西南交通大学牵引变电所电气主接线设计

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1、 西南交通大学课程设计 第I页题目：牵引变电所电气主接线设计 院系：电气工程系 专业：铁道电气化 年级：2010级 姓名： 学号： 指导教师：吕晓琴 西南交通大学峨眉校区2013年10月25日课 程 设 计 任 务 书专 业 铁道电气化 姓 名 学 号 开题日期：2013年 9月 5日 完成日期：2013年 10月 25日题 目 牵引变电所电气主接线设计 一、设计的目的 通过该设计，使学生初步掌握交流电气化铁道牵引变电所电气主接线的设计步骤和方法；熟悉有关设计规范和设计手册的使用；基本掌握变电所主接线的绘制方法；锻炼学生综合运用所学知识的能力，为今后进行工程设计奠定良好的基础。 二、设计的内容

2、及要求 1、按给定供电系统和给定条件，确定牵引变电所电气主接线； 2、选择牵引变电所电气主接线中的主要设备，如：母线、绝缘子、隔离开关、断路器、熔断器、互感器等。 选择时应有先考虑采用国内经鉴定的新产品、新技术。 3、提交详细的课程设计说明书和牵引变电所电气主接线图。 三、指导教师评语 4、 成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日设计需要完成的任务1、牵引变电所主接线设计（用2个初步方案进行比选）（1）根据电网布局，牵引变电所类型决定110kv侧的主接线（2）根据27.5kv馈线路及供电对象的重要程度决定27.5kv侧的主接线；（3）对所选初步方案进行技术、经济指标比选（如接线可靠性、接线复杂

3、程度等），选出优化设计方案；2、短路电流计算为进行所选电气设备的动稳定，热稳定校验，进行相应的短路计算；3、设备选型及稳定性校验（1） 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相关校验；（2）室内、外母线选型及校验l 室外母线：110kv进线侧，进入高压室的27.5kv侧，出来的27.5kv馈线侧，10kv馈线侧母线为软母线l 硬母线进行选型，热稳定及动稳定校验软母线进行选型、热稳定校验。无需进行动稳定校验。（3）选择并校验各个支持绝缘子和穿墙套管（4）电压、电流互感器选型及校验4、牵引变电所防雷接地设计（参考高电压技术教材）5、开列所选设备清单（

4、编号、名称、型号、台数）6、绘制一幅图纸对所选方案绘出牵引变电所主接线图；7、编制完整的设计论文。另附：1、关于短路计算考虑简化计算，电网电源容量按无限大考虑。计算中，取系统最大运行方式的综合电抗。冲击系数按表1-1选取 表1-1电压等级110kV27.5kV10kVKch1.801.701.55要求：1、有完整的计算电路图； 2、有详细的计算过程； 3、有完整的计算结果汇总表。2、论文要求要求：（1）根据设计内容的不同，划分出独立的章节（2）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（3）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（4）对于关

5、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(5)完成牵引变电所主接线图(6)撰写格式需符合相关格式的规定。（可以参考毕业设计格式要求）牵引变电所课程设计原始资料原始资料（选其中一所进行设计）1、电力系统及牵引变电所分布图 图例： ：电力系统，火电为主 ：地方220/110kV区域变电所 ：地方110/35/10kV变电站 ：铁道牵引变电所 ：三相高压架空输电线图中： L1：220kV 双回路 150kM LGJ-300 L2：110kV 双回路 10kM LGJ-120 L3：110kV 20kM L4：110kV 40kM L5：110kV 60kM L6：1

6、10kV 双回路 20kM L7：110kV 30kM L8：110kV 50kM L9：110kV 60kM L10：110kV 60kM 未标注导线型号者均为LGJ-185，所有导线单位电抗均为X=0.4/kM牵引变压器容量如下（所有Ud%=10.5）：A：23.15万kVA B：23.15万kVA C：23.15万kVA D：21.5万kVA E：21.5万kVA F：21.5万kVA2、电力系统对各牵引变电所的供电方式及运行条件1 甲站对A所正常供电时，两回110kV线路中，一回为主供电源，另一回备用。A所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线。27.5kV侧需设室外辅助母线

7、，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。2 甲站对B所供电时，110kV线路还需经B所送至丙站。正常运行时B所内有系统功率穿越。当甲站至B的输电线路故障时，B所由丙站供电，丙站内110kV母线分段运行，输电线L4、L5分别接入不同的分段母线上。正常运行时，丙站内110kV母线分段断路器断开。B所提供甲站至丙站的载波通道。B所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。27.5kV侧需设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。3 C所由丙站送出的两回110kV线路供电。但正常运行时，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回11

