侯马牵引变电所电气系统设计说明.doc

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1、 . 铁道大学四方学院毕业设计侯马牵引变电所电气系统设计The Electrical Design of the HM Traction Substation 2013届 电气工程 系专 业 电气工程与其自动化 学 号 学生 指导教师 完成日期 2013年5月 27日毕业设计成绩单学生学号班级专业电气工程与其自动化毕业设计题目侯马牵引变电所电气系统设计指导教师指导教师职称副教授评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计开题报告题目侯马牵引变电所电气系统设计专 业电气工程与其自动化班级学生一、研究背景牵引变电所是电气化铁路的心脏，其主要作用是

2、将110kV三相交流电转换成27.5（55）kV单项交流电，并供电给电力牵引网和电力机车。牵引变电所是接受与分配电能并改变电能电压的枢纽。保证牵引变电所的安全高效运行对电气化铁路来说是至关重要的，要确保牵引变电所的安全高效运行就需要合理的对牵引变电所进行电气化设计。牵引变电所根据在电网中的位置、重要程度和电力系统向牵引变电所供电方式的不同可分为中心变电所、通过式牵引变电所和分接式牵引变电所。二、国外研究现状国的电气化铁路技术已很成熟。电气化铁路有以下几个优点：拉得多，跑得快，运输能力大。节约能源消耗，综合利用能源。经济效益好。对环境无污染，劳动条件好，有利于实现净化运输。有利于铁路沿线实现电气

3、化，促进工农业发展。因此我国的电气化铁路发展前景喜人。目前国用新技术在电气化铁路建设上的实例如：客运专线，它是我国目前高速电气化铁路技术层次最高、创新容最多的标志性工程。作为我国高速电气化铁路的重要窗口与试验基地，其设计时速为200km，其海关至绥中北试验段最高设计时速达300km。客运专线牵引供电系统，大量采用了一系列新技术、新方法、新设备，引领着高速电气化铁路牵引供电系统的发展方向。三、研究方案本次牵引变电所设计主要进行的是110kV牵引变电所设计。牵引变电所是客运线的电源，为整个客运线的运行提供动力。首先，按照电气化铁道设计规，参照设计任务书进行参数计算。接着，提出牵引变电所的几种接线方

4、案，确定最优的接线方案。其次，就是要进行负荷计算，确定主变压器容量、型式、台数。再次，就是进行短路计算，也就是说计算在发生短路时，继电保护要动作但还没动作的这段时间，系统、设备能否经受得住，还要进行动稳、热稳定性的校验。高压电气设备的选择和校验，高压断路器和隔离开关的选择，高压熔断器的选择和校验，电流、电压互感器的选择和校验，母线的选择和校验，避雷器的选择。最后，进行电能质量分析，研究一下谐波分析、牵引网对通信线路的影响、牵引负荷对电力系统的影响与对策等方面的工作。指导教师签字时 间年月日摘要牵引变电所的进线是110kV的三相供电，变电所部的主接线和电气设备的选择是本次设计的主要学习与研究对象

5、。按照铁路牵引供电设计规铁路电力变，配电所设计的规中的要求进行此次设计学习。首先要进行选择牵引变压器的主接线和主变压器参数容量，选出合适的主变压器。然后根据系统和主变压器的项参数进行短路计算。在短路计算中，根据主变压器的不同的运行状态，分别计算高低压侧的最大和最小短路电流，然后根据设计要求对牵引变压器的继电保护和防雷。之后，按照一定的高压设备选择的原则进行本设计中高压设备的选择与校验，包括高低压侧断路器的选择，高低压侧隔离开关个选择，电流互感器的选择与校验，高压熔断器的选择与校验，电压互感器的选择，防雷设备的选择。最后对所有数据的校验与整理，设计出合理，安全，可行的牵引变电所。关键字：变压器负

6、荷计算 主结线 短路计算AbstractTraction substation 110kV line is a three-phase power supply, internal main substation wiring and electrical equipment selection is the second major design learning and study. Accordance with the railway traction power supply design specifications, railway power transformation an

