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1、目录1 概述- 1 -1.1设计原始资料- 1 -2 牵引变压器容量计算- 2 -2.1主变压器接线形式和备用方式- 2 -2.2牵引变压器的计算容量- 2 -2.3单台主变压器初步选型- 2 -2.4牵引变压器过负荷能力校验- 2 -3 牵引变压器运行技术指标计算- 2 -3.1牵引变压器的功率损耗及全年电能损耗计算- 2 -3.2牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算- 3 -4 牵引变电所电压不平衡度计算- 3 -4.1计算电网最小运行方式下的负序电抗 X ( ) -3-4.2计算牵引变电所在严密运行时注入110kV电网的负序电流-3 -4.3构造归算到110kV的等值负序网络-4
2、 -4.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验-4 -5主接线选择- 5 -6短路电流计算- 5 -6.1变电所短路计算示意图及计算数据-5-6. 2线路电抗计算- 6 -6.3 110 kV侧短路电流计算-6 -6.4 27.5 kV侧短路电流计算-6 -7开关设备选型及稳定性校验- 7 -7.1断路器的选型及校验错误!未定义书签。7.2隔离开关的选型及校验错误!未定义书签。8电压、电流互感器选型及校验- 7 -8.1110kV 侧电压互感器选型及校验- 7 -8.2 110 kV侧电流互感器选型及校验-8 -9总结与体会- 8 -附 录- 10 -参考 文献错误!未定义书签。1
3、概述1.1 设计原始资料图1.1 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,其中电力系统1、2容量分别为250MVA和200MVA。选取基准容量S为j2 0 0MVA 。在最大运行方式下，电力系统1 、 2的综合电抗标么值分别为0. 1 3和0. 1 5； 在最小运行方式下，电力系统1 、 2的综合电抗标么值分别为0. 1 5和0. 1 7 。对每个牵引 变电所而言，110kV线路为一主一备。图1.1中，L、L、L长度为25km、40km、20km.123线路平均正序电抗X为0.4Q/km，平均零序电抗X为1.2Q/km。10表1.1 根本设计数据工程A牵引
4、变电所左臂负荷全日有效值(A)350右臂负荷全日有效值(A)330左臂短时最大负荷(A)440右臂短时最大负荷(A)注390牵引负荷功率因数0.85感性10kV地区负荷容量(kVA)2*100010kV 地区负荷功率因数0.80感性牵引变压器接线形式YN,d11牵引变压器110kv接线型式桥型接线左供电臂27.5kV馈线数目2右供电臂27.5kV馈线数目210kV地区负荷馈线数2回路工作，1回路备用注1)供电臂短时最大负荷即为线路处于严密运行状态下的供电臂负荷。2 牵引变压器容量计算2.1 牵引变压器的计算容量2.2.1 正常负荷的主变压器的计算容量牵引变电所的主变压器采用YN,dll接线形式
5、，主变压器的正常负荷计算如下，S 二 KU(2I + 0.65I )二 0.9x27.5x(2x350 + 0.65x300)二 22151(kVA)2.1t xlx 2式中，I 重负荷臂有效电流取350A； I 轻负荷臂有效电流取300A； U x1 x2牵引变电所牵引侧母线额定电压取27.5kV。2.2.2 严密运行状态下的主变压器的计算容量S 二 KU(21+ 0.65I )二 26606(kVA)(2.2)max t x1.maxx 2式中，I重负荷臂最大电流取440A； I 一轻负荷臂最大电流取300A。x1.max x22.3 单台主变压器初步选型根据所得容量，按较大容量选择变压器
6、型号，查询附录表一，可选S-31500/110 YN,d11 三相双绕组变压器。2.4 牵引变压器过负荷能力校验SS校二巳輕二17737(kVA) (2.3)式中，一般取K =1.5，经校验所选乂 K变压器满足要求。3 牵引变压器运行技术指标计算3.1 牵引变压器的功率损耗及全年电能损耗计算3.1.1 牵引变压器功率损耗计算根据变压器的等值电路得：P U 2148 1102R =- n =-= 1.805(0 ) (3.1)T 1000 S21000 31.52NS22SP =沪 R = 0.148 (kVA)(3.2)N3.1.2 全年电能损耗计算AA 二 0.876AP AA =AP +A
7、A (3.3)00Td0式中，AP为每台变压器额定短路损耗；AP为台变压器的额定空载损耗。 d0即 AAT = 148.0 + 0.867 x 38.5 = 1.82 x 106(kW/h)3.2 牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算归算到27.5kV侧X = Ud(%)UN = 105x2752 = 2.52 3 T100S100 x 31.5N式中， U (%)变压器短路电压百分值； U 变压器额定电压 dN电压损失计算Rt 二 13。(3.4)S 变压器额定容量。N.sinp)lx10-3 (3.5)x1.maxAU 二(R .cosp + XTT = 6113 x 0.85 +