8、0kV线路（L6）平时不向牵引负荷供电。只经过C所的110kV母线转接至某企业110kV变电站。C所内采用两台变压器，固定全备用。所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。牵引侧除向两个方向的牵引网供电外，还要向电力机务段供电（两回）和地区10kV 负荷供电（一回）。C所内设有27.5/10kV 1000kVA动力变压器一台。10kV高压间内设有4路馈线，每路馈线设有：电流表、电压表、有功电度表、无功电度表。设有电流速断和接地保护，继电保护动作时间0.1秒。10kV高压间设在27.5kV高压室一端，单独开门。27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。4 牵引

9、变电所D、E、F由乙站供电。正常运行时，110kV线路在E所内断开，不构成闭合环网。E所内的牵引变压器正常运行时，接入由D所送来的电源线L8上，L8故障时可转接至F所由L9供电。D、F所均可能有系统功率穿越。但正常运行时，F所无系统功率穿越。D所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线。27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。所用电有地方10kV可靠电源。5 E所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线，有公路引入所内。27.5kV侧不设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。所用电采用在110kV进线隔离开关

10、内侧接入（）/0.23kV单相变压器，以提高向硅整流装置供电的可靠性。6 F所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线。27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。该地区无地方10kV电源。7 牵引变电所A、C、E 110kV侧要求计费，牵引变电所B、D、F 27.5kV侧要求计费，采用低压侧(27.5kV侧)计费时，110kV侧仍需设电压监视。8 各变电所设计时，一律按海拔h1000m，I级污秽地区，盐密0.1毫克/厘米2，最高环境温度+40考虑。9 各牵引变电所均设置避雷针三座。10 牵引变电所B、D 110kV线路采用纵向平行引入方式；C、E

11、 110kV线路采用横向相对引入方式；A、F 110kV线路采用T字型引入方式。11 假定各牵引变电所馈线主保护动作时间tb=0.1秒，27.5kV母线采用矩型截面硬铝母线，母线间距a=40cm，母线跨距l=120cm；10KV母线采用矩型截面硬铝母线，母线间距a=25cm；母线跨距l=100cm。12 各牵引变电所主控制室均采用一对一集中控制方式，直流电源电压均为220V。目录第1章 牵引变电所主结线设计11.1概述11.2电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤11.3牵引变电所电气主接线图设计说明21.4 高压侧电气主结线的基本形式31.5电气主结线方案的分析61.6小结7第二章牵引变电所电

12、气主接线图设计说明8第三章 短路计算93.1短路计算的相关概念、内容和目的93.2短路点的选取93.3短路计算9第四章 设备及选型134.1母线的选择及校验134.1.1 110KV侧母线采用软母线134.1.2 27.5KV侧母线选用矩形铝母线144.1.3 10KV侧母线选用矩形铝母线（室内选硬母线）161.2 支柱绝缘子及穿墙套管的选取及校验174.2.1 110kV侧支柱绝缘子选取174.2.2 27.5KV侧支柱绝缘子选取184.2.3 27.5KV侧穿墙套管选取184.3 高压断路器选取及校验194.3.1 110KV侧断路器选取194.3.2 27.5kV侧断路器选取194.3.

13、3 10kV侧断路器选取204.4 隔离开关的选取及校验214.4.1 110kV侧隔离开关选取214.4.2 27.5KV侧户外隔离开关选取224.4.3 27.5KV侧户内隔离开关选取224.4.4 10KV侧户内隔离开关选取234.5 电压互感器选取234.5.1 110KV侧电压互感器选取234.5.2 27.5KV侧电压互感器选取244.5.3 10KV侧电压互感器选取244.6 电流互感器选择244.6.1 110KV侧电流互感器选择244.6.2 110KV侧中性点接地电流互感器264.6.3 27.5KV侧电流互感器选择264.6.4 10KV侧电流互感器选择274.7避雷器的

14、选取294.8避雷针的选取30电气设备一览表30参考书目32结论35参考文献36 西南交通大学课程设计 第30页第1章 牵引变电所主结线设计1.1概述牵引变电所（含开闭所、降压变电所）的电气主结线，是指由主变压器、高压电器和设备等各种电器元件和连接导线所组成的接受和分配电能的电路。用规定的设备文字符号和图形代表上述电气设备、导线，并根据他们的作用和运行操作顺序，按一定要求连接的单线或三线结线图，称为电气主结线图。它不仅标明了各主要设备的规格、数量，而且反映各设备的连接方式和各电气回路的相互关系，从而构成变电所电气部分主系统。电气主结线反映了牵引变电所的基本结构和功能。在运行中，它能表明与高压电

