牵引变电所一次课程设计汇本

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1、 课 程 设 计题 目A牵引变电所供变电工程设计专 业电气工程及其自动化班 级学 号姓 名指导教师电气工程学院课 程 设 计 任 务 书学生姓名学生专业电气工程及其自动化学生学号学生班级指导教师设计题目A牵引变电所供变电工程设计一、设计初始条件(已知技术参数) 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。图1牵引供电系统示意图图1中，牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。电力系统1、2均为火电厂，选取基准容量Sj为500MVA，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12； 在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.1

2、4。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1中，L1、L2、L3长度分别30km、60km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4/km, 平均零序电抗X0为1.2/km。基本设计数据如表1所示。表1 牵引变电所基本设计数据项目A所B所C所D所E所F所左臂负荷全日有效值（A）350410210390240180右臂负荷全日有效值（A）190300290160410300左臂短时最大负荷（A）注510520370550420280右臂短时最大负荷（A）290380400280650420牵引负荷功率因数(感性)0.80.80.80.80.80.810kV地区负荷容量（kVA）215

3、00210002200021000215002100010kV地区负荷功率因数(感性)0.830.830.830.830.830.83牵引变压器接线型式ScottVvYNd11单相VvYNd11牵引变压器110kV接线型式内桥外桥内桥外桥内桥外桥左供电臂27.5kV馈线数目222222右供电臂27.5kV馈线数目222222预计中期牵引负荷增长204040304045注：供电臂短时最大负荷即为线路处于紧密运行状态下的供电臂负荷。二、要求完成的主要任务1 设计分组A组：1778、1784、1790、1796；B组：1779、1785、1791、1797；C组：1780、1786、1792、180

4、0；D组：1781、1787、1793、1801；E组：1782、1788、1794、1802；F组：1783、1789、1795、1804。学号为单数的同学设计牵引变电所A；双数的同学设计牵引变电所B。2 牵引变电所供变电工程设计内容（1） 概述对设计对象、原始资料（通常论述电网状况、负荷等级、负荷统计资料、地质、气象条件等）、设计原则及设计所要完成的任务作简要论述。（2） 牵引变压器容量计算确定主变压器接线型式和备用方式；分别计算正常负荷和坚密运行状态下的主变压器计算容量；电气化铁道中、远期运量估计；根据以上计算，进行单台主变压器初步选型；进行主变压器过负荷能力校验。（3） 牵引变压器运行

5、技术指标计算牵引变压器功率损耗及全年电能损耗计算；牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算；牵引变电所短时最大负荷工况下的不平衡度计算。（4） 牵引变电所电压不平衡度计算 在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。按紧密运行工况进行不平衡度考核。（5） 牵引变电所主接线设计（用2个初步方案进行比选） 根据电网布局、牵引变电所类型决定110kV侧的主接线，如内、外桥，双T接线或线路变压器组等，鼓励同学们结合自己工作经验进行设计。根据27.5kV馈线路数及供电对象的重要程度决定27.5kV侧的主接线，如选择单母线及其分段、双母线、单母线加旁路母线等。 对所选初步

6、方案进行技术、经济指标比选（如比较变压器功损、压损、不平衡度、接线可靠性、接线复杂程度等），选出优化设计方案。（6） 绘制有关图纸 对所选方案绘出牵引变电所主接线图及变电所平面布置图。图中应列表注明所选设备的编号、名称、台（组）数、型号（这一部分内容待后定）。（7） 短路电流计算为进行所选电气设备的动稳定、热稳定校验，必须进行相应的短路计算。（8） 开关设备选型及稳定性校验 根据以上计算结果，进行 110kV、27.5kV、10kV所有断路器以及隔离开关的选型和动稳定、热稳定校验，并列出计算、校验汇总表和设备清单。（9） 室内、外母线选型及校验室外母线110kV进线侧、进入高压室的27.5kV

7、进线侧、从高压室出来的27.5kV馈线侧、10kV馈线侧的母线均为软母线。软母线进行选型、热稳定校验。无需进行动稳定校验。室内母线高压室内27.5kV硬母线长度l2000mm； 相间距a600mm 。 高压室内 10kV 硬母线长度l1200mm； 相间距a250mm 。硬母线进行选型、热稳定及动稳定校验。（10） 选择并校验各个支持绝缘子和穿墙套管（11） 电压、电流互感器选型与校验受课时所限，本次课程设计只做110kV侧A、B、C三相的仪用电压、电流互感器选择与校验，各相仪表型号由同学自行确定。根据设计需要，同学自行选择每相上的仪表种类、个数和连接方式，然后决定测量用电压、电流互感器的连接

