分接式牵引变电所主接线设计资料讲解.doc
《分接式牵引变电所主接线设计资料讲解.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分接式牵引变电所主接线设计资料讲解.doc(23页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2010级牵引供电课程设计牵引供电课程设计报告书题 目分接式牵引变电所电气主接线的设计院/系(部)电气工程系班 级方1010-6学 号姓 名指导教师完成时间2013年12月20日摘 要变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天,变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造,对未来电力工业发展有着重要的作用。在设计了的分接式牵引变电所电气主接线中,进行了变电所的变压器容量计算,通过容量计算确定了变压器的型号,还进行了短路计算,通过短路计算所得的参数进行了电气设备选型,并进行了无功补偿,做了防雷保护等。关键词
2、:分接式牵引变电所 主接线 电气设备目 录第1章课程设计目的和任务要求11.1设计目的11.2任务要求11.3任务分析与解决方案2第2章牵引变压器的选择和容量计算22.1牵引变压器的选择22.2容量计算32.3备用方式选择4第3章主接线设计53.1 110kV侧主接线的选择53.227.5kV低压侧主接线63.3 倒闸操作7第4章短路计算8第5章电气设备选择105.1断路器选择105.2隔离开关的选择125.3互感器的选择13第6章并联无功补偿146.1并联电容补偿作用146.2并联电容补偿方案及主接线146.3并联电容补偿计算15第7章防雷保护177.1雷电危害177.2防雷措施18第8章设
3、计结论18参考文献20第1章 课程设计目的和任务要求1.1 设计目的本设计中最重要的设备即牵引变压器,其容量的大小关系到能否完成国家交给的运输任务和运营成本。从安全运行和经济方面来看,容量过小会使牵引变压器长期过载,将造成其寿命缩短,甚至烧损;反之,如果容量过大,将使变压器长期不能满载运行,从而造成其容量浪费,损耗增加,使运营费用增大。因此,变压器的容量计算是极其必要的,要根据实际运营情况进行仔细运算,从而确定安装容量,应用课堂学习的知识,完成对该分接式牵引变电所主接线的设计。1.2 任务要求(1) 确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式,并分析主变压器货110KV线路故障时运行方式的转换。
4、(2) 确定牵引变压器的容量、台数及接线方式。(3) 确定牵引负荷侧电气主接线的形式。(4) 对变电所进行短路计算,并进行电气设备选择。(5) 设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置。(6) 用CAD画出整个牵引变电所的电气主接线图。其设计依据如下:(1) 该分接式牵引变电所的供电电源电压为110kV,该变电所从系统双回输电线路上取电,电力系统不要求在110kV侧计费。电力系统容量为3200MVA,选取基准容量Sj为100MVA,在最大运行方式下,电力系统的电抗标幺值分别为0.13;在最小运行方式下,电力系统的标幺值为0.25。(2) 该牵引变电所向接触网的供电方式为B
5、T的供电方式,可以提供变电所自用电,容量计算为800kVA。(3) 牵引变压器的额定电压为110/27.5kV,重负荷臂有效电流和平均电流为250A和170A,重负荷壁的最大电流为550A;轻负荷臂有效电流和平均电流为220A和145A。(4) 环境资料:本牵引变电所地区平均海拔为550m,地层以沙质粘土为主,地下水位为5.5m。该牵引变电所位于电气化铁路的中间位置,所内不设铁路岔线,外部有公路直通所内。本变电所地区最高温度为38C,年平均温度21C,年最热月平均最高气温为33C,年雷暴雨日数为25天,土壤冻结深度为1.2m。 1.3 任务分析与解决方案110kV高压侧的接线方式牵引变压器作为
6、牵引变电所的核心设备,其接线方式的选择对主接线有着非常大的影响,其接线形式有单相接线变压器、单相V, v接线变压器、三相YNd11接线变压器、斯科特接线变压器等。按照课题要求,本设计采用三相YNd11接线变压器。因为三相YNd11联结变压器在我国采用的时间长,有比较多的经验,制造相对简单,价格也比较便宜。一次侧YN联结中性点可以引出接地一次绕组可按分级绝缘设计制造,与电力系统匹配方便,也可以对接触网的供电实现两边供电。而且本设计要求较为简单,是分接式牵引变电所的电气主接线,对变压器没有特殊要求,因此按照通用经济的原则选择三相YNd11接线变压器。第2章 牵引变压器的选择和容量计算2.1 牵引变