15、网连接方式、电能输送和分配的关系以及变电所一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据；在设计中，主结线的确定对变电所电气设备选择、配电装置布置、继电保护装置和计算、自动装置和控制方式选择等都有重大影响。此外，电气主结线对牵引供电系统运行的可靠性、电能质量、运行灵活性和经济性起着决定性作用。此外，电气主结线及其组成的电气设备，是牵引变电所的主体部分。1.2电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤在电气主结线的设计中，应遵循的主要原则与步骤：A.应以批准的设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策和有关的技术政策、技术规范和规程为准则，结合工程具体特点和实际调查掌握的各种基础资料，进行综合分析和方案研

16、究。B.主结线设计与整个牵引供电系统供电方案、电力系统对电力牵引供电方案密切相关，包括牵引网供电方式、变电所布点、主变压器接线方式和容量、牵引网电压水平及补偿措施、无功、谐波的综合补偿措施以及直流牵引系统电压等级选择等重大综合技术问题，应通过供电系统计算进行全面的综合技术经济比较，确定牵引变电所的主要技术参数和各种技术要求。C.根据供电系统计算结果提供的上述各种技术参数和有关资料，结合牵引变电所高压进线及其与系统联系、进线继电保护方式、自动装置与监控二次系统类型、自用电系统，以及电气化铁路当前运量和发展规划远景等因素，并全面考虑对主结线的基本要求，做出综合分析和方案比较，以期设计合理的电气主结

17、线。D.新技术的应用对牵引变电所主结线结构和可靠性等方面，将产生直接影响。1.3牵引变电所电气主接线图设计说明根据原始资料易知，已站对E所正常供电时，两回110kV线路中，一回为主供电源，另一回备用。E所内采用两台牵引变压器固定全备用。所内不设铁路岔线。27.5kV侧不需设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。牵引变电所A110kV侧要求计费，故低压（二次）侧需设电压互感器，高压侧同样需设电压互感器，按正常运行方式选择变压器容量。该主结线图高压侧采用外桥结线，两回进线中，采用一回主供，一回备用。变压器采用两台三相主变压器，其绕组联结形式为YNd-11变压器，二次绕组

18、有一相接地并与钢轨连接。由于该变电所的供电方式是单线双边供电，馈线有两条，考虑到经济性，牵引负荷母线不采用带旁路母线的单母线分段接线方式，但为了保证馈线供电的可靠性，采用100%备用断路器馈线接线方式，每回馈线接两台断路器，一台运行，另一台备用。每个分段母线都设有单相电压互感器和避雷器，以便某分段母线检修或故障停电时，它们不致中断工作。该牵引变电所的运行方式如下：1 一次侧两路110KV进线，一路工作，一路备用，变压器相同，1B工作，2B全备用。当110KV进线1发生故障时，只需合上外跨桥上的隔离开关。1B发生故障时，若采用110KV进线1工作，也合外跨桥上的隔离开关。设备的检修相同。2 二次

19、侧当变压器发生故障或检修时，合上分段母线上相应的隔离开关，27.5KV的馈线能继续工作。断路器及其他设备发生故障或检修相同。但馈线上的断路器采用100%的备用，所以该断路器发生故障或检修时，只需合上另外一个。1.4 高压侧电气主结线的基本形式（1）单母线接线图2-1单母线结线图如图2-1所示，单母线接线的的特点是整个的配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守以下操作顺序：对馈线送电时必须先和1QS和2QS在投入1QF；如欲停止对其供电必须先断开1QF然后断开1QS和2QS。 单母线结线的特点是：（1）结

20、线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性。（2）每回路断路器切断负荷电流和故障电流。检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其他回路不受影响。（3） 检修母线和与母线相连的隔离开关时，将造成全部停电。母线发生故障时，将是全部电源断开，待修复后才能恢复供电。这种结线方式的缺点是母线故障时、检修设备和母线时要造成停电；适用范围：适用于对可靠性要求不高的1035kV地区负荷。(2)单母线分段结线图2-2为用断路器分段的单母线分段结线图。分段断路器MD正常时闭合，是两图2-2单母线分段结线图段母线并列运行，电源回路和同一负荷的馈电回路应交错连接在不同的分段母线上。这种结线方式的特点