8、 2.52 x 0.527)x 440 x 10-3= 0.627 (kV)式中， R 、X 变压器归算到次边的电阻值和电抗值； cos p 功率因数由表1. 1知 TT取0.85且为感性； I 该臂负荷最大值。x1.max4 牵引变电所电压不平衡度计算电气化铁道牵引负荷的特点是单相工频，当三相电力系统向它供电时，它将在电力 系统中引起负序电流，而负序电流会造成变压器的附加电能损失，并在变压器铁芯磁路 中造成附加发热，所以通过对不平衡度的计算，来确定采取有效的措施，缩小这些影响， 这是牵引供电系统设计的重要一环。在设计中，通常按牵引变电所正常运行和严密运行 两种情况分别计算电压不平衡度。4.1
9、计算电网最小运行方式下的负序电抗x (-)U2X (-) = X + XX * + LX *(4.1)S 3 S S 2 lj1102=x 0.17 + 40 x 0.4200=26.28 (0)式中， X *选取与牵引变电所相关电力系统最大电抗标幺值。在最小运行方式下系统 1 s的综合电抗标么值X = 0.17, L = 40km，X二0.40/km。s214.2计算牵引变电所在严密运行时注入 110kV电网的负序电流I(-)max；I 2+12 I.I左 max右max左 max 右max= 60.23 A(4.2)4.3 构造归算到 110kV 的等值负序网络对于三相双绕组牵引变压器，供
10、电系统等值负序网络如图4.1所示。110k V母线27.5kV母线IX(-)|XtImax图4.1 归算到110 kV ，牵引变压器、供电系统等值负序网络图4.1中，X计算方法见式4.1。X(-)二 XTTU (%) 1102二一dX100 ST10.5 1102X 一10031.5二 40.3 Q(4.3)4.4牵引变电所110kv母线电压不平衡度计算及校验相负序电压计算按式4. 4进展，U (-) = X( -)I (-)(4.4)max=26.285 x 60.23=1583.15 (V)110kV 侧母线电压不平衡度计算及校验按式4. 5进展:U(-)110000 訂X1000-(4.
11、5)1583 .15110000V?X100 %=2.49% 2.5%故满足要求。对于三相双绕组牵引变压器见图4.1， 10kV 母线电压不平衡度计算及校验按式4.6进展(-)+ X(-)110,000 V3 XI(-)x 1000/ (4.6)max026.285 + 0.33110000 訂X 60-23 X10000=2.5% 3%故满足要求。5 主接线选择本设计采用外桥型接线方式作为牵引变电所A的主接线。桥型接线能满足牵引变电 所的可靠性，具有一定得运行灵活性，使用电气少，建造费用低，在构造上便于开展为 单母线或具有旁路母线的单母线结线。具有很高的经济实用性，并能到达可靠性要求。 本设
12、计采用 100%完全备用，当一套设备发生故障，经过正确的倒闸操作顺序，另一设备 启用，以提高供电可靠性。针对本设计所选方案绘制牵引变电所主接线图见附图。6 短路电流计算为了进展所选电气设备的动稳定，热稳定校验，必须进展相应的短路计算。短路计 算时电网电源容量按有限大容量考虑；计算短路电流要考虑周期分量衰减时，在三相短 路的瞬时过程中不同时刻短路电流周期分量的有效值的计算。6.1 变电所短路计算示意图及计算数据为简化短路计算，电网电源容量按无限大考虑。计算中取系统最大运行方式下综合 电抗。图 6.1 牵引变压器的变电所短路示意图表 6.1 冲击系数电压等级110kV27.5kV10kVKch1.
13、801.701.55表6.2继电保护时间配合计算点d1d2d3t (s)d1.501.000.50tjs (s)js1.561.060.566.2线路电抗计算因为系统在最大运行方式下计算，所以选取系统1沿线路L3向电网供电，又因为系统在正常运行和三相短路时只有正序分量，无零序分量，故 L3 的电抗标么值为X* 二xl 聲 二0.4x20200 二0.13211 3 U21102av6.3 110 kV 侧短路电流计算设计中在110kV侧牵引变压器的选择型号为SF1 -31500/110 。短路电流标么值I-=3.82Z1* X * + X *0.132 + 0.13l基准电流IBS=BG200
14、我誇 x 110 = 1-05 (kA)B短路电流IZ1=1Z1*1 B = 3-82 X1.05 = 4-01 (kA)短路电流最大有效值I+ 2(k -1)21” = 6.09 (kA)(k I = 1.8)Z1 骨chZ1ch冲击电流i J2k I ：2 x1.8x4.01 10.21 (kA)ch1ch Z16.4 27.5 kV 侧短路电流计算变压器电抗标么值X * TU (%) S10.5 200t x b x 0.67100S100 31.5N短路电流标么值I* z21.073 x* + x* + x*0.132 + 0.13 + 0.67l G T200 4.20 (kA)基准电流I -_| -B 73U J3 X 27.5B次暂态短路电流 I I ”* I 1.073 x 4.20 4.51 (kA)Z2 Z2 B短路电流最大有