7、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三相电变换成适合电力机车的27.5kV的单相工频交流电。由于牵引负荷具有极度不稳定,短路故障多、谐波含量大等特点,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,故最好用三相YNd11变压器。这种牵引变电所中装设两台三相YNd11联结牵引变压器,可以两台并联运行;也可以一台运行,另一台固定备用。三相YNd11联结牵引变电所的优点是:(1) 牵引变压器低压侧保持三相,有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力;(2) 能很好的适应当一个供电臂出现很大牵引负荷时,另一供电臂却没有或只有很小牵
8、引负荷的不均衡运行情况;(3) 三相YNd11联结变压器在我国采用的时间长,有比较多的经验,制造相对简单,价格也较便宜;(4) 一次侧YN联结中性点可以引出接地,一次绕组可按分级绝缘设计制造,与电力系统匹配方便。对接触网的供电可实现两边供电。缺点主要是:牵引变压器容量利用率不高。当重负荷相线圈电流达到额定值时,牵引变压器的输出容量只能达到其额定容量的75.6%,引入温度系数也只能达到84%。2.2 容量计算根据题目已知条件,可知道两个供电臂: (2-1) (2-2) (2-3)变压器计算容量为: (2-4)变压器的最大容量为: (2-5)变压器的校核容量为: (2-6)由此得出变压器的安装容量
9、为:的变压器。故选择变压器表2-1 变压器的技术参数设备型号额定容量(kVA)额定电压(kV)额定电流(A)损耗(kV)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组别(%)冷却方式(%)高压低压高压低压空载短路SF1-31500/1003150011027.516566038.514810.52YNd11ONAF2.3 备用方式选择牵引变压器在检修或发生故障时,都需要有备用变压器投入,以确保电气化铁路的正常运输。备用变压器投入的快供,将影响到恢复正常供电的时间,并且与采用的备用方式有关。备用方式的选择,必须从实际的电气化铁路线路、运量、牵引变电所的规模、选址、供电方式及外部条件(如有无公路)等因素,综合
10、考虑比较后确定。我国的电气化铁路牵引变压器备用方式有以下两种。(1) 移动备用采用移动变压器作为备用的方式,称为移动备用。采用移动备用方式的电气化区段,每个牵引变电所装设两台牵引变压器,正常时两台并联运行。所内设有铁路专用岔线。备用变压器安放在移动变压器车上,停放于适中位置的牵引变电所内或供电段段部,以便于需要作为备用变压器投入时,缩短运输时间。在供电段所辖的牵引变电所不超过58个的情况下,设一台移动变压器,其额定容量应与所辖变电所中的最大牵引变压器额定容量相同。当牵引变压器需要检修时,可将移动变压器按计划调入牵引变电所。但在牵引变压器发生故障时,移动变压器的调运和投入约需数小时。此间,靠一台
11、牵引变压器供电往往不能保证铁路正常运输。这种影响,在单线区段或运量小的双线区段可很快恢复正常;但在大运量的双线区段须予以重视。可按牵引变压器一台故障停电后由另一台单独运行,允许超载30,并持续4小时,而能符合计算容量(满足正常运输)的要求进行检算。采用移动备用方式,除上述影响外,还需要修建铁路专用岔线。这将导致牵引变电所选址困难、场地面积和土方量增加,相应加大投资。不仅如此,移动变压器车辆进厂检修时,修要把备用变压器从车上拆卸吊下来;车辆修好出厂后,又要把备用变压器吊上车安装好。这项工作十分麻烦和困难,非常费时费力费钱。采用移动备用方式的优点是牵引变压器容量较省。因此,移动备用方式可用于沿线无
12、公路区段和单线区段。依题目要求,负荷增长率为40%,因而若选择移动备用,则计算得容量为:,所以满足要求。(2) 固定备用采用加大牵引变压器容量或增加台数作为备用的方式,称为固定备用。采用固定备用方式的电气化区段,每个牵引变电所装设两台牵引变压器,一台运行,一台备用。每台牵引变压器容量应能承担全所最大负荷,满足铁路正常运输的要求。采用固定备用方式的优点是:其投入快速方便,可确保铁路正常运输,又可不修建铁路专用岔线,牵引变电所选址方便、灵活,场地面积较小,土方量较少,电气主接线较简单。其缺点是:增加了牵引变压器的安装容量,变电所内设备检修业务要靠公路运输。因此,固定备用方式适用于沿线有公路条件的大
