供变电技术铁路方向交流与直流牵引变电所设计.pdf

第第66章章 交流与直流牵引变电所设交流与直流牵引变电所设 计 第1节 概述 变电所设计涉及的主要内容是变电所高压设备的变电所设计涉及的主要内容是变电所高压设备的 选择，一般按照以下步骤进行： 选择供变电工程的主结线选择供变电工程的主结线 ；； 根据设备的正常工作条件对设备进行初步选择 （（如额定电压如额定电压、额定电流额定电流、最大工作电流最大工作电流、户内还户内还 是户外等）； 根据设备工作的异常工作条件对设备进行校验根据设备工作的异常工作条件对设备进行校验 （如根据短路电流进行热稳定校验和动稳定校验、 根据过电压进行耐压水平校验等根据过电压进行耐压水平校验等）；）； 如果校验通过，则所选设备可以正常工作，否则 要重新选择要重新选择，注意在选择设备时要注意工程的经济注意在选择设备时要注意工程的经济 性； 在完成高压设备的选择设计后在完成高压设备的选择设计后，进行配电装置进行配电装置 的设计，绘出平面布置图和断面图； 完成配电装置的设计后，进行防雷系统的设计； 在完成一次系统的设计后，分别二次系统的控 制、测量和保护部分进行设计，完成对二次设备的 选择和校验选择和校验，，绘出二次系统展开图绘出二次系统展开图 ；； 对交流电源和直流电源系统进行设计。 上述步骤仅仅是一个一般性的流程，在实际设计 中，可能存在某些步骤的反复。 对于具体的高压设备来说对于具体的高压设备来说，，设计可归结为设计可归结为 ：：选选 择、校验，如果校验通过，则选择合格，否则重新 选择选择，再校验再校验。 对设备的选择依据通常是工作的正常条件。 对设备的检验依据通常是设备工作的异常条件对设备的检验依据通常是设备工作的异常条件。 针对对设备校验，主要从发热和受力两个方面考 虑。 第第22节节 电器与载流导体的发热和负载能力电器与载流导体的发热和负载能力 1、电器与载流导体正常工作下的发热容许温度 电器或载或载流导体中流中 过的电流将导致其发热发热，发发 热的结果可能引起： 发热导致金属材料的机械强度下降； 发热导致电器设备的绝缘热老化发热导致电器设备的绝缘热老化；； 发热导致电能损耗增加； 大电流甚至会烧毁电器大电流甚至会烧毁电器 （（如导体之间的连接如导体之间的连接 处）。 为了防止出现以上情况为了防止出现以上情况，在电器与载流导体的选在电器与载流导体的选 择时，要根据负荷电流选择电器的额定电流。 2、电器和载流导体在电器和载流导体在正常常工作容许发热下的过作容许发热下的过 载能力 发热导致的温度升高发热导致的温度升高，，分两种情况分两种情况 ：：一种是长期种是长期 发热，另一种是短期发热。导体的散热形式有：传 导导、辐射和对流辐射和对流。 无论是何种发热情况，其热平衡方程式都是： 发热量发热量 散热量散热量++导致温度升高所需要的热量导致温度升高所需要的热量。即即： Q dt GCdτ +KSτdt Σ 热源有 ：电流流过导体所产生的热量，涡流损耗 产生的热量，介质损耗产生的热量等（焦耳）； 导体温度升高所吸收的热量：G—导体质量（公 斤斤）），CC——导体比热导体比热 （（焦耳焦耳//公斤公斤·℃℃）；）； 散热：对于暴露在空气中导体，考虑其散热形 式为辐射，K—散热系数（W/平方米·℃），S—散热 有效面积有效面积， ττ—导体温升导体温升。 注意：温度与温升的差别。 上式的解为上式的解为 ： t t − − τ τ (1−e T ) +τ e T ww 00 τ QΣ T