8、、选型与校验（设计中假设仪表盘距电压、电流互感器安装点30m）。（12） 牵引变电所防雷接地设计（参考高电压技术教材）（13） 开列所选设备清单（编号、名称、型号、台（组）数）（14） 形成完整的设计计算书及图纸3 设计要求： 根据设计内容的不同，划分出独立的章节 在每章的开始，应对所要完成的任务、基本的设计原则及计算方法作一简要的论述在每章的结尾，应对所完成的工作做一简要的总结，以便后面章节查阅对于关键参数的计算，要求有完整的计算电路图、详细的计算过程、完整的计算结果汇总表 完成两张图纸：牵引变电所主接线图和牵引变电所平面布置图撰写格式需符合学校相关的规定。三、时间安排第9周：下达课程设计任

9、务，介绍供变电技术课程设计的主要设计内容和设计方法，并明确课程设计的要求，指出相关的注意事项。第916周：课程设计进度检查，指导，答疑。四、参考文献1. 贺威俊等 编著.电力牵引供变电技术 西南交通大学出版社，19982. 贺威俊、简克良 主编.电气化铁道供变电工程 中国铁道出版社，19803. 娄和恭等 合编.发电厂变电所电气部分 水利电力出版社，19874. 李群湛 贺建闽 编著. 牵引供电系统分析 西南交通大学出版社，20075. 曹建猷 著. 电气化铁道供电系统 中国铁道出版社，19836. 李群湛 连级三 高仕斌 编著. 高速铁路电气化工程西南交通大学出版社，20067. 简克良 主

10、编.电力系统分析.西南交大出版社，19928. 铁道部电气工程局电气化勘测设计院，电气化铁道设计手册 牵引供电系统，19889. 袁则富，何其光 译.电气化铁路供电 西南交通大学出版社，1989指导教师签名： 年 月 日系主任签名： 年 月 日 摘要：牵引供电系统是我国电气化铁路重要的组成部分，它主要由牵引变电所、牵引网、分区所、开闭所等组成。本次设计主要对牵引变电所一次设备进行了研究和设计。主要工作是对A牵引变电所主接线设计及其绝缘的检验。其中，牵引变压器的设计主要包括变压器的容量计算和技术指标的检测。绝缘设备的检验主要是关于电气设备的动稳定、热稳定性、开关设备的选型和校验，以及对室内外母线

11、，各个支持绝缘子和穿墙套管，电压、电流互感器的选型和校验。另一部分主要内容是对牵引变电所的防雷接地设计，包括避雷针、避雷线、避雷器以及接地系统的设计。关键词：主接线 热稳定性校验 动稳定性校验 防雷接地目 录第1节 本次设计概述11.1设计方案概述11.2设计原始资料1第2节 牵引变压器容量计算32.1 变压器容量计算步骤32.2 牵引变压器容量计3第3节 牵引变压器运行指标计算53.1 牵引变压器全年电能损耗计算53.2 牵引变压器的电压损失63.3 牵引变电所电压不平衡度计算6第4节 牵引变电所主接线设计9第5节 短路电流计算105.1 短路计算示意图及有关数据105.2 短路电流计算11

12、第6节 开关设备选型及热稳定性校验136.1 高压断路器136.2 隔离开关15第7节 室内外母线选型及校验187.1 室外母线选型及校验187.2 室内母线的选型和校验19第8节 支持绝缘子和穿墙套管的选择和校验218.1 穿墙套管的选型和校验218.2 支持绝缘子的选型和校验22第9节 互感器的选型和校验249.1 110kV电压互感器的选型和校验249.1 110kV电流互感器的选型和校验26第10节 牵引变电所防雷接地保护2810.1 变电所防雷保护设计2810.2 变电所接地设计29第11节 设备清单31总结体会32参考文献33附录34 第1节 本次设计概述1.1 设计方案概述本次课

13、程设计较系统的阐明了牵引变电所A主接线设计的基本方法和步骤。重点在于对牵引变压器容量的计算、运行技术指标的计算，牵引变电所电压不平衡度计算，短路电流的计算；牵引变压器的选择，开关及导线的选择，电压、电流互感器的选择；防雷接地设计电气主接线的设计等。1.2 设计原始资料包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。图1牵引供电系统示意图图1中，牵引变电所中的两台牵引变压器为一台工作，另一台备用。电力系统1、2均为火电厂，选取基准容量Sj为500MVA，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12； 在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。图1中，L1、L2、L3长度分别30km、60km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4/km, 平均零序电抗X0为1.2/km。基本设计数据如表1所示。表1-1 牵引变电所基本设计数据项目牵引变电所A左臂负荷全日有效值（A）180右臂负荷全日有效值（A）300左臂短时最大负荷（A）注280右臂短时最大负荷（A）420牵引负荷功率因数(感性)0.810kV地区负荷容量（kVA）2200010kV地区负荷功率因数(感性)0.83牵引变压器接线型式YNd11牵引变压器110kV接线型式