【正文】 牽引站供電，在電氣化改造工程投產(chǎn)初期，部分牽引站的過渡供電方案中考慮采用“ T”接方式供電。 供電系統(tǒng)：我國電氣化鐵路均由電力系統(tǒng)以 220kV 或 110kV電壓供電。牽引站接線方式為線路變壓器組接線，正常運行為一主一備。電力機(jī)車從接觸網(wǎng)得到 單相工頻交流電 ,經(jīng)機(jī)車內(nèi)部的整流設(shè)備整流成直流供給牽引電動機(jī)。 3 本牽引站主變安裝容量近期為 2 20MVA、遠(yuǎn)期為（ 20+25）MVA，牽引站內(nèi)變壓器采用 V/V 接線。供電線路由鐵路東側(cè)進(jìn)線。 東南方向 220kV 站：現(xiàn)有主變?nèi)萘?1 150MVA， 220kV 出線 2回，采用單母線接線方式； 110kV 規(guī)劃出線 10回，現(xiàn)有出線 4 回，采用單母線接線方式；該站計劃 2022 年擴(kuò)建 1 臺 180MVA 主變， 220kV 主接線 完善為雙母線接線， 110kV 擴(kuò)建出線間隔 6回，主接線完善為雙母線接線；目前該擴(kuò)建工程可研報告已通過評審。 220kV 變電站 4 第一章 牽引變電所主結(jié)線設(shè)計原則及要求 概述 牽引變電所（含開閉所、降壓變電所）的電氣主結(jié)線，是指由主變壓器、高壓電器和設(shè)備等各種電器元件和連接導(dǎo)線所組成的接受和分配電能的電路。它不僅標(biāo)明了各主要設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量，而且反映各設(shè)備的連接方式和各電氣回路的相互關(guān)系，從而構(gòu)成變電所電氣部分主系統(tǒng)。在運行中，它能表明與高壓電網(wǎng)連接方式 、電能輸送和分配的關(guān)系以及變電所一次設(shè)備的運行方式，成為實際運行操作的依據(jù)；在設(shè)計中，主結(jié)線的確定對變電所電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)裝置和計算、自動裝置和控制方式選擇等都有重大影響。此外，電氣主結(jié)線及其組成的電氣設(shè)備，是牽引變電所的主體部分。 電氣主接線設(shè)計應(yīng)遵循的主要原則與步驟 在電氣主結(jié)線的設(shè)計中，應(yīng)遵循的主要原則 與步驟： 1. 應(yīng)以批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針政策和有關(guān)的技術(shù)政策、技術(shù)規(guī)范和規(guī)程為準(zhǔn)則，結(jié)合工程具體特點和實際調(diào)查掌握的各種基礎(chǔ)資料，進(jìn)行綜合分析和方案研究。 3. 根據(jù)供電系 統(tǒng)計算結(jié)果提供的上述各種技術(shù)參數(shù)和有關(guān)資料，結(jié)合牽引變電所高壓進(jìn)線及其與系統(tǒng)聯(lián)系、進(jìn)線繼電保護(hù)方式、自動裝置與監(jiān)控二次系統(tǒng)類型、自用電系統(tǒng)，以及電氣化鐵路當(dāng)前運量和發(fā)展規(guī)劃遠(yuǎn)景等因素，并全面考慮對主結(jié)線的基本要求，做出綜合分析和方案比較，以期設(shè)計合理的電氣主結(jié)線。 6 第二章 牽引變電所電氣主接線圖設(shè)計說明 根據(jù)原始資料易知， 已 站對 E 所正常供電時，兩回 110kV 線路中，一回為主供電源，另一回 備 用。所內(nèi)不設(shè)鐵路岔線。 牽引變電所 A110kV 側(cè)要求計費 ，故低壓（二次）側(cè)需設(shè)電壓互感器，高壓側(cè)同樣需設(shè)電壓互感器，按正常運行方式選擇變壓器容量。變壓器采用兩臺三相主變壓器，其繞組聯(lián)結(jié)形式為 YNd11 變壓器，二次繞組有一相接地并與鋼軌連接。每個分段母線都設(shè)有單相電壓互感器和避雷器，以便某分段母線檢修或故障停電時，它們不致中斷工作。當(dāng) 110KV 進(jìn)線 1 發(fā)生故障時，只需合上外跨橋上的隔離開關(guān)。設(shè)備的檢修相同。斷路器及其他設(shè)備發(fā)生故障或檢修相同。 7 第三章 短路計算 短路計算的相關(guān)概念、內(nèi)容和目的 1． 短路 ,是指供電系統(tǒng)正常運行情況外的，導(dǎo)電相與相或相與地之間負(fù)荷支路被旁路的直接短路或經(jīng)過一個很小的故障點阻抗短接。 3． 短路計算的目的，是通過短路過程的研究及計算短路電流的量值，從而達(dá)到供電系統(tǒng) 合理設(shè)計和安全可靠運行的重要因素。 短路計算 電路簡化圖如圖 31所示 圖 31 額定電壓與平均電壓之間的關(guān)系如表 31所示： 表 31 短路計算用電網(wǎng)平均電壓 8 額定電壓 Ue(Kv) 220 110 35 25 10 6 平均電壓 Up(Kv) 230 115 37 Ⅰ、上圖系統(tǒng)電力變壓器的總?cè)萘繛椋?63 00 0 2 15 00 0 2 15 60 00S K V A? ? ? ? ?降 系統(tǒng)供電電源容量： 10000S MVA?系 156000 1 0 0 % 1 . 5 6 % 3 %10000000SS ? ? ? ?降系 因此，在降壓變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路時，供電電源視為無限大容量供電狀態(tài)。