7、d distribution of the design specifications in the requirements for the design of learning. We must first choose a main traction transformer wiring and main transformer capacity parameters, select the appropriate main transformer. Then according to the system and the main parameters of the transform

8、er short-circuit calculation items. In the short-circuit calculations, based on the main transformer different operating states, high and low side were calculated maximum and minimum short-circuit current, and then according to the design requirements for traction transformers and lightning protecti

9、on. After some high-voltage equipment in accordance with the principles of this design choice in high-voltage equipment selection and validation, including the choice of high and low pressure side of the circuit breaker, high and low side isolation switch option, selection and validation of current

10、transformers, high voltage fuse the selection and validation, the choice of voltage transformers, lightning protection device selection. Finally, all data validation and finishing, design a reasonable, safe and feasible traction substation.Keywords:Transformer Load calculations Main wiring short-cir

11、cuit calculation60 / 67目录第1章绪论11.1 课题研究的目的意义11.2 电气化铁路的国外现状11.3设计研究的容2第2章主接线的设计32.1牵引变电所主结线的概述32.1.1电气主接线基本要求32.1.2高压侧电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤32.1.3牵引变电所高压侧主接线的选择42.2牵引变电所馈线侧主接线设计4第3章牵引变电所变压器的选择53.1牵引变压器的接线形式与选择53.2牵引变电所的备用方式与选择53.3牵引变压器容量的计算53.3.1 供电区间的需要输送能力63.3.2 供电臂AB的基本参数：63.3.3 上下行供电臂列车带电平均电流：63.3.4

12、 供电臂中同时存在的平均列车数：73.3.5供电臂列车带电平均概率：73.3.6列车电流间断系数:73.3.7 供电臂AB的平均电流83.3.8 供电臂AB的有效电流83.3.9 变压器的计算容量S：93.3.10 变压器的校核容量：93.4 变压器的安装容量：11第4章 牵引网阻抗的计算124.1 牵引网等效阻抗计算13第5章 短路电流计算195.1 基本参数195.1.1 系统参数195.1.2 变压器参数195.1.3 短路点选取195.2 系统短路电流计算205.3 低压侧短路电流计算215.4 牵引网末端短路计算22第6章高压设备的选择246.1设备选择原则246.2母线的选择246

13、.3高压断路器的选取276.4高压熔断器的选取与校验286.5隔离开关的选取与校验296.6 电压互感器的选取306.7电流互感器的选取31第7章继电保护347.1继电保护的任务和要求347.2电力变压器继电保护的选择347.2.1 距离I段整定367.2.2 距离II段整定37第8章 变电所防雷保护设计38第9章 牵引网电压损失和电能损耗计算409.1 电压损失的计算409.2 电能损耗41第10章 对电力系统的负序影响与对策4310.1 电气化铁路对电力系统的影响概述4310.2 谐波电流和负序电流对电力系统的主要影响4310.3 负荷功率因数与补偿措施4410.4 改善电气化铁路对电力系

14、统影响的主要措施4510.4.1 降低和限制负序电流措施45第11章结论与展望4611.1结论4611.2展望46参考文献47致48附录49附录A49附录B 主接线图第1章绪 论1.1 课题研究的目的意义铁路的客运与货运是交通运输的核心，也是国民经济的基础产业。它承担着民运，军事等一系列的国家重要事项。铁路运营目前仍然是我国主要运输之一。电力牵引是现代铁路最先进的牵引动力，具有其他方式无法比拟的优势:它牵引力大，对环境影响小，没有蒸汽机车和燃机车所产生的废气和油的污染，能源利用率高，整备时间短，机车效率高，控制性能好，平稳，舒适。既适用于高速旅客运输，也适合重载运输。电力牵引变电所是电力机车安

15、全运行的核心，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，因此牵引变电所是电气化铁路的“心脏”牵引变电所能否安全运行，直接关系的电气化铁路的运行情况。因此，对牵引变电所的研究对电气化铁路的发展以与运行都有着很重要的意义，对国民经济也有直接或间接的影响1。1.2 电气化铁路的国外现状牵引变电所是电气化铁路的重要组成部分，目前电气化铁路广泛采用单向工频供电法式。它是在20世纪50年代中期法国电气化铁路应用整流式交流电力机车获得成功之后开始推广的。从那时以来，许多国家都相继采用。这种电流制在电力机车上降压后应用整流装置整流来供

