110kv牵引变电所设计

课程设计报告

课程电气化铁道供电系统与设计

题目牵引变电所B主接线及变压器容量计算学院电气工程学院

年级专业电气工程及其自动化

班级学号

学生姓名

指导教师

目录

1 概述 (1)

2 设计方案简述 (2)

3 牵引变压器容量计算 (2)

3.1牵引变压器容量的计算 (2)

3.1.1牵引变压器计算容量 (2)

3.1.2牵引变压器过负荷能力校验 (3)

3.2牵引变压器功率损耗计算 (3)

3.3牵引变电所电压不平衡度计算 (4)

X（-） (4)

3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗

s

3.3.2计算牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流 (4)

3.3.3构造归算到110kV的等值负序网络 (4)

3.3.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验 (4)

4 导线选择 (5)

4.1软母线选择 (5)

4.1.1室外110kV进线侧的母线选择 (6)

4.1.2室外27.5kV侧的母线选型及校验 (7)

4.1.3室外10kV馈线侧的母线选型及校验。 (7)

5 主接线选择 (8)

总结 (9)

附录一牵引变压器主要技术数据表 (10)

附录二牵引变电所B主接线图 (11)

参考文献 (12)

1 概述

包含有A 、B 两牵引变电所的供电系统示意图如图1-1所示：

L3

L2L1B

A

SYSTEM 1

SYSTEM 2

图1-1 牵引供电系统示意图 表1-1 设计基本数据

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，电力系统容量分别为250MV A 和200MV A 。选取基准容量j S 为200MV A ，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0.13和0.15；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值分别为0.15和0.17。

对每个牵引变电所而言，110kV 线路为一主一备。图1-1中，1L 、2L 、3L 长度为25km 、40km 、20km.线路平均正序电抗1X 为0.4Ω/km,平均零序电抗0X 为1.2Ω/km 。

2 设计方案简述

本课程设计较系统的阐明了牵引变电B 设计的基本方法和步骤。重点在于对牵引变压器的选择、牵引变压器的容量计算、运行技术指标的计算；牵引变电所电压不平衡度计算；电气主接线的设计；导线的选择。分章节进行阐述，经过多方面的校验，从经济实用的角度出发，力求设计出一套较优的方案。

3 牵引变压器容量计算

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使用的27.5KV 的单相电。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。本设计综合考虑这些因素，选择了三相YN ／d11牵引变压器。

3.1牵引变压器容量的计算

变压器的容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务并节约运营成本。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；容量过大将使牵引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。所以通过变压器容量的计算，能更好的选择一个安全经济的设计方案。 3.1.1牵引变压器计算容量

牵引变电所的主变压器采用YN ，d11接线形式，主变压器正常负荷计算：

12t S K (20.65)x x U I I =+（kV A ）

(3-1)

将1x I =310A ，2x I =280A 代入（3-1）可以求得：

S=19850（kV A ）

紧密运行状态下的主变压器计算容量：

max max (20.65)b t a bx S K U I I =+（kV A ）

(3-2)

将max a I =400A ，bx I =280A 代入 (3-2)可以求得：

max S b =25431（kV A ）

为了满足铁路运输的不断发展，牵引变压器要留有一定余量，预计中期牵引负荷增长为40%。

140%y S S =（kV A ）

(3-3)

可以求得：y S =27789（kV A ）

于是根据所得容量，查询附录一，可选择131500/110SF -型三相双绕组牵引变压器。 3.1.2牵引变压器过负荷能力校验

max

b S S K

=

校（kV A ） (3-4)

可求得：S 校=16203（kV A ）

3.2牵引变压器功率损耗计算

牵引供电系统的电能损失是电气化铁道的一项重要的运营指标，具有很重要的经济意义。不同的牵引变压器接线型式使牵引供电系统的电能损失不同，经过相应的计算，以求得最好的供电方案。

已知1p I =310A ，2p I =280A ，根据公式（3-5）计算：

1212

11212

222

222

2222

12212()()339

212()()339112()()339cax

x x p p bcx x x p p abx

x x p p I I I I I I I I I I I I I I I ⎧=++⎪⎪

⎪=++⎨⎪

⎪=+-⎪⎩

(3-5)

所得结果代入公式 (3-6)中。

在牵引变电所中，如果是一台牵引变压器运行，则全年实际负载电能损失为：

222

2

()0.8763d cax bcx abx d e

p I I I A I ∆++∆=（4

10kWh/年） (3-6)

可求得d A ∆=13.4551（410kWh/年）。

全年实际空载电能损失为：

000.876A p ∆=∆（410kWh/年）

(3-7)

可求得0A ∆=33.7260（410kWh/年）。

全年牵引变压器的实际总电能损失为：

T 0d A A A ∆=∆+∆（410kWh/年）

(3-8)

可求得：T A ∆=47.1811（410kWh/年）。