文档介绍：电气化铁道供电系统与设计课程设计报告
班级: 电气0**班
学号: 20080****
姓名: **********
指导教师: *********
评语:
年月日
一、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,现在已知列车正常情况时的计算容量为10000kVA(三相变压器),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3750kVA,各电压侧馈出数目及负荷情况如下所示:25KV回路(1路备):两方向的年货运量与供电的距离分别为:
,。10kV共12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中间,送电线距离15km,主变压器为三相接线。
二、题目分析及解决方案框架确定
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。10千伏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,可能有以下两种方案:
方案A:2×10000千伏安牵引变压器+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)。
方案B:2×15000千伏安的三绕组变压器,因10千伏侧地区负荷与总容量比值超过15%,采用电压为110/ kVA,结线为两台三绕组变压器同时为牵引负荷与地区电力负荷供电。各绕组容量比为100:100:50。
三、设计过程
按110 kV进线和终端变电所的地位,考虑变压器数量,以及各种电压级馈线数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。
(1)对于方案A,因有四台变压器,考虑110 kV母线检修不致全部停电,采用单母线用断路器分段的结线方式,如图1(a)单母线用断路器分段的结线方式,每段母线连接一台牵引变压器和地区变压器。由于牵引馈线断路器数量多,且检修频繁,牵引负荷母线采用带旁路母线放入单母线分段(隔离开关分段)结线方式,10 kV地区负荷母线同样采用断路器分段的单母线结线系统。自用电变压器分别接于10 kV两段母线上(两台)。
(2)对于方案B,共用两台三绕组主变压器、两回路110 kV进线,线路太长,但是应有线路继电保护设备,故以采用节省断路器数量的内桥结线较为经济合理,如图1(b)内桥结线。
图1 (a) 单母线用断路器分段结线
图1 (b) 内桥结线
牵引变压器计算
(1)牵引变压器不对称系数的计算
①由已知牵引负荷容量,25kV侧额定电流及每馈电区电流、,见图2(a)△形绕组中电流分配图,分别为:
(1)
(2) 其中(因电流不对称引入的系数k=)。
图2 (a)△形绕组中电流分配
图2(b)每相牵引负荷电流与电压向量图
两馈电区电流在△形绕组中分配后,每相绕组电流为:
(3)
(4)
(5)
电流与电压的相量关系如图2(b)每相牵引负荷电流与电压向量图,其中以为基准相。
10千伏电压侧为三相对称负荷,设cos=△形绕组中每相电流分别为:
(6)
(7)
(8)
(9)
110kV高压绕组中的电流,不计励磁电流时,即为负荷电流归算到高压侧的值。
对于方案(A)仅考虑牵引负荷:
(10)
(11)
(12)
对于方案(B),应为牵引负荷与地区负荷电流相量和,其值为:
(13)
(14)
(15)
其中电压变换系数
②高压110千伏绕组中的阻抗压降,已知参数为:
三绕组16000千伏安变压器:
双绕组10000千伏安变压器:
按式(16)和(17)分别求得高压绕组的电阻及电抗为:
(16)
(17)
三绕组变压器:
双绕组变压器:
高压各相绕组阻抗压降,由各相阻抗压降三角形可知:
对于三绕组变压器:
(18)
(19)
(20)
对于双绕组变压器:
(21)
(22)
③高压110 kV绕组感应电势(E)及不对称系数,按下式计算
其中:
正序分量:
负序分量:
电压(势)不对称系数:
(2)变压器与配电装