16、应直流牵引电动机。由于频率提高，牵引网阻抗加大，牵引网电压也相应提高。目前，较普遍应用的接触网额定电压是25kV。采用工频单相交流制的优点是，消除了低频单相交流制的两个主要缺点(与电力工业标准频率并行的非标准频率和构造复杂的交流整流子式牵引电动机)；牵引供电系统的结构和设备大为简化，牵引变电所只要选择适宜的牵引变压器，就可以完成降压、分相、供电的功能；接触网的额定电压较高，其过的电流相对较小，从而使接触网导线截面减小、结构简化；牵引变电所的间距延长、数量减少；工程投资和金属消耗量降低，电能损失和运营费用减少；电力机车采用直流串励牵引电动机，也远比交流整流子式牵引电动机牵引性能好，运行可靠。采用

17、工频单相交流制的缺点是，对电力系统引起的抚恤电流分量和高次谐波含量增加以与功率因数降低；对沿电气化铁路架设的通信线有干扰。但是，经过技术方面和经济方面的综合分析比较，上述优点是主要的。因此，我国电气化铁路采用工频单相25kV交流制。牵引变电所随着电气化铁路的发展而发展，目前国际上电气化铁路普遍采用BT供电方式。在一些客运专线上采用AT供电方式，这些先进的供电方式对牵引变电所的性能提出了更高的要求。对变电所的安全运行和变电所的容量提出了更高的要求。现在客运专线电气化铁路牵引变电所采用单相变压器、室外补偿电容装置与室柜式27.5kV电气设备。变电所设置了接触网自动检测装置，即短路检测装置和反向电压

18、检测装置。保证设备与作业人员的安全。采用馈线断路器操作失灵保护，断路器箱体和变压器碰壳保护、接触网热保护技术，提高了运营可靠性。采用远动系统，牵引变电所无人值班。牵引变电所保护系统全部采用数字化保护，动作准确、可靠。保护设备部件集成化，体积小，占用空间少，故障串低，维修量少。1.3设计研究的容本次设计是根据设计任务书的要求并按照电气化铁路设计手册对牵引变电所进行设计，主要容包括牵引变电所高压侧主接线和负荷侧的主接线的设计，确定变压器的台数和型号。按照主接线图等效电路进行短路计算以便对对本牵引变电所的一次电气设备进行选择(如：断路器、隔离开关、母线、互感器等)。对牵引变电所的防雷和接地进行计算，

19、CAD画出电气主接线图。第2章主接线的设计2.1牵引变电所主结线的概述牵引变电所的主接线，是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。用规定的设备文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的线路，称为电气主结线图。其中包括主要设备的参数，也包含连接方式和各电气回路的相互关系，从而构成变电所电气部分主系统。电气主结线反映了牵引变电所的基本结构和功能。电能输送和分配的关系以与变电所一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据；在设计中，主结线的确定对变电所电气设备选择、配电装置布置、继电保护装置和防雷等设施。电气主结线

20、与其组成的电气设备，是牵引变电所的主体部分3 。2.1.1电气主接线基本要求(1)首先应保证可靠性，并力求经济性。(2)具有必要的运行灵活性。(3)应具有较好的经济型。(4)应力求结线简洁明了，并有发展和扩建余地4。2.1.2高压侧电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤(1)依据任务书的严格要求来进行，以国家的利益与政策出发点、技术规和规程为准则，结合工程具体特点和实际调查掌握的各种基础资料，进行综合分析和方案研究。(2)主结线设计与整个牵引供电系统供电方案、电力系统对电力牵引供电方案密切相关，包括牵引网供电方式、变电所布置、主变压器接线方式和容量、各个短路点的短路计算、器件的选择与防雷设施的选