21、是：(1)分段母线检修时将造成该段母线上回路停电。(2)进线上断路器检修时造成该进线停电。适用范围：广泛应用于1035kV地区负荷、城市电牵引各种变电所和110kV电源进线回路较少的110kV结线系统。 (3)采用桥形结线当只有两条电源回路和两台主变压器时，常在电源线间用横向母线将它们连接起来，即构成桥型结线。桥型结线按中间横向桥接母线的位置不同，分为内桥形和外桥形两种，如图2-3所示。前者的连接母线靠近变压器侧，而后者则连接在靠近线路侧。内桥形结线的线断路器分别连接在两回电源线路上，因而线路退出工作或投入运行都比较方便。桥形母线上的断路器QF在正常状态下合闸运行，1QS和2QS是断开的。当线

22、路1SL发上故障时，1QS和2QS合闸，故障线路的断路器1QF跳闸，其他三个元件（另一线路和两台主变压器）仍可继续工作。内桥结线当任一线路故障或检修时不影响变压器的并列工作。由于线路故障远比变压器故障多，故这种界限在牵引变电所获得了较广泛的应用。当内桥结线的两回电源线路接入系统的环形电网中，并有系统功率穿越桥接母线时，桥断路器（QF）的检修或故障将造成环网断开。为避免这一缺陷，可在线路短路器外侧安装一组跨条，如图中的虚线所示，正常工作时隔离开关将跨条断开，安装两组隔离开关的目的是便于它们轮流停电检修。图中外桥形结线的特点与内桥刚好相反，当变压器发生故障或运行中需要断开时，只要断开它们前面的断路

23、器1QF或2QF，而不影响线路的正常工作。但线路故障或检修时，将是与该线路连接的变压器短时中断运行，须经转换操作后才能恢复工作。因而外侨形结线适用于电源线路较短、负荷不稳定、变压器需要经常切换（例如两台主变中一台要经常断开或投入）的场合，也可用在有穿越功率通过的与唤醒电网连接的变电所中。 (a) 内桥形 (b) 外桥形图2-3 内桥和外桥结线图桥型结线能满足牵引变电所的可靠性，具有一定的运行灵活性，使用电器少，建造费用低，在结构上便于发展成单母线或具有旁路母线得到那母线结线。即在初期按桥形结线，将来有可能增加电源线路数时再扩展为其他结线形式。1.5电气主结线方案的分析（1）110kV侧结线的选

24、择方案一：采用单母线结线优点：结线简单清晰，使用设备少，经济比较好，而且在远期调整时线路变换更比较方便。由于结线简单，操作人员发生误操作的可能性就要小。缺点：不够灵活可靠，接到母线上任一元件故障时，均使整个配电装置停电。方案二：采用内桥结线优点：形结线能满足牵引变电所的可靠性，具有一定的运行灵活性，使用电器少，建造费用低，在结构上便于发展为单母线或具有旁路母线的单母线结线。此结线方案适用于有系统功率穿越，线路检修停电机会较多，主变压器不需经常切换的牵引变电所。缺点：经济性较单母线要差。比较结论：作为牵引变电所，必须保证供电的可靠性和灵敏性，根据任务书的依据，采用内桥结线比较合理（2）25kV侧

25、结线的选择牵引负荷侧一般采用单母线结线。1.6小结电气主结线是牵引变电所的主体部分，本章主要介绍了牵引变电所单母线结线、单母线分段结线、桥形结线、等几种结线形式及特点，并根据设计任务书要求确定高压侧采用内桥形结线，牵引负荷侧采用单母线结线。第二章牵引变电所电气主接线图设计说明l 中心变电所：有4路以上进线并有系统功率穿越l 中间通过式变电所：有两路进线并有系统功率穿越l 中间式变电所：有两路进线，无系统功率穿越不同类型的牵引变电所釆取不同型式的电气主接线。根据原始资料易知，C所由丙站送出的两回110kV线路供电。但正常运行时，由甲站送至丙站（L5）再由丙站送至C所的一回110kV线路（L6）平

