算：供電臂2的有效電流計(jì)算： 變壓器容量的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用三相接線變壓器，接線變壓器由兩臺(tái)單相變壓器連接而成，其兩臺(tái)變壓器計(jì)算容量分別為：因此： 變壓器校核容量的計(jì)算對(duì)應(yīng)于的供電臂1列車用電平均概率為 按雙線有上行車或有下行車的概率為經(jīng)查得：又 從而得出， 則供電臂1的校核容量對(duì)應(yīng)于的供電臂2列車用電平均概率為按雙線有上行車或有下行車的概率為經(jīng)查得： 從而得出：則供電臂2的校核容量 求變壓器的安裝容量牽引變壓器的安裝容量，是在計(jì)算容量與校核容量的基礎(chǔ)上，再考慮備用方式，最后按其系列產(chǎn)品確定的牽引變壓器臺(tái)數(shù)與容量。為了確定牽引變壓器的安裝容量，除了其計(jì)算容量與校核容量外，主要考慮因素是備用方式。本設(shè)計(jì)采用的是4臺(tái)三相變壓器，每2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，構(gòu)成V,V接線型式，其余2臺(tái)備用。牽引變壓器容量應(yīng)能承擔(dān)全所最大負(fù)荷，滿足鐵路正常運(yùn)輸?shù)囊?。因此所選變壓器容量應(yīng)比校核容量略大一些，確定變壓器容量為和 [10]。如表32所示。表32 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4000031500第4章 線路的保護(hù)計(jì)算為了進(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。短路計(jì)算時(shí)電網(wǎng)電源容量按無限大容量考慮；計(jì)算短路電流要考慮周期分量衰減時(shí)，在三相短路的暫態(tài)過程中，不同時(shí)刻短路電流周期分量的有效值的計(jì)算，所以用運(yùn)算曲線法計(jì)算；計(jì)算中取用系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗[11]。 短路計(jì)算示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)短路中最常見的短路類型是單相接地短路，短路后最不嚴(yán)重的短路類型是兩相不接地短路，短路電流最大的三相接地短路。由于采用的是完全備用方式，主變壓器單臺(tái)運(yùn)行，牽引變壓器高壓側(cè)三相接地短路短路電流與點(diǎn)的三相接地短路電流相等，最終在計(jì)算可能通過各種電氣設(shè)備和母線最大電流時(shí)，計(jì)算短路點(diǎn)的三相接地短路電流即可[12]。關(guān)于短路計(jì)算考慮簡(jiǎn)化計(jì)算，電網(wǎng)電源容量按無限大考慮。計(jì)算中，取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗。沖擊系數(shù)按表41選取。表41 沖擊系數(shù)電壓等級(jí)220kV各級(jí)繼電保護(hù)時(shí)間配合按表42選取。表42 沖擊系數(shù) 計(jì)算點(diǎn)12451．501．000．500．201．561．060．560．26 短路電流計(jì)算(1)牽引變壓器高壓側(cè)()發(fā)生三相接地短路時(shí)，：短路電路圖41如下所示：圖41 220kV側(cè)三相短路取電網(wǎng)電源為無限大功率電源，內(nèi)阻抗為零，線路電抗標(biāo)幺值為：短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值為：短路點(diǎn)處的基準(zhǔn)電流為： 短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流有名值為： 短路點(diǎn)的沖擊電流為： (2)牽引變壓器低壓側(cè)()發(fā)生三相接地短路時(shí)，短路電路圖如下：圖42 由于,所以可以忽略，短路后在計(jì)算時(shí)也可以忽略不計(jì)，所以：變壓器電抗標(biāo)幺值：線路電抗標(biāo)幺值同上，沒變電壓標(biāo)幺值為：線路和線路的并聯(lián)標(biāo)幺值為：短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值為：短路點(diǎn)處的基準(zhǔn)電流為： 短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流有名值為： 短路點(diǎn)的沖擊電流為： 短路計(jì)算結(jié)果如表43所示：表43 短路計(jì)算結(jié)果電壓等級(jí)220kV (kA) (kA)第5章 開關(guān)設(shè)備選型及熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 開關(guān)設(shè)備包括斷路器、熔斷器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)等電器。選擇標(biāo)準(zhǔn)見下表所示，根據(jù)表51中條件，選擇合理的開關(guān)設(shè)備并校驗(yàn)。表51 開關(guān)電器的選擇與校驗(yàn) 選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目 額定電壓 額定電流 開斷電流 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 隔離開關(guān)―― 負(fù)荷開關(guān) 熔斷器――――表51中 －分別為開關(guān)電器的額定電壓、額定電流和額定開斷電流； －分別為開關(guān)電器工作點(diǎn)的線路額定電壓、最大負(fù)荷電流和三相短路電流穩(wěn)態(tài)值；－分別為開關(guān)電器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值、熱穩(wěn)定電流及其試驗(yàn)時(shí)間；－假想時(shí)間，－繼電保護(hù)整定時(shí)間(s)；－斷路器動(dòng)作時(shí)間(s)；－考慮短路電流非周期分量熱影響的等效時(shí)間。 