21、择等技术问题，应通过供电系统计算进行全面的综合技术经济比较，确定牵引变电所的主要技术参数和各种技术要求。(3)根据供电系统计算结果提供的上述各种技术参数和有关资料，结合牵引变电所高压进线与其与系统联系、进线继电保护方式、，以与电气化铁路当前运量和发展规划远景等因素，并全面考虑对主结线的基本要求，做出综合分析和方案比较，设计合理的电气主结线。(4)新技术的应用对牵引变电所主结线结构和可靠性等方面，将产生直接影响。 2.1.3牵引变电所高压侧主接线的选择本次设计是通过式牵引变电所，选择的是桥型接线。两回路电源引入线分别经断路器接入两台主变压器。本次设计要求的供电距离较长，牵引负荷较剧烈，考虑到这些

22、情况后，牵引变电所高压侧适合采用外桥接线。并且外桥接线中，两台主变压器，、配电装置简单、清晰。无复杂的倒闸作业且具有一定的运行灵活性、供电可靠性，使用电器少，建设费用低，在结构上便于发展为单母线或具有旁路母线的单母线接线。即在初期按桥型结接线。将来有可能增加电源线路回路时再扩展为其他接线形式。所以在本次设计中，在查阅相关资料后得出采用外桥接线是最适合本次设计的结论。2.2牵引变电所馈线侧主接线设计牵引负荷是牵引变电所基本的重要负荷，上述电气主接线的基本形式和要求对牵引负荷侧也都适用。但是牵引负荷也有其特殊性，牵引负荷侧通过馈线给接触网供电，由于接触网没有备用，而且接触网故障几率比一般架空线路更

23、为频繁，因此牵引负荷侧对断路器的类型和备用方式比较高。2.2.1牵引变电所馈线侧接线的选择本次设计从从供电可靠性、灵活性和经济性考虑本次接线选用双母线分段。其优点可分为:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。第3章牵引变电所变

24、压器的选择牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，担负着将电力系统供给的110kV或220kV三相电源变换成适合电力机车的27.5kV的单向工频交流电。由于牵引负荷具有极度不稳定，短路故障多、等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强。根据这些特点对牵引变压器的接线方式和安装容量的选择。3.1牵引变压器的接线形式与选择本次接线适合选用YN，d11接线变压器，这种变压器高压侧采用Y接线，低压侧采用接线，这种接线对供电系统的负序影响小。3.2牵引变电所的备用方式与选择结合本次设计的要求，即该牵引变电所外部有公路连通，变电所外部没有设置铁路岔线,所以综合考虑情

25、况该变电所采比较适合采用固定备用。当变电所需要检修时可能通过外部的公路到指定的变电所完成检修和设备维护，所以在当前进行电气化铁路牵引供电系统的设计中，牵引变压器的备用方式不再考虑移动备用方式。3.3牵引变压器容量的计算现根据铁路运行实际情况作如下假设：该供电系统是双线区段供电并采用上，下行并联得供电方式。其负荷情况如下：(1)近期调查年货运量=8950万吨/年(2)牵引吨数Q=6000t(3)牵引计算结果：（A中已包括机车自用电）供电臂A ： 上行：n=3，A=2000kVAh，tg=38.4min t=40.1 min 下行：n=3，A=2200kVAh，tg=33.3min t=38.7m

26、in N非=90对/天供电臂B： 上行：n=3，A=2500kVAh，tg=35.4min t=39.5min 下行：n=3，A=2100kVAh，tg=26.3min t=29.6minN非=90对/天cos=0.8，在牵引母线上补偿，补偿后cos=0.93.3.1 供电区间的需要输送能力N=80(列/日)= 40对/日 其中波动系数，取1.2；储备系数，复线取1.15；年运货量(8950吨/年)货物列车载重系数(有各种车辆的百分比决定)；列车牵引重量(吨)；3.3.2 供电臂AB的基本参数：供电臂A: 上行：I=119.7 A下行：I=136.43 A供电臂B: 上行：I=151.90 A

