望布牵引变电所电气主接线设计.doc
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1、题 目:望布牵引变电所 电气主 接线设计 专 业: 电气工程及其自动化 学 号: 姓 名: 指导教师: 学习中心: 毕 业 设 计 任 务 书题 目 望布牵引变电所电气主接线设计 题目类型:工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发一、 设计任务及要求 (1)本设计主要任务 :牵引变电所总体分析、负荷分析计算与主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择计算与校验、母线的校验计算等。 (2)基本要求: 电气主接线设计应满足的基本要求:牵引供电方式采用带回流线的直接供电方式;电力牵引为一级负荷,牵引变电所应由两路独立电源供电,两路电源互为热备用,电源电压等级采用110kV;牵引变
2、压器检修备用方式为固定备用;牵引变电所分布按照远期需要布置,在保证供电质量的前提下,牵引变电所尽量设在车站所在地或交通方便处;牵引变电所主变压器容量按交付运营后第5年的需要选取,除端头牵引变电所主变压器采用单相牵引变压器外,其余各所主变压器采用三相V/V结线变压器;牵引变电所设置并联电容补偿装置,以保证110kV侧月平均功率因数达到0.9以上。 二、 应完成的硬件或软件实验1、110KV主接线设计,近期2回,远期2回。根据分析及6220KV高压配电装置的基本接线及适用范围可知,110KV电压级应选用单母线分段接线形式的电气主接线。 2、35KV电压级,近期4回,远期2回,出现回路数较多,可采用
3、单母分段或双母线接线,两者比较见110KV比较;本设计采用单母分段。 3、10KV电压级,近期9回,远期2回,10KV采用全室内配电装置,加装小车式开关,可不设旁母;单母分段与双母比较见110KV;本次设计最终采用单母分段。 三、 应交出的设计文件及实物(包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等) 毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文及设计图纸 四、 指导教师提供的设计资料 1谭秀炳 交流电气化铁道 牵引供电系统 2. 谭秀炳 刘向阳 交流电气化铁道 牵引供电系统 3 冯金柱 电气化铁路基本知识 4. 吉鹏霄 接触网 五、 要求学生搜集的技术资料(指出搜集资料的技术领域) 1、主变压器安装
4、容量 2(25+25) MVA。 2、并联补偿电容器容量 2800+2800 KVar。 3、电抗器容量 336+336 KVar。 4、供电臂长度18+18 Km。 六、 设计进度安排第一部分 收集毕业设计(论文)资料,撰写开题报告; (1 周 ) 第二部分 编制完成毕业设计(论文)及相关图纸; (2 周 ) 第三部分 修改、装订 。 (3 周 ) 评阅或答辩 指导教师: 年 月 日学院审查意见:审 批 人: 年 月 日诚信承诺一、 本设计是本人独立完成;二、 本设计没有任何抄袭行为;三、若有不实,一经查出,请答辩委员会取消本人答辩(评阅)资格。承诺人(钢笔填写):年月日目 录 摘 要I第1
5、章 牵引变电所总体分析11.1牵引变电所总体分析11.1.1设计依据11.1.2建牵引变电所的必要性11.1.3规模11.1.4所址特点11.1.5对电力系统影响及对策21.2牵引变电所的类型:3第2章 负荷分析计算与主变选择42.1负荷分析计算42.1.1负荷分析42.1.2 计算42.2 主变容量与台数选择52.3.1相数62.3.2绕组型式和连接方式62.3.3主变阻抗的选择72.3.4容量比72.3.5冷却方式72.3.6 调压方式72.3.7是否自耦变7第3章 电气主接线设计83.1电气主接线设计83.1.1总述83.1.2依据35110KV牵引变电所设计规范83.1.3电气主接线9
6、3.1.4电气主接线设计中考虑的基本问题93.1.5电气主接线设计步骤103.2电力线路影响电气化的处理113.2.1迁改范围113.2.2迁改原则113.2.3执行的主要技术标准11第4章 短路电流计算124.1短路电流计算的目的124.2短路电流计算说明134.3短路电流的计算(采用标幺值法)134.3.1 基准电压和电流的计算和基准容量的选择134.3.2 变压器电抗的计算134.3.3 线路电抗计算144.3.4 等值电路见下图4-1144.3.5 d1(3)点110KV母线短路电流计算154.3.6 d2(3)点35KV母线短路电流计算164.3.7 d3(3)点10KV母线短路电流
