城市轨道交通主降压变电所主接线的设计Word下载.doc
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城市轨道交通主降压变电所主接线的设计Word下载.doc
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ThemainsubwayStep-downSubstationmainlysupplypowertoTractionSubstationandStep-downSubstation,ithasacrucialroleforthenormaloperationofthewholesubway.Underthebackgroundofacceleratingtheconstructionofthesubwayengineeringandsolvingtheproblemofpublictransportationinourcountry,itisvitalsignificancetostudydesignofthemainwiringofthemiansubwayStep-downSubstationengineering
Firstly,thispaperstudiestheproblemofselectionofmainwiringofmainsubstation,andcomeupwiththemainwiringdesignandconductacomparativeanalysis.Undertherequirementofreliability,flexibilityandeconomytodeterminethedesignschemeofthemainwiring.Secondly,accordingtodesignrequirementsofthemaintransformer’scapacity,completedtheselectionofthetransformer.Then,basedontheequivalentnetworksimplification,selectionandcalculationofshort-circuitpointshort-circuitcapacity.Finally,accordingtotheshort-circuitcurrentcalculationresultsandthedevelopmentofelectricalequipmentofourcountry,tocompleteelectricalequipmentselectionandlayout.TheprogramestablishedundermainwiringandelectricalequipmentselectionresultsusingtheCADsoftwaretodrawthemainwiringdiagram,accordingtothenationalstandard,electricalequipmentsizeandtheactualsituationofthemainsubstationelectricalequipmentlayout,drawafloorplanandsectionalview.
KeyWords:
Themainwiring,Transformers,Short-circuitcapacity
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
1绪论 1
1.1工程背景 1
1.2设计原则和依据 1
1.3设计内容 2
2电气主接线的方案确定 3
2.1电气主接线设计的原则 3
2.2主接线的设计 3
2.2.1高压侧主接线 3
2.2.2中压侧主接线 5
2.2.3动力照明系统主接线的设计 6
3变压器的选择 7
3.1主变压器的选择 7
3.2动力照明系统变压器的选择 9
4短路电流的计算 10
4.1短路电流计算方法 10
4.2短路电流的具体计算 10
5电气设备选择及其布置 15
5.1110kV侧电气设备的选择及校验 15
5.1.1断路器和隔离开关的选择及校验 15
5.1.2互感器的选择 18
5.235kV侧电气设备的选择 19
5.310kV侧电气设备的选择 20
5.4电气设备的布置 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录A主要元件清单 25
附录B主接线图 26
附录C平面布置图和断面图 27
-IV-
1绪论
1.1工程背景
本设计为地铁二号线静安寺主变电所主接线的设计。
地铁二号线一期工程外部电源方案为集中式供电,设2座110kV主变电所。
中压网络采用独立的35kV牵引供电网络以及独立的10kV动力照明供电网络。
全线设7座牵引变电所。
地铁二号线一期工程设置的2座主变电所分别设于中央公园和静安寺。
每座主变电所均从区域变电所引入两路可靠的110kV电源,静安寺主变电所的两路电源引自华山区域变电所的两段母线,距离为3km。