27、 下行：I=141.57 A3.3.3 上下行供电臂列车带电平均电流：供电臂A: 上行：I=125 A下行：I=158.56 A供电臂B: 上行：I=169.49 A下行：I=170.27 A3.3.4 供电臂中同时存在的平均列车数：供电臂A：m上=1.114m下=1.075供电臂B：m上=1.097m下=0.9893.3.5 供电臂列车带电平均概率：供电臂A：p上=0.36p下= =0.308供电臂B：p上=0.328p下= =0.2743.3.6 列车电流间断系数:供电臂A： a上= =1.04a下=1.16供电臂B： a上= =1.12a下=1.203.3.7 供电臂AB的平均电流I、I

28、、I、II上=1.667NA=1.667402000=133.37 AI=1.667N=1.667402200=146.69 AI=1.667N=1.667402500=166.69 AI=1.667N=1.667402100=140.0 AI= I + I = 280.06 AI = I + I=306.69 A3.3.8 供电臂AB的有效电流I、I供电臂A：KxA上=1.41IxA上 = KxA上IaA上=1.41133.37=188.05 AKxA下=1.21IxA下 = KxA下IaA下=1.44146.69=211.23 APA=PA上+PA下PA上PA下=0.36+0.3080.3

29、60.308=0.55KxA=1.09IxA = KxAIaA=1.155280.06.2=323.47 A供电臂B：KxB上=1.24IxB上 = KxB上IaB上=1.34166.69=223.36 AKxB下=1.25IxB下 = KxB下IaB下=1.416140=198.24 APB=PB上+PB下PB上PB下=0.328+0.2740.3280.274 =0.512KxB=1.176Ixb= KxBIaB=1.176306.69=360.67 A其中， 有效系数，取1.04；P供电臂出现带电运行列车的平均概率；K供电臂有效电流系数；3.3.9 变压器的计算容量S：S=KtU =0.

30、927.5=22092.81 kVA其中，K变压器的温度系数，一般取0.9；U牵引变电所母线额定电压即27.5 kV；3.3.10 变压器的校核容量：按非平行运行区间通过能力N非的要求进行核算：轻负荷臂A对应于N非的有效电流IxA：PA上=0.8PA下=0.694PA=PA上+PA下PA上PA下=0.8+0.6940.80.694=0.939KxA=1.028IaA =1.667N非A10-3=1.66790(2000+2200）10-3=630.126 AIxA = KxAIaA=1.028630.126=647.77 A重负荷臂 B对应于N非的最大短时电流：PB上=0.738PB下=0.6

31、17PB=PB上+ PB下PB上PB下=0.738+0.6170.7380.617=0.899查表与Imax=f(p)曲线得：I=140.586 AImax=2.36140.586=331.78 A三相Y,d11接变压器最大短时容量：Sbmax =KtU(2Imax+0.65IxA)=0.927.5(2331.78+0.65647.77)=26842.86 kVA三相Y,d11接变压器的校核容量为：S校=Sbmax/k=26842.86/1.5=17895.24 kVA其中，k过负荷倍数，取1.5。3.4 变压器的安装容量：固定备用的安装容量应选用225000kVA的变压器有变压器允许过负荷5

32、0可知：固定备用的Sbmax=250001.5=37500 22092 kVA故所选用的固定备用方案是合适的。根据设备手册，选SF7-25000/110型第4章 牵引网阻抗的计算牵引网是电力机车供电和取流的流通回路的总称对其阻抗的计算有着重要的意义首先是要确定牵引网电压损失以校验运行时网压水平，.计算短路阻抗、短路电流，进行保护整定，其应用于故障测距。确定牵引网功损牵引网的等值电路与电力线路一样，可看作沿线路均匀分布的无穷个电阻，电抗，电导，电纳所组成。由于牵引网距轨面高度为6m左右，相比于电力线路的对地距离低导线半径不大，更主要的是馈电长度不长牵引网上的工频电压较低因此在工频电流工作情况下的