7、计算164.3.8短路电流的计算结果见表4.117第5章 电气设备的选择、计算与校验175.1电气设备选择的一般条件175.1.1按正常工作条件选择电气设备175.1.2按短路情况校验195.2 高压断路器的选择和校验205.2.1高压断路器的选择条件205.2.2高压断路器的校验条件215.2.3校验结果215.3隔离开关的选择和校验215.3.1隔离开关的主要用途215.3.2隔离开关的选择和校验225.4互感器的选择和校验225.4.1互感器的作用225.4.3电压互感器的选择245.5电气设备选择计算、说明、一览表和校验255.5.1电气设备选择计算255.5.2电气设备选择说明255
8、.5.3电气设备选择一览表265.5.4断路器开关的校验285.5.5隔离开关的校验315.5.6电流互感器的校验33第6章 母线的校验计算346.1母线材料和截面形状的选择说明346.1.1母线及引接线选择356.2母线校验356.2.1按长期允许电流选择356.2.2动稳定校验366.2.3热稳定校验37谢 辞37参考文献37附 录38I西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 摘 要 本文是基于望布牵引变电所电气主接线设计,在整个设计中进行了牵引变电所总体分析,负荷分析计算与主变选择,电气主接线设计,短路电流计算,对变电所主变压器、高压电器和设备等各种电器元件选择、配电装置布置、继电保护装置
9、和计算、自动装置和控制方式选择,对牵引供电系统运行的可靠性、电能质量、运行灵活性和经济性进行预想和计算,并完成了牵引变电所电气主接线的详细设计图。经电力测试,此电气部分设计在实践运用中取得了良好的效果。关键词: 牵引变电所 电气主接线 负荷分析 短路电流 第 39 页 第1章 牵引变电所总体分析1.1牵引变电所总体分析1.1.1设计依据 根据毕业设计牵引变电所任务书的规定及铁路电力牵引供电设计规范和35110KV变电所设计规范(1)本规范适用于电压为35110KV,单台变压器容量为5000KVA及以上新建变电所的设计。其中电力牵引为一级负荷,牵引变电所应由两路独立电源供电,两路电源互为热备用,
10、电源电压等级采用110kV。当其中任一路发生故障时,另一路应仍能正常供电。(2)变电所的设计应根据工程的510年发展规划进行,做到远(2030年)、近期(2015-2020年)结合,以近期为主,正确处理近期建设与远期发展的关系,适当考虑扩建的可能。(3)牵引变电所的设计,必须坚持节约用地、安全可靠的原则。(4)牵引变电所设计除应执行本规程外,尚应符合现行国家有关标准和规范的规定。1.1.2建牵引变电所的必要性 铁路作为交通运输的大动脉,为适应社会经济的迅速发展,技术、装备水平大幅度提高。连续六次铁路干线提速成为铁路技术革新进步的最直接体现。电力牵引的电气化铁道得到了迅猛的发展,运营里程和运行速
11、度同步提高。随着西部大开发的深入,南疆电气化(吐库二线电气化)时代的带来,牵引变电所的新建已成必然。本所就是位于南疆即将建成的吐库电气化线路上。1.1.3规模 其电压等级为110/35/10KV,工程分两期进行。线路回路数为:110KV近期2回,远景发展2回;35KV近期4回,远景发展2回;10KV近期9回,远景发展2回。1.1.4所址特点牵引变电所是向电气化铁路供电的电源点,必须沿铁路线设置。新建各牵引变电所应便于架空线路的引入和引出;尽量不占或少占农田;具有适宜的地质条件及地基承载力,并避开不良地质地带;牵引变电所所址场坪标高在百年一遇的洪水位以上, 为了交通运输和日常运行检修的方便,牵引
12、变电所均采用公路引入,有条件的变电所与接触网工区相邻建设,靠近地势平坦的车站附近。牵引变电所的设置特点是根据供电计算来确定的,一般只能在相邻车站做个别的调整。若要做较大调整,可能影响到整个牵引变电所的布点方案。因此,牵引变电所的场地选择要比电力系统中一般变电所的场地选择困难的多。牵引变电所的场地占用面积,本文采用的是带回流线的直接供电方式,直接供电方式约为3500。根据要求,对所址进行考察,在有关部门的大力配合下,发现NJ望布满足建所要求。1.1.5对电力系统影响及对策负序电流、高次谐波对电力系统影响的程度,涉及电力系统的电网分布情况,待下一阶段在外部供电方案确定过程中,配合电力部门进行负序电
