城市轨道交通供电系统设计

1 设计原始资料

1.1具体题目

（1）变电站所在高度70M。

（2）最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度。

（3）110kV变电站，向该地区35kV电压等级供电。110kV以双回路与35km 外的系统相连。系统最大方式的容量为2900 MV A，相应的系统电抗为0.518；系统最小的方式为2100 MV A，相应的系统电抗为0.584。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。

（4）35kV电压级，架空线6回，3回输送功率12MV A；3回输送功率8MV A。

1.2要完成的内容

本次设计的重点是确定该变电所电气一次主接线的几种建设方案，然后在几种方案中从考虑运行的可靠性，灵活性以及投资的经济性等进行综合比较，确定出最佳的变电所电气主接线方案；并对主要设备进行选择校验，绘制电气主接线图，本站设备选择优先采用具有目前先进技术的设备。

2设计内容的分析

2.1设计规程

《地铁设计规范》（GB50517—-2003）中规定：

14.2.4主变压器的数量与容量宜根据近、远期负荷计算确定、分期实施，并在一台主变压器退出运行时其他变压器能负担供电范围内的一、二级负荷。

14.2.13 主变电所宜采用有载调压主变压器。

2.2本设计的主接线形式

2.2.1主接线的设计原则

主变电所中的一次设备按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各变电所。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是主变电所电气部分的主体，对变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。对于主接线设计的设计应该满足可靠性，灵活性和经济性的基本要求。2.2.2主接线的形式

高压侧的主接线形式：线路变压器组接线，内桥形接线，外桥形接线。

110kV侧的主接线的设计

110kV侧是以双回路与系统相连。由《电力工程电气一次设计手册》第二章第二节中的规定可知：35—110kV线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。故110kV侧采用桥形的连接方式。目前国内城网无穿越功率，不采用外桥接线形式。

35kV侧的主接线的设计

35kV侧出线回路数为6回。由《电力工程电气一次设计手册》第二章第二节中的规定可知：当35—63kV配电装置出线回路数为4—8回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35kV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。

主接线方案的比较选择

方案1：110kV侧采用内桥形的连接方式，35kV侧采用单母分段连接。110kV 侧采用内桥形的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除，35kV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。

方案2：110kV侧采用内桥形的连接方式，35kV侧采用双母线连接。虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案1相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。

由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110kV侧采用内桥形的连接方式，35kV侧采用单母分段连接方式。

3主要设备的选择

3.1互感器的选择

3.1.1主变压器的确定

当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相有载调压变压器。

最大综合计算负荷的计算可按照公式：()m

i.max max t i=1P S =K 1+a %cos ⎛⎫ ⎪ϕ⎝⎭

∑求得。式中：

t K 为同时系数，

出线回数较少时，可取0.9～0.95，出线回数较多时，取0.85～0.9；a %—线损，取5%。

()m i.max max

t i=1i P S =K 1+a %cos ⎛⎫

⎪ϕ⎝⎭

∑=0.9(12+12+12+8+8+8)(1+0.05)=56.7MV A

装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%的全部最大综合计算负荷。即

（n-1）N max S 0.6S ≥

由上可知，此变电站单台主变压器的容量

N S ≥max S ×60%=56.7×60%=34MV A

所以应选容量为50 MVA 的主变压器，变压器型号为SFSZ7—50000/110型。 3.1.2 电流互感器的选择 110KV 侧电流互感器的选择

一次回路电压：g 110kV N U U ≥=

二次回路电流：m gmax

50000I I 349.91A 110)

⎛

⎝≥=

=

根据以上两项，初选1104-LCWB 型电流互感器]5[，其参数如下表3-1所示：

表3-11104-LCWB 型电流互感器的技术参数

动稳定效验：sh m dw i K ≤

m dw sh K 600150127.28kA >i 3.98kA =⨯==

满足动稳定要求

热稳定效验：()2

k m t Q I K ≤

()

()2

2

22m t k I K =60075=2025(kA)S >Q =0.11(kA)S ⨯

满足热稳定要求

综上所述，所选4LCWB -110型电流互感器满足要求。 35kV 侧主变压器侧电流互感器的选择

一次回路电压：N g U U =35kV ≥

二次回路电流：m gmax

50000I I 1099.71A 35)

⎛

⎝≥=

=

根据以上两项，初选LDB-35型电流互感器]5[，其参数如下表2-8所示：

表3-2LDB-35型电流互感器的技术参数

动稳定效验：sh m dw i K ≤

m dw sh K 2000 2.530212.13k A >i 4.49k A =⨯⨯==

满足动稳定要求

热稳定效验：()2

k m t Q I K ≤

()

()2

2

22m t k I K 2000303600(kA)S >Q 0.914(kA)S =⨯==