电力牵引供电课程设计

电力牵引供电课程设计

电力牵引供电系统课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：电气

姓名：

学号：20

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013 年7月12日

目录

1 设计原始题目 (2)

1.1 具体题目 (2)

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 (3)

3 小结 (3)

4打印说明 ................................................................................................. 错误!未定义书签。5装订顺序说明 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

1 设计原始题目

1.1 具体题目

某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电,牵引变压器类型为110/27.5kV,三相V-v接线,两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。

牵引变电所供电臂

长度km

端

子

平均

电流

A

有效

电流

A

短路

电流

A

穿越

电流

A

丙21.0 α235 315 917 200 23.5 β180 262 1050 214

1.2 要完成的内容

根据已知题目,由已知的数据,确定变压器的安装容量,备用方式选为固定备用。选定变压器后,为该型号的变压器选择相关设备以及各种设备的接线形式。

2 设计课题的计算与分析

2.1 计算的意义

牵引变压器是牵引供电系统的重要设备,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。

2.2 三相V-v结线的牵引变压器的接线图

三相V-v结线变压器的连接如下图1所示:

图1 三相V-v 接线牵引变电所

2.3 详细计算

(1) 计算容量的计算

三相V-v 接线变压器的计算容量公式为:

X S UI =计 （2-1）

αβ、两供电臂的已知条件为:

27.5k U V =,1315X I A =,2262X I A =

由此可得计算容量分别为:

1127.53158662.5()X S UI kVA ==⨯=计

2227.52627205()X S UI kVA ==⨯=计

(2) 校核容量的计算

三相V-v 接线牵引变压器的最大负荷容量计算公式为:

max max b S UI = （2-2）

αβ、两供电臂的已知条件为:

1max 2max 27.5,917,1050U kV I A I A ===

由此可得最大负荷容量为分别为:

bmax11max 27.591725217.5()S UI kVA ==⨯= max22max 27.5105028875()b S UI kVA ==⨯=

考虑到牵引变压器允许过负荷50%,所以,其校核容量公式为: max

)b S S kVA K

=校（ （2-3） 由此可得校核容量分别如下:

max1125217.5

16811.7(k )1.5

b S S VA K =

==校

max 2228875

19250(k )1.5

b S S VA K =

==校 (3) 安装容量的确定

通过计算容量与校核容量的计算的比较,选择其中的较大者作为最后的安装容量。通过比较可知最大值为19250kVA,所以在固定备用形式下,选择变压器的容量为220000kVA ⨯作为最后的安装容量,选择型号为SFS9-20000/110的变压器。

3母线及仪用设备的选择

3.1 110kV 进线侧母线的选择

母线的最大长期工作电流可按变压器过载的1.3倍考虑,则:

cmax 1.3 1.3136.47()I A =⨯=⨯= 由附录中表1，查得LGJ-50型号的母线允许载流量为160A(基准环境温度为25℃，允许温度为70℃),符合式子cmax yx (1)I KI K ≤=

其中cmax I —表示通过导线的最大持续电流,yx I —表示对于额定环境温度的允许电流,K —表示温度修正系数。

考虑冗余，110kV 进线侧的母线选用截面积为352mm 的LGJ —35。

3.2 电压互感器的选择

电压互感器一次侧并联在电力回路中，二次侧额定电压通常为100V （或

），由于负载阻抗很大，相当于空载运行。使用中二次侧不允许短路，为安全起见，二次绕组应该接地。选型的两个重要参量为误差和准确度，两者均与功率因数cos ϕ有关。

依照以上所述，进行电压互感器选型，如选择型号为JSQXF —110ZH —110kV 、JDZX9—27.5kV 的电压互感器。两者的相关参数见附录中的表2。

4 牵引变电所主接线

4.1 牵引变电所110kV 侧主接线

牵引供电系统为一级负荷,需要两路独立电源进线。有题目中所给出的穿越电流可知,系统中有功率穿越,属于通过式变电所,并考虑到经济运行,本次采用桥型接线,考虑到变压器故障率较低,并且采用了固定备用形式,所以,变电所110kV 侧主接线采用利于线路故障维修及检修的内桥形式。

内桥接线图见下图2所示。