供变电课程设计(定稿)

课 程 设 计

题 目 某牵引变电所供变电工程设计

专 业 电气工程及其自动化

班 级 06电气六班

学 号 20061765

姓 名 张毓格

指导教师 郭锴

电气工程学院

课 程 设 计 任 务 书

学生姓名 张毓格 学生专业 电气工程及其自动化

学生学号 20061765 学生班级 06电气六班 指导教师 郭锴

设计题目 某牵引变电所供变电工程设计

一、设计初始条件(已知技术参数)

包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。

图1牵引供电系统示意图

图1中，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，选取基准容量Sj为750MVA，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0.10和0.12； 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0.11和0.14。

对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。

图1中，L1、L2、L3长度分别30km、50km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km, 平均零序电抗X0为1.2Ω/km。

基本设计数据如表1所示。

表1 牵引变电所基本设计数据

项目 A牵引变电所 B牵引变电所

左臂负荷全日有效值（A） 560 500

右臂负荷全日有效值（A） 780 730

左臂短时最大负荷（A）[注] 720 700

右臂短时最大负荷（A） 1050 980

牵引负荷功率因数 0.85(感性) 0.85(感性)

10kV地区负荷容量（kVA） 2×1000 2×1000 10kV地区负荷功率因数 0.86(感性) 0.87(感性)

牵引变压器接线型式 自选 自选

牵引变压器110kV接线型式 自选 自选

左供电臂27.5kV馈线数目 2 2

右供电臂27.5kV馈线数目 2 2

10kV地区负荷馈线数 2回路工作，1回路备用 2回路工作，1回路备用

预计中期牵引负荷增长 30％ 30％

[注]：供电臂短时最大负荷即为线路处于紧密运行状态下的供电臂负荷。

二、要求完成的主要任务

1 设计分组

学号为单数的同学设计牵引变电所A；双数的同学设计牵引变电所B。

2 牵引变电所供变电工程设计内容

（1） 概述

对设计对象、原始资料（通常论述电网状况、负荷等级、负荷统计资料、地质、气象条件等）、设计原则及设计所要完成的任务作简要论述。

（2） 牵引变压器容量计算

·确定主变压器接线型式和备用方式；

·分别计算正常负荷和坚密运行状态下的主变压器计算容量；

·电气化铁道中、远期运量估计；

·根据以上计算，进行单台主变压器初步选型；

·进行主变压器过负荷能力校验。

（3） 牵引变压器运行技术指标计算

·牵引变压器功率损耗及全年电能损耗计算；

·牵引变压器在短时最大负荷工况下的电压损失计算；

·牵引变电所短时最大负荷工况下的不平衡度计算。

（4） 牵引变电所电压不平衡度计算

在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。按紧密运行工况进行不平衡度考核。

（5） 牵引变电所主接线设计（用2个初步方案进行比选） ·根据电网布局、牵引变电所类型决定110kV侧的主接线，如内、外桥，双T接线或线路－变压器组等，鼓励同学们结合自己工作经验进行设计。

