牵引供电.docx
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牵引供电
电力牵引供电系统课程设计
评语:
考勤
(10)
守纪
(10)
设计过程
(40)
设计报告
(30)
小组答辩
(10)
总成绩
(100)
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气1103
姓名:
学号:
指导教师:
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2014年7月14日
1设计原始题目
设计一种中心牵引变电所主接线(变电所容量为100MVA),至少给出两种方案,并进行经济比较。
1.1具体题目
中心式引变电所主接线方式采用单母线分段带旁路母线和双母线结线形式并做简单的经济比较。
1.2要完成的内容
(1)设计出主接线采用单母线分段带旁路母线结线、双母线结线的中心式牵引变电所。
(2)根据查阅的资料,100MVA的牵引变电所所供电的单线区间通过能力及其相关参数,进行安装检验计算,对牵引变压器配备方式作出合理选择。
(3)根据设备的价格进行经济比较。
2设计课题的计算与分析
2.1计算的意义
变压器的容量校验计算是为了验证已知的牵引变电所容量,也为进一步的各种损耗计算做准备(在本设计中不着重计算),只是对变压器的配备方式作出合理选择。
2.2详细计算
(1)牵引变电所的容量进行检验计算
假设该终端牵引变电所供电区段参数如下:
近期年运量
=4000万吨,牵引定数G=2100吨,
取0.705,波动系数
=1.2,储备系数
=1.2,非平行列车运行图区间通过能力
=126对/日。
牵引计算结果:
供电臂1:
n=6,
供电臂2:
n=6,
对于三相YN,d11结线牵引变压器:
第一步:
计算列车对数
第二步:
计算
,
,
,
其中,
计算得:
同理得:
第三步:
容量计算
采用简化公式
第四步:
校核容量
计算对应于
的重负荷供电臂1的最大电流
:
查附录图C-5,曲线
计算对应于
的轻负荷供电臂2的有效电流:
三相YN,d11结线牵引变压器最大容量:
校核容量分别为:
第五步:
确定安装容量
将计算容量和校核容量进行比较,并结合采用固定备用,选用三相YN,d11结线变压器的安装容量为2
100MVA。
3牵引变电所主接线图
对于中心牵引变电所,电源侧引入线回路数较多,变电所中主变压器一般为两台。
为使每台主变压器能从任意一回路电源获得电能,需要架设汇流母线,以便将各电源回路的电能汇集起来,各用电回路再从母线上获得电能,以提高供电的可靠性和经济性。
该变电所设有两台主变压器,一台运行、一台备用(即采取固定备用方式)。
由该变电所负责向10kV铁路信号专线及地区其他负荷供电。
在110kV的母线上以及27.5kV牵引负荷母线上,均设有供测量仪表与继电保护用的电压互感器,以及过电压保护用的阀形避雷器。
为了停电检修110kV线路和母线的电压互感器时能方便地进行安全接地,这些回路中的隔离开关都带有接地刀闸,借助于隔离开关本身的机械联锁装置,保证在主刀闸从电路中隔断后,方能操作闭合接地刀闸。
27.5kV侧采用馈线断路器100%备用的单母线接线。
母线上连有一台自用变
压器。
牵引负荷侧采用手式断路器,断路器检修时,将手车式从插入式触头拔出,以隔断电路,而代替隔离开关的作用。
因是单线区段,变电所仅有两路馈线,分别向两个供电分区送电。
母线型式的主接线是中心牵引变电所电源侧电气主接线的核心,这里设计的两种方案分别是单母线分段带旁路母线主接线、双母线接线。
其主接线图见附录一、二。
4牵引变电所元件价格统计分析
由两种设计方案的主接线图分析,其主接线的主设备大致相同,主要的差别是断路器和隔离开关的数量差异很大。
下面进行定量的分析与计算,说明那种方案方案更加经济。
本设计中所涉及的元件市场价格参考“西北变压器销售网”报价。
并了解到,变压器的价格与型号是没有必然关系,容量、耐温等级,制造工艺和价格相关性很大。
根据短路点的冲击电流查阅资料的到断路器的型号,并作出市场价格估算。
各个部分元件使用数量及价格比较详细如下:
表4-1变压器的价格比较
型号
数量
单价(人民币)
总价(人民币)
方案一
SFPZ9-100000/110
2
2400000
4800000
方案二
SFPZ9-100000/110
2
2400000
4800000
表4-2高压隔离开关的价格比较
型号
数量
单价(人民币)
总价(人民币)
方案一
GN22-10D/100A-50kA
12
1750
21000
方案二
GN22-10D/100A-50kA
34
1750
59500
表4-3断路器的价格比较
位置
高压进线侧
低压出线侧
所用电
断路器
型号
SW6—110/1200
SW6—110/1200
无
SW6—110/1200
SW6—110/1200
无
方式
方案一
方案二
方案一
方案二
方案一
方案二
数量
7
15
10
10
0
0
单价
18500
18500
18500
18500
0
0
总价
129500
277500
185000
185000
0
0
表4-4电流互感器的价格比较
型号
数量
单价(人民币)
总价(人民币)
方案一
LMW-30
7
14000
98000
方案二
LMW-30
7
14000
98000
表4-5电压互感器的价格比较
型号
数量
单价(人民币)
总价(人民币)
方案一
TYD-30
4
13500
54000
方案二
TYD-30
4
13500
54000
方案一断路器的总价格:
方案二断路器的总价格:
元件价格的比较结果:
Y1=YQF+YT+YQS+YTA+YTV
=314500+4800000+21000+98000+54000
=5287500
Y2=YQF+YT+YQS+YTA+YTV
=462500+4800000+59500+98000+54000
=5474000
价格差
5474000-5287500=186500
故单一的考虑经济性,该中心牵引变电所的主接线应该选择单母线分段带旁路母线接线形式。
5小结
关于本设计中采用的两种接线方式的简单分析比较:
单母线分段带旁路母线接线(方案一):
采用此种接线方式的变电所内设置两台三相YN,d11结线变压器,固定完全备用。
每段工作母线与旁路母线之间用旁路断路器连接,每一回路用旁路隔离开关与旁路母线相连。
这种结线与双母线结线相比,需用的高压电器更少,配电装置结构简单,线路继电保护也简单。
双母线接线(方案二):
这种接线具有两组母线,在两种母线之间通过母联断路器进行连接,每回线路都通过一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线,较前者增加了设备投资。
根据计算结果,该牵引变电所的修建时使用单母线分段带旁路母线结线方式节省费用,经济效果显著使用双母线接线其运行灵活性及可靠性大为提高,但其一次性投资大。
综上所述,从经济性角度考虑,该牵引变电所主接线应该采用单母线分段带旁路母线形式的主接线。
参考文献
[1]李彦哲,胡彦奎,王果等.电气化铁道供电系统与设计[M].兰州:
兰州大学出版社,
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西南交通大学出版社,2002:
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[3]马国杰,包鹏鉴,雷永斌等.电气化铁道施工手册[M].北京:
中国铁道出版社,2004:
98-105.
[4]于永源,杨绮雯.电力系统分析[M].北京:
中国电力出版社,2007:
86-97.
附录一
附图一采用单母线带旁路母线分段结线的中心牵引变电所主接线图
附图二
附图二采用双母线接线的中心牵引变电所主接线图
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