13、运量区段。依题目要求,负荷增长率为40%,因而若选择固定备用,则计算得容量为:,所以满足要求。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,而是采用固定备用方式。第3章 主接线设计牵引变电气主接线是变电所设计的首要部分,也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性,灵活性和经济性是密切相关的,而且对电气设备的选择,配电装置布置,继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此必须合理的确定主接线。电气主结线应满足的基本要求(1) 首先保证电力牵引负荷,运输用动力,信号负荷安全,可靠供电的需要和电能质量。(2) 具有必要的运行灵活性
14、,使检修维护安全方便。(3) 应有较好的经济性,力求减小投资和运行费用。(4) 应力求接线简捷明了,并有发展和扩建的余地。3.1 110kV侧主接线的选择方案一:采用单母线接线。优点:结线简单清晰,使用设备少,经济比较好,而且在远期调整时线路变换更比较方便。由于结线简单,操作人员发生误操作的可能性就要小。缺点:不够灵活可靠,接到母线上任一元件故障时,均使整个配电装置停电。方案二:采用桥型接线。优点:形结线能满足牵引变电所的可靠性,具有一定的运行灵活性,使用电器少,建造费用低,在结构上便于发展为单母线或具有旁路母线的单母线结线。此结线方案适用于有系统功率穿越,线路检修停电机会较多,主变压器不需经
15、常切换的牵引变电所。缺点:经济性较单母线要差。方案三:采用双T型接线。优点:所用高压电器更少,配电装置结构更简单,线路继电保护也简单。缺点:可靠性相对桥形结线较差。比较结论:作为牵引变电所,必须保证供电的可靠性和灵敏性,根据任务书的依据,采用外桥结线比较合理。图3-1为外桥接线,连接在靠近线路侧,其特点是适用于输电距离较短,线路故障较少,而变压器需要经常操作的场合,这种接线方式便于变压器的投入以及切除图3-1 外桥接线示意图3.2 27.5kV低压侧主接线低压侧断路器的接线分为100%和50%两种备用形式。其中,100%备用形式主要用于单线区段,牵引母线不同相的场合,其转换方便,可靠性高,而5
16、0%备用主要适用于复线区段,所以本次设计中采用100%备用以达到设计目的。其示意图如下图3-2所示。图3-2 低压侧主接线3.3 倒闸操作则倒闸操作为一下步骤:正常运行时,QS7、QF、QS8,其他断路器隔离开关均断开,变压器T1通过L1得电,使得变压器向27.5kV侧输送电能。当需要检修时,假如仍然需要在L1得电,先断开QF1,然后断开QS3和QS5,再闭合QS4,然后合QS6。最后闭合QF,即可满足检修时供电需要。检修结束时,先断开QF2,然后断开QS4和QS6,再断QF,后闭合QS3和QS5,最后闭合QF1,即可恢复正常供电。当L1线路故障需要由L2线路供电时,先闭合QS2,闭合QF,故
17、障线路QF1跳闸,再断开QS1,最后QF2闭合即可满足L1故障时的供电。如L1线路恢复正常,可以先断开QF2、QF,再断开QS2,闭合QS1,最后闭合QF1即可恢复正常供电。由此可以看出采用外桥型接线对于线路发生故障时比较有利,可以在停电瞬间通过互感器自动检测跳开故障线路断路器,然后闭合备用线路断路器,保证线路故障时自动转换开关使牵引变压器继续运行,有利于系统供电的可靠性和安全性。3.4 继电保护继电保护是电力系统的重要组成部分,是保证电力系统安全可靠运行的必不可少的技术措施之一。继电保护装置是指能反应电力系统中电器元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的
18、基本任务是:(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。(2) 反应电器元件的不正常运行状态,并动作与断路器跳闸、发出信号或减负荷。由此可见继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性,最大限度地保证向用户安全连续供电。继电保护利用电力系统正常运行状态和不正常运行或故障时各物理量的差别来判断故障和异常,并通过断路器跳闸将故障切除或发出信号。继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。该牵引变电所的设计采用了牵引变压器保护和馈线的保护。牵
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分接式 牵引 变电所 接线 设计 资料 讲解
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。