·根据27.5kV馈线路数及供电对象的重要程度决定27.5kV侧的主接线，如选择单母线及其分段、双母线、单母线加旁路母线等。

·对所选初步方案进行技术、经济指标比选（如比较变压器功损、压损、不平衡度、接线可靠性、接线复杂程度等），选出优化设计方案。

（6） 绘制有关图纸

对所选方案绘出牵引变电所主接线图及变电所平面布置图。图中应列表注明所选设备的编号、名称、台（组）数、型号（这一部分内容待后定）。

（7） 短路电流计算

为进行所选电气设备的动稳定、热稳定校验，必须进行相应的短路计算。

（8） 开关设备选型及稳定性校验

根据以上计算结果，进行 110kV、27.5kV、10kV所有断路器以及隔离开关的选型和动稳定、热稳定校验，并列出计算、校验汇总表和设备清单。

（9） 室内、外母线选型及校验

室外母线

110kV进线侧、进入高压室的27.5kV进线侧、从高压室出来的27.5kV馈线侧、10kV馈线侧的母线均为软母线。

软母线进行选型、热稳定校验。无需进行动稳定校验。

室内母线

高压室内27.5kV硬母线长度l＝2000mm； 相间距a＝600mm 。

高压室内 10kV 硬母线长度l＝1200mm； 相间距a＝250mm 。

硬母线进行选型、热稳定及动稳定校验。

（10） 选择并校验各个支持绝缘子和穿墙套管

（11） 电压、电流互感器选型与校验

受课时所限，本次课程设计只做110kV侧A、B、C三相的仪用电压、电流互感器选择与校验，各相仪表型号由同学自行确定。

根据设计需要，同学自行选择每相上的仪表种类、个数和连接方式，然后决定测量用电压、电流互感器的连接、选型与校验（设计中假设仪表盘距电压、电流互感器安装点30m）。

（12） 牵引变电所防雷接地设计（参考高电压技术教材）

（13） 开列所选设备清单（编号、名称、型号、台（组）数） （14） 形成完整的设计计算书及图纸

3 设计要求：

·根据设计内容的不同，划分出独立的章节

·在每章的开始，应对所要完成的任务、基本的设计原则及计算方法作一简要的论述

·在每章的结尾，应对所完成的工作做一简要的总结，以便后面章节查阅

·对于关键参数的计算，要求有完整的计算电路图、详细的计算过程、完整的计算结果汇总表

·完成两张图纸：牵引变电所主接线图和牵引变电所平面布置图

·撰写格式需符合学校相关的规定。

三、时间安排

第一周：下达课程设计任务，介绍供变电技术课程设计的主要设计内容和设计方法，并明确课程设计的要求，指出相关的注意事项。

第二～六周：课程设计进度检查，指导，答疑。

四、参考文献

1. 贺威俊等 编著.《电力牵引供变电技术 》西南交通大学出版社，1998

2. 贺威俊、简克良 主编.《电气化铁道供变电工程》 中国铁道出版社，1980

3. 娄和恭等 合编.《发电厂变电所电气部分》 水利电力出版社，1987

4. 李群湛 贺建闽 编著. 《牵引供电系统分析》 西南交通大学出版社，2007

5. 曹建猷 著. 《电气化铁道供电系统》 中国铁道出版社，1983

6. 李群湛 连级三 高仕斌 编著. 《高速铁路电气化工程》西南交通大学出版社，2006

7. 简克良 主编.《电力系统分析》.西南交大出版社，1992

8. 铁道部电气工程局电气化勘测设计院，《电气化铁道设计手册 牵引供电系统》，1988

9. 袁则富，何其光 译.《电气化铁路供电》 西南交通大学出版社，1989

指导教师签名：

年 月 日

系主任签名：

年 月 日

摘要：本设计主要针对牵引供电系统以及供变电工程进行设计和研究。主要的工作是对A牵引变压器进行设计以及对其他绝缘设备进行检验。其中，牵引变压器的设计主要包括变压器的容量计算和技术指标的检测，设计必须符合高（低）压侧主接线的设计要求。绝缘设备的检验主要是关于电气设备的动稳定、热稳定性、开关设备的选型和校验，以及对室内外母线，各个支持绝缘子和穿墙套管，电压、电流互感器的选型和校验。另一部分主要内容是对牵引变电所的防雷接地设计，包括避雷针、避雷线、避雷器以及接地系统的设计。

关键词：主接线 热稳定性校验 动稳定性校验 防雷接地

Summary: This system is mainly for traction power supply system and substation engineering

for the design and research. The main work is the design of A traction transformers and other

equipment for testing insulation. Among them, the traction transformer design includes

transformer capacity computing and technology indicators testing, design must meet the high

(low) pressure side of the main connection of the design requirements. Insulation test equipment

for electrical equipment mainly on the dynamic stability, thermal stability, switching

equipment selection and validation, as well as indoor and outdoor bus, each supporting

insulators and wall bushings, voltage, current transformer selection and check. Another part

of the main content is the design of substation grounding lightning protection, including

lightning, grounding wire, surge arresters and grounding system design.

Keywords: Main Connection Thermal stability of the calibration

Dynamic stability check Lightning Protection and Grounding