26、时不向牵引负荷供电。只经过C所的110kV母线转接至某企业110kV变电站。C所内采用两台变压器，固定全备用。所内不设铁路岔线，外部有公路直通所内。牵引侧除向两个方向的牵引网供电外，还要向电力机务段供电（两回）和地区10kV 负荷供电（一回）。C所内设有27.5/10kV 1000kVA动力变压器一台。10kV高压间内设有4路馈线，每路馈线设有：电流表、电压表、有功电度表、无功电度表。设有电流速断和接地保护，继电保护动作时间0.1秒。10kV高压间设在27.5kV高压室一端，单独开门。27.5kV侧设室外辅助母线，每相馈线接电容补偿装置二组，电容器室内，电抗器室外。该主结线图高压侧采用双母线结

27、线，两回进线，一回出线，一路进线为主供，另一回为备用。变压器采用两台YNd-11变压器，二次绕组有一相接地并与钢轨连接。由于该变电所的供电方式是左边为复线双边供电，右边为单线供电，馈线有三条，考虑到经济性，牵引负荷母线采用单母线直供方式，为了保证馈线供电的可靠性，采用100%备用断路器馈线接线方式，每回馈线接两台断路器，一台运行，另一台备用。每相母线都设有单相电压互感器和避雷器 该牵引变电所的运行方式如下：3 一次侧两路110KV进线，一路出线。一路进线工作，一路备用，变压器相同，1B工作，2B全备用。当110KV进线1发生故障时，断路器自动切换至另一路母线由进线2提供电源。进线二发生故障，则

28、切换为进线1为110KV出线提供电源。第三章 短路计算3.1短路计算的相关概念、内容和目的1 短路,是指供电系统正常运行情况外的，导电相与相或相与地之间负荷支路被旁路的直接短路或经过一个很小的故障点阻抗短接。2 短路计算的主要内容是确定短路电流的大小，即最大短路电流的大小。3 短路计算的目的，是通过短路过程的研究及计算短路电流的量值，从而达到供电系统合理设计和安全可靠运行的重要因素。3.2短路点的选取因短路计算的主要内容是确定最大短路电流的大小，所以对一次侧设备的选取一般选取高压母线短路点作为短路计算点；对二次侧设备和牵引馈线断路器的选取一般选取低压母线短路点作为短路计算点。3.3短路计算电路

29、简化图如图所示额定电压与平均电压之间的关系如表所示： 短路计算用电网平均电压额定电压Ue(Kv)2201103525106平均电压Up(Kv)2301153727.510.56.3、上图系统电力变压器的总容量为：系统供电电源容量：因此，在降压变压器低压侧发生短路时，供电电源视为无限大容量供电状态。、在上述前提条件下，周期分量电流有效值的标幺值,其中为线路总阻抗的标幺值，与线路的长度成正比，与线路的长度成反比，因此选取线路L5、L6，与L3、L4无区别。、取, 发电机：(可忽略) 220/110KV变压器： 220/110KV变压器： 110KV输电线： 110/27.5KV变压器： 110/2

30、7.5KV变压器： 27.5/10KV变压器： 由于其次边230V处接有一熔断器，因此其次边短路时会自动熔断，且其次边并未与变压器构成环网，于是计算时可以不予考虑。、计算(一) d1处发生三相短路时， 周期分量电流有效值的标幺值： 周期分量电流有名值： 取，则有：冲击电流(二) d2、d3、d4处发生三相短路时，由于d2、d3、d4都是直接在110KV侧短路，且属于并联运行，于是此三处短路电流值相同 (此处计算d2) 。 周期分量电流有效值的标幺值： 周期分量电流有名值： 取，则有：冲击电流(三) d5处发生三相短路时， 周期分量电流有效值的标幺值： 周期分量电流有名值： 取，则有：冲击电流(

31、四) 对牵引变电所主变压器：侧额定电流：侧额定电流：侧额定电流：短路计算值一览表见表数据额定电流各短路点的短路电流值(A)(KA)(KA)(KA)10Kv55.00.5371.4350.86527.5Kv165.334.38011.7067.052110Kv661.331.6054.292.584第四章 设备及选型4.1母线的选择及校验4.1.1 110KV侧母线采用软母线1 按最大长期工作电流选择母线截面根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于，即；最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑，则 由电力牵引供变电技术附录二附表3查出铝母线（LMR型）253的允许载流量为2