取其中較大的作為選擇斷路器的參考依據(jù)。% 1 0 .5 1 0 0 0 .71 0 0 1 0 0 1 5jd beSUX S? ? ? ? ? ⑦ 110/：7* 39。 Ⅳ、計 算 ⅰ、 d1處發(fā)生三相短路時，等值計算網(wǎng)絡(luò)圖 32如下： 圖 32 ① * 110 . 0 5 6 7 1 0 . 2 6 9 8 0 . 2 4 1 9 0 . 7 0 . 7 8 3 522X ? ? ? ? ? ? ? ? ② 周期分量電流有效值的標(biāo)幺值：* *11 1 .2 7 60 .7 8 3 5ZI X ?? ? ? ③ 周期分量電流有名值：* 1001 .2 7 6 2 .6 7 93 2 7 .5Z Z jI I I K A? ? ? ? ?? ④ 取 ? ，則有： 沖擊電流 1 .0 5 1 .8 1 .0 5 1 .8 2 7 .1 6 0c h Z m Zi I I KA? ? ? ? ? ? ? 39。1. 61 1. 61 1. 61 2. 67 9 4. 31 3c h Z ZI I I KA? ? ? ? ? ⅱ、 d d d4處發(fā)生 三相短路時，等值計算網(wǎng)絡(luò)圖 33如下： 圖 33 ① 由于 d d d4 都是直接在 110KV側(cè)短路，且屬于并聯(lián)運行，于是此三 處短路電流值相同 (此處計算 d2) 。39。 2． 校驗?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性 要求短路最終溫度 Z? ，應(yīng)先求出起始溫度 S? ，根據(jù) Z? ，利用曲線 ()Af? ?? ，找出對應(yīng)的 SA 值，再由21 d Z SQ A AS ??求出 ZA ，再次利用曲線 ()Af? ?? 找出對應(yīng)的 Z? ， ()Af? ?? 曲線如圖 41所示。 短路電流熱效應(yīng)： 2d Z f iQ Q Q 0. 40 23 0. 08 58 0. 48 81 K A S? ? ? ? ? ? 由 s=?? ，在《電力牽引供變電技術(shù)》圖 4sA 10?? 4 6 4z s z f i2 211A A ( Q Q ) 0 . 3 5 1 0 0 . 4 8 8 1 1 0 0 . 3 7 4 1 1 0S 45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在《電力牽引供變電技術(shù)》中查表 可得 4zA 10??，對應(yīng)鋁母線曲線的縱坐標(biāo)為 50? ，即 z xu60 200??? ? ? ? ?， 表明所選截面的母線能滿足熱穩(wěn)定性。 2． 校驗?zāi)妇€的短路熱穩(wěn)定性 要求短路最終溫度 Z? ，應(yīng)先求出起始溫度 S? ，根據(jù) Z? ，利用曲線 ()Af? ?? ，找出對應(yīng)的 SA 值，再由21 d Z SQ A AS ??求出 ZA ，再次利用曲線 ()Af? ?? 找出對應(yīng)的 Z? 。 14 3． 校驗?zāi)妇€的機(jī)械穩(wěn)定性 設(shè)母線采用水平排 列平放，則沖擊電流 chi ? 已知： a=40cm， l=120cm， h=40mm， b=4mm則 4 0 0 4 924 4 0abbh??? ? ? ??? 1xK?? 三相短路時，相間電動力為： ( 3 ) ( 3 ) 2 7 2 6 7c h x 1200lF 1 . 7 3 i k 1 0 1 . 7 3 7 . 1 6 0 1 0 1 0 2 6 6 . 0 7 Na 4 0??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 母線平放及水平排列時，其抗彎模量為： 2 2 6 311W b h 0 . 0 0 4 0 . 0 4 1 . 0 6 7 1 0 m66 ?? ? ? ? ? ? 母線的計算應(yīng)力： 6 6M F l 2 6 6 . 0 7 1 . 2 1 0 2 9 . 9 2 4 1 0 p aW 1 0 W 1 0 1 . 0 6 7? ? ?? ? ? ? ? ?? 由 《電力牽引供變電技術(shù)》表 知，鋁母線的允許應(yīng)力為 669 10Pa? ，xu??? ，滿足機(jī)械穩(wěn)定性。 支柱絕緣子及穿墻套管的選取及校驗 由于牽引變壓器安裝在室外，而 110KV 進(jìn)線是直接接到牽引變壓器上的，所以不用穿墻導(dǎo)管，故對于 110KV 側(cè)只需選擇支柱絕緣子而不需要選擇穿墻導(dǎo)管。 110kV 側(cè)支柱絕緣子選取 1． 按最大工作電壓選擇支柱絕緣子時，可按變壓器 110KV 側(cè)額定電壓110eU KV? 考慮。 查附表 11可以初選型號為 ZA35Y 的絕緣子，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表 42： 表 42 ：由計算知 ：2 7 2 6 7m a x c h xxu120lF i k 10 1 10 10a 40 N F 375 0 225 0 N??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故能滿足機(jī)械穩(wěn)定要求 側(cè)穿墻套管選取 1． 按最大長期工作電流選擇母線的截面可按變壓器過載 。 110KV 側(cè)斷路器選取 1． 最大長