高壓斷路器對(duì)于開斷電路中負(fù)荷電流和短路電流的高壓斷路器，首先應(yīng)按使用環(huán)境、負(fù)荷種類及使用技術(shù)條件選擇斷路器的類型和型號(hào)，及戶外或戶內(nèi)，以及滅弧介質(zhì)的種類。對(duì)三相系統(tǒng)中，廣泛采用少油式斷路器，交流牽引負(fù)荷側(cè)由于故障跳閘頻繁，從減少運(yùn)行維修工作量考慮，較普遍采用真空斷路器[13]。(1)牽引主變壓器高壓側(cè)(220kV)我們選擇的是戶外少油斷路器。型號(hào)選擇如下：工作點(diǎn)的線路額定電壓為：三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為： 最大負(fù)荷電流為： 根據(jù)上面數(shù)據(jù)和附錄可選擇的斷路器型號(hào)為：校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，所以，滿足要求。校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，斷路器的試驗(yàn)時(shí)間，假想時(shí)間：滿足要求。(2)牽引主變壓器低壓側(cè)()我們選擇的是戶外少油斷路器。型號(hào)選擇如下：工作點(diǎn)的額定電壓為：三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負(fù)荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和附錄可選擇的斷路器型號(hào)為：校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 滿足要求。校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流斷路器的試驗(yàn)時(shí)間假想時(shí)間：滿足要求。(3)電力變壓器高壓側(cè)我們選擇的是戶內(nèi)真空斷路器。型號(hào)選擇如下：工作點(diǎn)的線路額定電壓為：三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負(fù)荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)及附錄可選擇的斷路器型號(hào)為：校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求。校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流，斷路器的試驗(yàn)時(shí)間,假想時(shí)間所以，滿足要求。 隔離開關(guān)牽引變壓器220kV隔離開關(guān)型號(hào)選擇如下：工作點(diǎn)的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負(fù)荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和附錄可選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為： 型的隔離開關(guān)校驗(yàn)隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗(yàn)隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流，隔離開關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間假想時(shí)間 ,所以，滿足要求。：工作點(diǎn)的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和附錄可選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：校驗(yàn)隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值所以，滿足要求。校驗(yàn)隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流 隔離開關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間 假想時(shí)間所以，滿足要求。：工作點(diǎn)的線路額定電壓為：,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：最大負(fù)荷電流為：根據(jù)上面數(shù)據(jù)和附錄可選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：校驗(yàn)隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，所以 滿足要求校驗(yàn)隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流，隔離開關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間假想時(shí)間所以，滿足要求。選擇的開關(guān)型號(hào)見表52所示：表52 選擇開關(guān)型號(hào)電壓220kV斷路器隔離開關(guān)第6章 互感器的選型校驗(yàn)保護(hù)及自動(dòng)裝置配置本次課程設(shè)計(jì)只做220kV側(cè)A、B、C三相的儀用電壓、電流互感器選擇與校驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)需要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)。