32、51A（环境温度为时），大于最大工作电流，故初选253=75mm2截面的铝母线（单条平放）。2 校验母线的短路热稳定性要求短路最终温度，应先求出起始温度，根据，利用曲线，找出对应的值，再由求出，再次利用曲线找出对应的，曲线如图所示。短路电流计算时间式中根据电力系统分析书表6-3取得。短路电流热效应：由，在电力牵引供变电技术图6.6中查得铝曲线在电力牵引供变电技术中查表6.6可得，对应铝母线曲线的纵坐标为，即，表明所选截面的母线能满足热稳定性。4.1.2 27.5KV侧母线选用矩形铝母线按最大长期工作电流选择母线截面。根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于，即；最大长期工

33、作电流按变压器过载1.3倍考虑，则由电力牵引供变电技术附录二附表3查出铝母线608的允许载流量为973A（环境温度为时），大于最大工作电流，故初选608=480mm2截面的铝母线（单条平放）。1 校验母线的短路热稳定性要求短路最终温度，应先求出起始温度，根据，利用曲线，找出对应的值，再由求出，再次利用曲线找出对应的。母线在最大负荷时的温度； 短路电流热效应：由，在电力牵引供变电技术图6.6中查得铝曲线在电力牵引供变电技术中查表6.6可得，对应于铝母线曲线的纵坐标为，即，表明所选截面的母线能满足热稳定性。2 校验母线的机械稳定性设母线采用水平排列平放，则冲击电流 已知：a=40cm，l=120c

34、m，h=60mm，b=8mm则三相短路时，相间电动力为： 母线平放及水平排列时，其抗弯模量为：母线的计算应力：由电力牵引供变电技术表6.4知，铝母线的允许应力为，满足机械稳定性。故最后确定选择截面为608=480mm2的铝母线。4.1.3 10KV侧母线选用矩形铝母线（室内选硬母线）1 按最大长期工作电流选择母线截面根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于，即；最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑，则由电力牵引供变电技术附录二附表3查出铝母线153的允许载流量为156（环境温度为时），大于最大工作电流，故初选153=45mm2截面的铝母线（单条平放）。2 校验母线的短

35、路热稳定性要求短路最终温度，应先求出起始温度，根据，利用曲线，找出对应的值，再由求出，再次利用曲线找出对应的。母线在最大负荷时的温度； 短路电流热效应：由，在电力牵引供变电技术图6.6中查得铝曲线在电力牵引供变电技术中查表6.6可得，对应于铝母线曲线的纵坐标为，即，表明所选截面的母线能满足热稳定性。1.2 支柱绝缘子及穿墙套管的选取及校验由于牵引变压器安装在室外，而进线是直接接到牵引变压器上的，所以不用穿墙导管，故对于侧只需选择支柱绝缘子而不需要选择穿墙导管。而侧的设备既有安装在室外的也有安装在室内，所以对侧既需要选择支柱绝缘子，也需要选择穿墙导管。与侧情况相同。4.2.1 110kV侧支柱绝

36、缘子选取1 按最大工作电压选择支柱绝缘子时，可按变压器侧额定电压考虑。查附表11可以初选型号为ZS-110/3的绝缘子，其技术数据见表4支柱绝缘子（型号）额定电压（kV）机械破坏荷重（KN）ZS110/311032.支柱绝缘子机械稳定性校验：绝缘子受力(取L=120cm,a=40cm) 故能满足机械稳定性要求4.2.2 27.5KV侧支柱绝缘子选取1 按最大工作电压选择支柱绝缘子可按变压器侧额定电压 考虑。查附表11可以初选型号为ZA-35Y的绝缘子，其技术数据见支柱绝缘子（型号）额定电压（kV）机械破坏荷重（kN）ZA35Y353.752.支柱绝缘子机械稳定校验：由计算知27.5kV三相短路

37、的相间电动力为： 故能满足机械稳定要求4.2.3 27.5KV侧穿墙套管选取1 按最大长期工作电流选择母线的截面可按变压器过载1.3倍考虑。可初选CLB-35/1000型穿墙，其技术数据见穿墙套管(型号)额定电压（kV）额定电流（A）机械破坏荷重（kN）热稳定电流(KA)不小于CLB-35/6003510007.510s(铜导体导管)5s(铝导体导管)18.020.02.穿墙套管热稳定校验： 故其满足热稳定性要求.3.穿墙套管机械稳定性校验：由前面计算知27.5kV三相短路的相间电动力为 故其满足机械稳定性要求4.3 高压断路器选取及校验交流牵引负荷侧由于故障跳闸频繁，操作次数多，从减少运行维

