牵引变电所设计的课程设计

电力牵引供电系统课程设计

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目录

1 设计原始题目 (1)

1.1具体题目 (1)

1.2要完成的内容 (2)

2 设计课题的计算与分析 (2)

2.1计算的意义 (2)

2.2详细计算 (2)

2.2.1 牵引变压器容量计算 (2)

2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3)

2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3)

2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3)

2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3)

2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4)

3 小结 (5)

参考文献 (6)

附录 (7)

1 设计原始题目

1.1 具体题目

《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。设计基本数据如表1所示。

SYSTEM2SYSTEM1

图1 牵引供电系统示意图

表1设计基本数据

项目B牵引变电所

左臂负荷全日有效值（A）320

右臂负荷全日有效值（A）290

左臂短时最大负荷（A）410

右臂短时最大负荷（A）360

牵引负荷功率因数0.85（感性）

10kV地区负荷容量（kVA）2*1200

10kV地区负荷功率因数0.83（感性）

牵引变压器接线型式YN,d11

牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线

左供电臂27.5kV馈线数目 2

右供电臂27.5kV馈线数目 2

10kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用

预计中期牵引负荷增长40%

如图1所示，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1、2的综合电抗标幺值分别为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中，1L 、2L 、3L 长度分别为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 。

1.2 要完成的内容

通过对题目的分析，本课程设计通过参照《供变电工程》手册里面的要求对牵引变电所B 的牵引变压器进行容量计算，运行技术指标的计算及对于母线电压不平衡度的计算、校验和对电气主接线的设计等。

2 设计课题的计算与分析

2.1 计算的意义

本课程设计的主要内容是针对牵引变电所B 的设计，重点在于对牵引变压器的容量计算、运行技术指标的计算以及通过计算最小运行方式下的负序电抗和注入110kV 电网的负序电流来计算母线电压的不平衡度和对于电气主接线的设计等。

2.2 详细计算

2.2.1 牵引变压器容量计算

牵引变电所的主变压器采用YN,d11接线型式，主变压器正常负荷计算：

)65.02(x2x1t I I U K S +=

将=x1I 320A ，x2I =290A, t K =0.9，U =27.5kV 代入得：S=20505.375（kV A ） 三相YN,d11接线变压器的最大容量计算：

)65.02(bx amax t max b I I U K S +=

将=am ax I 410A ，bx I =290A 代入得：bmax S =24960.375（kV A ）

为满足铁路运输的不断发展，牵引变压器留有一定余量，预计中期牵引负荷增长40%。所以，考虑安全裕量后的容量计算：

S S %140y ==28707.525（kV A ）

2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验

K

S S bmax

=

校=16640.25（kVA ）（K=1.5） 2.2.3 牵引变压器功率损耗计算

设p1I =161A ，p2I =151A ，根据下面的公式计算：

p2

p12x22x12

abx p2

p12x12x22

bcx p2

p12x22x12

cax 91)31()31(92)31()32(92)31()32(I I I I I I I I I I I I I I I -+=++=++=

年）（）（/kWh 1046.383876.042

e

2

abx 2bcx 2cax d d =++∆=∆I I I I P A

其中，每台牵引变压器的额定短路损耗148d =∆P kW ，8.3813e ==

U

S

I A

全年实际空载电能损失为：00876.0P A ∆=∆=33.726年）（/kWh 104 其中，每台牵引变压器的额定空载损耗5.380=∆P kW

全年牵引变压器的实际总电能损失为：0d T A A A ∆+∆=∆=72.186()年/kWh 104 2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失

归算到27.5kV 侧，三相结线牵引变压器的电抗值：e 2

e d T 100%3S U U X ==1.19Ω

引前相和滞后相最大电压损失：

()()⎪⎩⎪⎨⎧+=∆-=∆T qp hmax Thmax T hp qmax Tqmax 33.04.013.04.0X I I U X I I U

代入数值可得：Tqmax U ∆=1091.44V ，Thmax U ∆=1490.30V 电压损失：Thmax Tqmax U U U ∆+∆=∆=2581.7428V 2.2.5 牵引变电所电压不平衡度

(1)计算电网最小运行方式下的负序电抗：

l **s 2l *

*s j 2e l s )(s

100

110X L X X L X S U X X X

+=+=+=-