兰交大电气化铁道供电系统与设计课程设计报告.doc

电气化铁道供电系统与设计课程设计报告 班 级： 电气084班 学 号： 姓 名： 指导教师： 王 果 2011年 07 月17日 1 题目 某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的四个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为15000kVA（三相变压器），并以10kV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为1200kVA，各电压侧馈出数目及负荷情况如下： 25kV回路（1路备）：两方向年货运量与供电距离分别为Mt·km，Mt·km，=100kWh/10kt·km。10kV共4回路（2路备）。 供电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。本变电所位于电气化铁路的终端，送电线距离25km，主变压器为三相V，v接线。 2 题目分析及解决方案框架确定 2.1 分析负荷及原始资料 由上述资料可知，本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷）、馈线数目多、影响范围广，应保证安全可靠的供电。10地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内均为二级负荷，应有足够可靠性的要求。本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。 根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求，主变压器容量与台数的选择，有方案： 方案2×15000kVA三相V，v接线牵引变压器+2×6300 kVA地区变压器，一次侧同时接于110 kV母线，（110千伏变压器最小容量为6300 kVA）。 图1 方案主接线图 3设计过程 3.1 技术经济 因地区负荷占比例较大，且有部分为一级负荷，应保证必要的电压质量，主要应检验电压不对称系数。然后进行方案的技术经济。 3.1.1 电压不对称度系数的计算 三相V，v接线牵引变压器的电流分析，三相V，v接线牵引变压器原理电路图和相量关系分别如图2所示，原、副边电流关系如下（忽略空载电流）： == （1） =(—) 式中，K=为每台单相牵引变压器的变压比。 应用余弦定理，可得1T和2T副边V接线顶点出现电流相量和为 Ic= （2） 式中，为与的夹角。 图2 V，v接线牵引变电所原理电路图和相量关系 三相V，v结线牵引变压器电流不对称度系数，由式（1）可得： =(++)= =( Ibc +Ica)ej90° =(++)= （3） =( Ibc +Ica)ej150°= ej（270°+） =(++)==0 式中，为与( Ibc +Ica)的夹角；当Ica=Ibc，=60°时，电流不对称度系数为： KI=%=100%=100% （4） 100% （5） 当Ica=Ibc时，=，则 KI=100%= （6） 当两供电臂负荷电流相等（以I表示）=120°，I=I，原边电流也有对应的关系。 V，v结线牵引变电所侧负序电压计算电压等效电路图3所示。已知参数为：三相V，v接线牵引变压器，每台额定容量为16000kVA、额定电压为110/27.5kV，短路电压百分值为(%)=10.5%，两供电臂牵引负荷电流（有效电流）分别为Ix1=257A， Ix2=155A; 大、中型变压器(包括牵引变压器)RTXT，RT可忽略，忽略XS，求27.5kV牵引侧的负序电压与电压不对称度系数： 图3 V，v结线牵引变电所侧负序电压计算电压等效电路图 27.5kV侧绕组的电抗为： ==4.96(Ω) 牵引负荷电流的正序分量绝对值： ==（257+155）/=238(A) 牵引负荷电流的负序分量绝对值： ==129(A) 牵引侧负序电压： ===(V) ===(V) 牵引变电所安装两台三相V，v从上述可知，在保证电压质量方面，方案的值在允许范围以内。通常的情况是，牵引负荷电流愈大，接近或超过牵引变压器时，负序电压现象愈严重。牵引变压器牵引负荷较轻时，负序电压一般可与忽略。牵引变电所两供电臂牵引负荷不平衡的情形，对负序电压存在量的影响相对较小。 3.1.2 变压器与配电装置的一次投资与折旧维修费 方案：2×1000+2×6300kVA变压器四台，多增加110kV断路器四组，按SW3-110少油断路器计算，共需（以万元计） 2×80+2×50+4×（11+1.9+2×0.95）=274.8万元 （每组