38、修工作量考虑，本设计侧选用少油断路器，侧选用真空断路器。4.3.1 110KV侧断路器选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑。初选额定电流为1000A的型少油断路器，其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流5s热稳定电流（kA）峰值有效值1101000 55kA32kA212 短路关合电流的校验极限通过电流为，而，所以，故满足要求。3 校验短路时的热稳定性由前面选择硬母线处可得：而所以，故满足热稳定性要求。所以，选用额定电流为1000A的型少油断路器。4.3.2 27.5kV侧断路器选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑初选额定电流为1000A的ZN6-

39、27.5型的真空断路器，其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流4s热稳定电流（kA）峰值有效值ZN6-27.525100025kA14.5kA102.短路关合电流的校验极限通过电流为，而，所以，故满足要求。3.校验短路时的热稳定性由前面选择27.5KV母线处可得：，而所以，故满足热稳定性要求。所以，选用额定电流为1000A的ZN6-27.5型的真空断路器。4.3.3 10kV侧断路器选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑初选额定电流为600A的ZN-10型的真空断路器，其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流4s热稳定电流（kA）峰值有效值Z

40、N-101060022kA12.7kA8.72.短路关合电流的校验极限通过电流为，而，所以，故满足要求。3.校验短路时的热稳定性由前面选择27.5KV母线处可得：，而所以，故满足热稳定性要求。所以，选用额定电流为600A的ZN-10型的真空断路器。4.4 隔离开关的选取及校验由于在所设计的电气主结线中，侧隔离开关在室外，而侧既有室内的也有室外的，所以对侧只需选择室外的，而侧要选择室内和室外的。4.4.1 110kV侧隔离开关选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑而要满足，可初选型号为GW4-110/600的隔离开关。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流5s热稳

41、定电流（kA）峰值有效值GW4-110/60011060050kA-142 校验短路时的热稳定性，所以，故满足热稳定性要求。所以侧隔离开关选用型号为户外GW4-110/600。 4.4.2 27.5KV侧户外隔离开关选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑。而，所以初选型号为GW2-35/600户外隔离开关。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流热稳定电流（kA）5s峰值有效值GW2-35/6003560050kA142 户外隔离开关的校验，所以，故满足热稳定性。所以侧户外隔离开关选用型号GW2-35/600。 4.4.3 27.5KV侧户内隔离开关选取1 最大长

42、期工作电流按变压器过载1.3倍考虑而，所以初选型号为GN2-35T/600户内隔离开关。其技术数据见型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流 5s热稳定电流（kA）峰值有效值GN2-35T/6003560064KA30KA252 校验短路时的热稳定性，所以，故满足热稳定性要求。所以27.5KV侧户内隔离开关选用型号为GN2-35T/600。4.4.4 10KV侧户内隔离开关选取1 最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑而，所以初选型号为GN6-10T/200户内隔离开关。其技术数据型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流 5s热稳定电流（kA）峰值有效值GN6-10T/20010

43、20025.5KA14.7KA102 校验短路时的热稳定性,所以，故满足热稳定性要求。所以27.5KV侧户内隔离开关选用型号为GN6-10T/2004.5 电压互感器选取4.5.1 110KV侧电压互感器选取供继电保护用的电压互感器的选择：准确级为3级。供110kV侧计费的电压互感器选择：准确级0.5级。由于电压互感器装于110kV侧用于计费，并不需要起保护作用，因为如果110kV侧发生故障或事故时，其地方的电力系统会启动继电保护装置跳闸，将其故障或事故切除，因此选用型准确级0.5级，额定容量500VA的电压互感器便可以满足要求。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定容量（V.A）最大容量（V

44、.A） 原线圈 副线圈0.5级 1级3级3005005002000由于电压互感器是并接在主回路中，当主回路发生短路时，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要校验短路的稳定性。4.5.2 27.5KV侧电压互感器选取由于电压互感器装于27.5kV侧要起到保护作用，用于保护牵引网馈线上所发生的故障或事故，故其准确级需要3级，因此选用JDJJ-35型准确级3级，额定容量600VA的电压互感器可以满足要求。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定容量（V.A）最大容量（V.A）原线圈副线圈0.5级 1级3级JDJJ-35150 2506001200由于电压互感器是并接在主回路中，当主回路发生短路时