地铁主降压变电所主要给牵引变电所和降压变电所供电,牵引系统和动力照明系统的负荷统计如表1.1所示。
表1.1主变电所符合统计表
所名
远期最大负荷
COSθ
回路数
重要负荷百分数(%)
中山公园
2745kW
0.9
2
96
静安寺
2790kW
人民公园
2730kW
0.91
1
陆家嘴
2852kW
0.92
东方路
2898kW
中央公园
2700kW
停车场
2844kW
动力照明系统
8190kW
88
1.2设计原则和依据
本次设计完全遵循主变电所主接线设计的原则和设计依据。
变电所主接线设计的原则和设计依据概括起来有下述几个方面。
(1)设计的原则
主接线设计必须贯彻执行国家有关工程建设的法令和政策,应符合现行的国家标准和设计规范。
(2)设计的依据
经有关部门正式批准的设计任务书是初步设计的主要依据;
经过有关部门审查批准的初步设计文件和修改意见以及建设单位的补充要求是平面布置图、断面图设计的依据。
中华人民共和国现行主要标准及法规:
(1)《35-110kV变电所设计规范》GB50059-92;
(2)《35-110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92;
(3)《供配电系统设计规范》GB50052-95。
1.3设计内容
以地铁供电工程设计为基础,完成一次主电路设计,进行相关的容量计算和高压电气设备的选择,并完成主接线图的设计和方案比较工作。
主要设计任务:
(1)确定主接线方案;
(2)确定主降压变电所的设计容量;
(3)进行相关负荷计算及短路容量计算;
(4)110kV、35kV、10kV侧主变电所的主要设备选择;
(5)绘制主接线电路图,平面布置图,断面图。
2电气主接线的方案确定
2.1电气主接线设计的原则
电气主接线是构成电力系统的重要环节,也是主降压变电所设计的首要任务。
变电所运行的可靠性、灵活性和经济性与主接线的方案密切相关[1]。
(1)可靠性
供电可靠性的客观衡量标准是运行实践,评估某个主接线图的可靠性时,应充分考虑长期运行经验。
我国现行设计规程中的各项规定就是对运行实践经验的总结,设计时应予以遵循。
(2)灵活性
电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快的推出设备、切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,并在检修设备时能保证检修人员的安全。
(3)经济性
主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上还应使投资和年运行费用最小,使占地面积最少,使变电站尽快的发挥经济效益。
2.2主接线的设计
主变电所的电气主接线可以从高压侧和中压侧两个方面来描述[4]。
2.2.1高压侧主接线
A方案采用线路-变压器接线方式,如图2.1所示。
图2.1线路-变压器组接线方式
线路-变压器组接线是最简单的主接线方式。
在正常运行方式下,两条线路各带一台主变压器;
当进线线路故障时,通过区域变电所出线断路器的跳闸来消除故障。
系统接线简单,主接线运行的可靠性和经济性高,有利于实现主变电所的无人化和自动化[2]。
B方案采用内桥形接线方式,如图2.2所示。
图2.2內桥形接线
内桥形接线是变电所最常用的主接线形式。
其特点是高压侧的断路器数量较少;
线路故障操作简单;
接线清晰。
平时桥断路器分闸,相当于线路-变压器组接线,两条线路各带1台主变压器。
当输电线路发生故障时,只要断开故障线路的断路器就能切除故障而不会影响到其它回路正常运行;
当变压器发生故障时,需要断开与其相连的两台断路器,这样就对未故障线路的正常运行造成了影响[3]。
但是随着主变压器质量的提高,各厂家生产的变压器都变成了免维护式的。
由于主变压器的运行可靠性高并且也不需要经常的切换,因此在主变压器容量不能满足N-1要求的情况下,主降压变电所采用内桥形接线形式可以提高系统供电的可靠性。
结论:
相比而言,线路-变压器组接线受区域变电所故障的影响比较明显。
在地铁主降压变电所的设计中,根据两个电源都来自于同一个区域变电所的情况,主接线一般采用线路-变压器组接线形式。
直接从区域变电所的两个母线引入110kV进线,当一个母线故障时,可通过修改区域变电所的运行方式接入不同母线,对主变压器的正常运行没有影响。
根据地铁主降压变电所的设计原则:
当一台主变压器退出运行时,由另一台主变压器承担主降压变电所供电区域内的全部一、二级负荷;
当一路电源故障时,由另一路电源给主变电所供电;
当进线线路故障导致一台变压器停电运行时,需要合闸环网的母联开关以保证地铁的供电[4]。
所以,线路-变压器组接线的进线电缆容量只需要考虑一台主变压器的额定容量,而内桥形接线的进线容量需要按照两台主变压器的额定容量。
从投资角度来看,线路-变压器组接线方式不只节省了设备投资,还节省了电缆的投资,其经济性好。
由地铁供电系统运行方式的要求可以判断,正常情况下主变压器可以看作低负载率,所以高压侧主接线采用线路-变压器组接线方式。
2.2.2
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