13、流、高次谐波影响计算。为了减少谐波对电力系统的影响,本文设计的望布牵引变电所设置兼具滤除部分3次谐波的并联电容补偿装置,在起滤波作用的同时又改善了功率因数。装置的参数选择以滤去3此谐波为主,一般感抗容抗比取0.120.14,来滤去部分3次谐波。需用功率及年用电量如下表: 需用功率及年用电量 项目设计年度用电量(万度/年)需用功率(万千瓦)初期(2015年)460317.67近期(2020年)585399.76远期(2030年)7281912.14为有效的减少负序电流、谐波对电力系统的影响,可采用导线采用防腐型线材;接触线采用温度张力性能好的铜合金导线等来提高供电可靠性措施,本文设计的望布牵引变
14、电所就是采用此种措施来减小对电系统的的影响。1.2牵引变电所的类型:牵引变电所 单相变电所 工频单相 交流变电所低频三相 交流变电所低频单相 交流变电所直流变电所 回转变流机组半导体整流器 电动发电机组 离子变流器 三相变电所 三相两相变电所 交流变电所 三相,结线三相十字交叉结线 三相, 结线三相不等容量, 结线 能供应地区动力的三相三绕组结线 单相,结线 单相结线离子变流器回转变相变频机组斯科特结线,阻抗匹配平衡结线非阻抗匹配,平衡结线,平衡结线伍德布里接线列布兰接线 本文设计的望布牵引变电所即是采用三相V,v结线牵引变电所,一台运行,另一台固定备用。三相V,v接线牵引变压器是近年来新研制
15、的产品,它是将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。其原理电路如图11所示。A C B 图a,三相V,v变压器二次侧绕组以正“V”方式联结A B C TTRRA C B 图b,三相V,v变压器二次侧绕组以正“V”方式联结A B C TTRR图11三相V,v结线牵引变电所RT第2章负荷分析计算与主变选择2.1负荷分析计算2.1.1负荷分析我国电气化铁路(接触网)采用单相工频交流制,额定电压未25KV。牵引变电所的除以将110KV(或220KV)三相交流高压电变换为27.5(或55)KV的电压等级向牵引网供电,包括一、二、三级负荷外,还以10KV电压供给站区、居民点的生活商业
16、用电,因此该所在电力系统中对于保证区域性供电质量、供电安全有重要作用。2.1.2 计算2.1.2.1 主变容量选择条件 (KVA或MVA);综合最大计算负荷2.1.2.2 校核条件2.1.2.3 10KV负荷分析近期 远期 2.1.2.4 35KV负荷分析近期 远期 2.1.2.5 110KV负荷分析近期 远期 2.1.2.6 校验 考虑到建牵引变电所的近期目标与远景规划,选取主变容量时应满足近期及远景目标,综合以上数据,按照牵引供电系统及主要技术装备设计计算资料,经过负荷计算,可选取型号SFSZ925000/110 ,2台 校核 合适 满足2.2 主变容量与台数选择2.2.1 选择依据 根据
17、牵引供电系统及主要技术装备和电力系统设计规程(1) 降压变电所变压器的容量、台数、相数、绕组数及阻抗等主要规范的选择应根据电力负荷发展及潮流变化,结合系统短路电流。系统稳定、系统断电保护,对通讯线路的危险影响,调相调压设备制造及运输等具体条件进行。(2) 同级电压的单台降压变容量的级别不宜太多,应从全网出发、推行系列化标准化。根据35110KV牵引变电所设计规程3.1节主变规定 3.1.15(1) 牵引变压器的容量、台数取决于各供电臂的负荷电流。各供电臂的负荷电流主要取决与电力机车类型、牵引定数、牵引方式、线路坡道、行车量和线路通过能力等,即主要由牵引计算结果、行车量及线路通过能力等条件综合考
18、虑确定。主变的台数和容量,应根据投入运行的电力牵引列车供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。 (2) 在有一、二级负荷的牵引变电所中易安装两台主变压器,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电网取得足够容量的备用电源时,可装设一台主变压器。 (3) 装有两台及以上主变压器的变电所,当断开一台时,其余主变压器的容量不应小于全部负荷的60%,并应保证用户的一、二级负荷。 (4) 具有三种电压的变电所,如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的25%以上,主变压器宜采用三线圈变压器。(5) 电力潮流变化大和电压偏移大的变电所,如经计算普通变压器
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- 牵引 变电所 电气 接线 设计
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