33、牵引网阻抗计算，可以忽略分布电容与电导的影响。只需计算牵引网的有效电阻和电抗由于牵引电流在回流电路中流入的电流值，与轨地间的过渡电阻有关，也与列车距馈电点的距离有关。而这些参数，又随线路的构造、土壤的性质、地区的气候条件与列车情况而异。这样在轨道中流过的电流沿线路是不一样的。所以：牵引网中有效电阻和电抗的计算是比较复杂的，只能采用近似的计算方法，再应用实测数据对计算结果加以修正。目前，对于牵引网，为了计算与分析的方便，并结合牵引供电回路的特点，均采用的等效短路接触网GJ-70+GLCA-有效电阻，当量系数；计算半径；等值半径。接触网结构高度 1500mm接触导线距轨道平均高度 6000mm承力

34、索驰度 700mm钢轨 有效电阻；计算半径；当量系数；导电率等值半径。回流线LJ-95计算半径等效半径有效电阻承力索 GJ-70有效电阻，计算半径；当量系数；等值半径CJH1111H1111G1000mm6100mm1435mm4000mm3670mm图4-1 单链型悬挂布置4.1 牵引网等效阻抗计算(1)接触网导线J与钢轨G顶中心的距离； 接触导线与承力索间的平均距离； 地回路等值深度(2)接触导线地回路的自阻抗 (3)承力索地回路自阻抗(4)接触导线地回路与承力索地回路间的单位互阻抗(5)接触网地回路等值自阻抗(6)轨地回路自阻抗(7)回流线地回路自阻抗(8)回流线与等值轨道单位互阻抗回流

35、线与钢轨等效距离(9)回流线钢轨回路等值单位自阻抗(10)两回流线轨道回路互阻抗(11)两回流线轨道回路等效单位阻抗(12)接触网互阻抗令 ， (13)上下行单位自阻抗(14)上下行单位互阻抗第5章 短路电流计算5.1 基本参数5.1.1 系统参数-大电流接地系统阻抗标幺值-小电流接地系统阻抗标幺值-系统容量基准值-系统电压基准值-主变压器低压侧电压基准值5.1.2 变压器参数取，变压器的阻抗标幺值为：-主变压器阻抗标幺值5.1.3 短路点选取图5-1 短路点选取示意图5.2 系统短路电流计算系统最大短路电流标幺值：系统最大短路电流：系统最小短路电流的标幺值：系统最小短路电流：冲击电流为：短路

36、电流最大有效值为：5.3 低压侧短路电流计算在短路计算中，短路点为27.5kV母线处，折至110kV侧。-主变低压侧母线短路电流标幺值(折算到主变高压侧)27.5kV侧的最大短路电流：最小短路电流：27.5kV电网冲击系数取k=1.8冲击电流：短路电流最大有效值为：5.4牵引网末端短路计算牵引网每公里的自阻抗为0.427牵引网每公里的互阻抗为 Z=0.105因为采用两线路并联供电方案，所以牵引网阻抗的计算公式为当 l=0时，此时双线牵引网单位阻抗达到最小值。当 l=L时，=0.322，此时双线牵引网单位阻抗达到最大值。牵引网末端短路时的最大电流为系统最大运行方式下(接触网两线路并联供电方案)，

37、末端短路是的电流值=此时的牵引网的阻抗为=0.1955牵引网末端短路时的短路电流的最小值为系统最小运行方式下(并联供电解列)=1.512kA 表5-2 短路计算结果汇总表最大短路电流值最小短路电流值冲击电流短路电流最大有效值高压侧3340.4A1608.7A8.6kA5.474 kA低压侧3515.6A2520A8.9 kA5.285kA第6章高压设备的选择6.1设备选择原则由于电气设备和载流导体的用途以与工作条件各异，因此它们的选则校验项和法方也都完全不一样。但是，电气设备和载流导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此它们的选择都有一个共同原则。电气设备选择的一般原则(1)应满足正常运行

38、检修短路；(2)应满足安装点的环境要求；(3)应尽量满足技术先进和经济合理；(4)同类设备应尽量减少品种；(5)与整个工程的建设协调一致；6.2母线的选择本次设计高压侧采用桥型接线，所以高压侧没有母线，但是要对进线进行选择，一般采用钢芯铝绞线。在低压侧屋配电装置中一般采用矩形截面的硬铝母线(硬母线)。这是因为在截面积一样的条件下，矩形截面比圆形截面的周长大。故矩形截面母线散热面积大，冷却效果好的原因。6.2.1110kV侧进线的选择(1)最大负荷持续工作电流I=0.171kA式中：为变压器的额定容量；为线路的额定电压。(2)按经济电流密度选择进线截面式中：为经济电流密度。牵引变电所经济电流密度