45、，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要校验短路的稳定性。4.5.3 10KV侧电压互感器选取由于电压互感器装于10kV侧要起到保护和计费两种功能，故其准确级需要3级，和0.5级。因此选用JSJB-10型准确级3级，额定容量480VA的电压互感器可以满足要求。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定容量（V.A）最大容量（V.A）原线圈副线圈0.5级 1级3级JDJJ-35100.1120 200480960由于电压互感器是并接在主回路中，当主回路发生短路时，短路电流不会流过互感器，因此电压互感器不需要校验短路的稳定性。4.6 电流互感器选择4.6.1 110KV侧电流互感器选择1 最大长

46、期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑，而，可初选型号为LCW-110的电流互感器，测量计费用0.5级，保护用1级。其技术数据见表型号额定电压额定电流比准确级次1秒热稳定倍数动稳定倍数LCW110110kV600/5A0.51751502 二次负载的计算与校验电流互感器二次负载统计表见表仪表名称 二次负荷（V.A） A相 B相 C相电流表（IT1-A型）有功功率表（ID1-W）有功电度表（DS1）无功电度表（DX1）电流继电器(DL-12)总 计 3.0 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.25 2.75 3.25 2.75由最大一相（B相）负载为依据进行计算

47、。取式中为此型号流互1级的二次负荷。则可得导线电阻为 因铜导线，,则其截面 因此，选择截面为的铜导线，可满足要求。3 校验热稳定性式中为流互一次额定电流。因此满足热稳定性要求4 校验机械稳定性按的条件校验机械稳定性校验作用于互感器绝缘瓷瓶帽上的机械应力： 设相间距离，互感器瓷套帽到最近支柱绝缘子间距离则作用于瓷套帽上的机械应力为 ：说明互感器对机械力的作用是稳定的，故选择的LCW110型电流互感器能满足要求。4.6.2 110KV侧中性点接地电流互感器 同110KV流互要求相同，选型号LCW110型电流互感器，也分为测量、保护，等级同上。4.6.3 27.5KV侧电流互感器选择1 最大长期工作

48、电流可按变压器过载1.3倍考虑：，而，可以初选型号为的电流互感器，继电保护采用3级。其技术数据见表4-14：表4-14型号额定电压（kV）额定电流比（A）准确级次1秒热稳定倍数动稳定倍数27.51000/51/10P263882 二次负载的计算与校验。电流互感器二次负载统计表见表4-15：表4-15仪表名称 二次负荷（V.A） A相 B相 C相电流表（IT1-A型）有功功率表（ID1-W）有功电度表（DS1）无功电度表 (DX1)电流继电器(DL-12)总 计 3 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.25 2.75 3.25 2.75由最大一相（B相）负载为

49、依据进行计算，取则可得导线电阻为： 铜导线，,则其截面因此，选择截面为的铜导线，可满足要求。3 校验热稳定性满足热稳定性要求4 校验机械稳定性按的条件校验机械稳定性校验作用于互感器绝缘瓷瓶帽上的机械应力： 设相间距离，互感器瓷套帽到最近支柱绝缘子间距离，则作用于瓷套帽上的机械应力为 ：说明互感器对机械力的作用是稳定的，故选择的电流互感器能满足要求。4.6.4 10KV侧电流互感器选择1 最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑：，而，可以初选型号为的电流互感器，继电保护采用3级。其技术数据见表型号额定电压（kV）额定电流比（A）准确级次1秒热稳定倍数动稳定倍数10200/50.5/37516

50、52 二次负载的计算与校验。电流互感器二次负载统计表见表仪表名称 二次负荷（V.A） A相 B相 C相电流表（IT1-A型）有功功率表（ID1-W）有功电度表（DS1）无功电度表 (DX1)电流继电器(DL-12)总 计 3 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.25 2.75 3.25 2.75由最大一相（B相）负载为依据进行计算，取则可得导线电阻为： 铜导线，,则其截面因此，选择截面为的铜导线，可满足要求。3 校验热稳定性满足热稳定性要求4 校验机械稳定性按的条件校验机械稳定性校验作用于互感器绝缘瓷瓶帽上的机械应力： 设相间距离，互感器瓷套帽到最近支柱绝缘子间距离，则作用于瓷套帽上的机械应力为 ：说明互感器对机械力的作用是稳定的，故选择的型电流互感器能满足要求。4.7避雷器的选取1 50%击穿电压是指在该电压下进行多次试验，气隙击穿概率为50%。 110kV为1410/1200kA；27.5kV为700/350kA；10kV为300/150kA2 选择交流磁吹阀式避雷器FCZ-110型避雷器作为主变压器中性点的避雷保护，该避雷器的参数如下表 (查高电压技术附表2.2)：型号额定电压有效值