表61電流、電壓互感器選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)電壓電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定電流互感器電壓互感器式中，－電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)； －電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)； 、－分別為二次側(cè)每相負(fù)荷(儀器、儀表)容量及電壓互感器每相額定容量； －工作點(diǎn)線路額定電壓。 220kV電壓互感器的選型和校驗(yàn)(1)電壓互感器的選型假設(shè)二次負(fù)荷為：一個(gè)饋線上共有一個(gè)有功瓦時(shí)計(jì)，一個(gè)無功電度表，一個(gè)電壓表測(cè)母線電壓，一個(gè)絕緣監(jiān)視裝置。互感器接線形式及負(fù)載連接圖類為接線形式。220kV側(cè)的電壓互感器是用于計(jì)費(fèi)，并不需要起保護(hù)作用，因?yàn)槿绻?20kV側(cè)發(fā)生故障時(shí)，其他地方的電力系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置跳閘，將故障切除。它的基本數(shù)據(jù)見表62：表62 220kV側(cè)的電壓互感器型號(hào)型號(hào)額定電壓(kV)額定容量(VA)最大容量(VA)原邊副邊1級(jí)3級(jí)50010002000(2)電壓互感器的校驗(yàn)由于電壓互感器的主接線中是與主回路并聯(lián)，主接線及主回路發(fā)生短路時(shí)，電壓互感器不會(huì)通過短路電流，所以對(duì)電壓互感器不需要校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定型，只需進(jìn)行容量校驗(yàn)就可以了。電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如表63所示：表63電壓互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表儀表名稱儀表電壓線圈數(shù)儀表總數(shù)儀表所需功率ab相bc相每個(gè)總計(jì)有功瓦時(shí)計(jì)11無功電度表11電壓表1110———總計(jì)所以：， ，接線為接線方式的互感器各相負(fù)荷計(jì)算式得：計(jì)入每相絕緣監(jiān)視接有電壓表的負(fù)荷P=，Q=0，則a相總負(fù)荷：計(jì)入接于相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，則b相總負(fù)荷為：故選擇型號(hào)電壓互感器，容量滿足要求。 220kV電流互感器的選型和校驗(yàn)(1)電流互感器選型最大長(zhǎng)期工作電流所以可選用型電流互感器，電流比為，有兩個(gè)鐵芯，1級(jí)的供保護(hù)用。由資料知，兩鐵芯的對(duì)應(yīng)額定容量為，熱穩(wěn)定倍數(shù)，電動(dòng)力穩(wěn)定倍數(shù)。(2)電流互感器校驗(yàn)進(jìn)行電流互感器二次負(fù)載的計(jì)算和校驗(yàn)每相互感器二次負(fù)荷如表64：表64 每相互感器二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 儀表名稱二次負(fù)荷A相B相C相電流表(ITI—A型)——有功功率表(IDI—W)—有功瓦時(shí)計(jì)(DSI)—總計(jì)由最大一相(B相)負(fù)載為依據(jù)，取，由公式得導(dǎo)線電阻。銅導(dǎo)線，則其截面積。因此，選擇截面積為的銅導(dǎo)線，可滿足要求。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：由前面的計(jì)算結(jié)果可知：，所以， ，滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：由前面的計(jì)算結(jié)果可知：，所以，滿足要求校驗(yàn)作用于互感器絕緣瓷瓶帽上的機(jī)械應(yīng)力：假設(shè)則滿足動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)，說明互感器對(duì)機(jī)械力的作用是穩(wěn)定的。因此，選擇型兩鐵心互感器能滿足要求。最終結(jié)果見表65： 表65 互感器選擇型號(hào)電壓互感器電流互感器陽泉北牽引變電所、分區(qū)所、AT所采用安全監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)牽引供電系統(tǒng)的控制、保護(hù)和安全監(jiān)控。其中客專正線的牽引變電設(shè)施綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的視頻監(jiān)控納入綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，環(huán)境監(jiān)測(cè)納入PSCADA系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度管理。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)成，采用分層、分布式結(jié)構(gòu)，保護(hù)設(shè)置如下：陽泉北變電所220kV進(jìn)線及主變壓器設(shè)自投裝置；母線設(shè)置線路縱差、母線保護(hù)；設(shè)置保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的通信傳輸裝置。線路縱差、