39、对于牵引负荷侧。由式(5.6)得故应选择LGJ-150钢芯铝绞线，在最高允许温度为时长期允许载流量为463A。(3)校验热稳定性进线在最大负荷时的温度为短路电流计算时间短路周期分量电流热效应的计算：非周期分量电流发热计算：短路热效应：满足要求(4)校验进线机械稳定性由技术数据可得：LGJ150钢芯铝绞线的计算拉力为24960N。6.2.227.5kV侧母线的选择(1) 27.5kV侧母线的选取最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑查表电力牵引供变电技术附表三LMY矩形导体尺寸平放456(A) 竖放480(A)，大于最大工作电流450A，故初步选用截面的铝母线，校验母线的短路热稳定性。要求短路

40、最终温度，应先求出起始温度，根据，利用曲线，找出对应的值，再由求出，再次利用曲线找出对应的。短路电流计算时间：短路热效应：由电力牵引供变电技术查表得： 得： 由，在电力牵引供变电技术图6.6中查得铝曲线在电力牵引供变电技术中查表6.6可得，对应于铝母线曲线的纵坐标为，即，表明所选截面的母线能满足热稳定性。校验母线的机械(动)稳定性设母线采用水平放，冲取电流已知a=40cm,l=120cm,h=50mm,b=6mm则三相短路时，相间电动力为：65.1N母线平放与水平排列时，其抗弯模量为母线应力：12.510pa由电力牵引供变电技术表知，铝母线的允许应力为pa，满足机械稳定性，故最后选择截面为的铝

41、母线6.3高压断路器的选取高压断路器是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路以与各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故围。因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、真空断路器、压缩空气断路器等。由于牵引变电所工作电流变动比较大，所以断路器的工作环境比其他的变电所要较差，断路器的故障跳闸，操作次数要比一般的供变电系统多。从减少运行维修工作量考虑110kV用六氟化硫断路器，

42、27.5kV侧选用电气化铁路专用的真空断路器。6.3.1110kV侧断路器选取(1)最大工作电流按变压器1.3倍考虑I=0.253kA初选额定电流为2500A的LW6-110/3150的六氟化硫断路器表6-1 参数表型号额定电压（KV)额定电流（A）额定动稳3s热稳定电流kV开断电流定电流110315040KA125kA50(2)动稳定性校验动稳定电流为,而,，所以满足。(3)校验短路时热稳定性： 而所以，满足稳定性要LW6-110/3150型断路器。6.3.227.5 kV侧断路器选取(1)断路器的最大长期工作电流按变压器过载1.3考虑I=0.171kA而。初选额定电流为1000A的ZN5-

43、27.5型的真空断路器断路器，其技术数据见表：表6-2LN1-27.5参数表型号额定电压（KV)额定电流（A）额定动稳4s热稳定电流 k开断电流定电流SN10-3535200013.3KA63kA13.3(2)动稳定性的校验动稳定电流为，而，所以，故满足要求。(3)校验短路时的热稳定性由前面选择27.5kV母线处可得：而所以，故满足热稳定性要求。所以，选用额定电流为2000A的SW10-35/2000型的真空断路器。6.4高压熔断器的选取与校验熔断器是用以切断过载电流和短路电流，选择熔断器时首先应根据装置地点和使用条件确定种类和型式；对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需要按额定电压和断流容量两项来进行选择。27.5kV侧高压熔断器选用RW1-35Z型户外高压熔断器，其技术数据见表：表6-3RW1-35Z参数表型号额定电压（kV）切断极限短路电流时电流最大峰值kA最大断流容量MVARW1-35Z358200按最大工作电压选择：，满足电压要求。按熔断器开断电流校验5.9kA