《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B(2)

自动化与电气工程学院 电气化铁道供电系统与设计

则在近似计算短路电流时：I*?1。 X*4.1.2在110kV侧短路电流计算

设计中在110kV侧牵引变压器的选择型号为SF1?31500/110。 短路电流标幺值：I''z1*?1?4.3 **Xl?XG基准电流：IB?SB?1.05kA 3UB*短路电流：I''z1?I''z1IB?4.515kA

短路电流最大有效值：Iz1?1?2(kch?1)2Iz''1?6.86kA 冲击电流：ich1?2kchIz1?11.49kA

''4.1.3 在27.5kV侧短路电流计算

变压器电抗标幺值：XT1?*UT%SB??0.67 100SN1***T1短路电流标幺值：I''z2*?Xl?XG?X?1.11

基准电流：IB?SB?4.2kA 3UB''*次暂态短路电流：Iz2?I''z2IB?4.662kA 短路电流最大有效值：Iz2?1.52I''z2?7.09kA 冲击电流：ich?2kchI''z2?11.21kA

4.1.4 在10kV侧短路电流计算

变压器电抗标幺值：XT2?短路电流标幺值：I''Z5?

**UT%SB??10.83 100SN1?0.085 ****Xl?XG?XT1?XT2- 5 -

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基准电流：IB?SB?11.0kA 3UB次暂态短路电流：I''z5?I''z5*IB?0.935kA 短路电流最大有效值：Iz5?1.52I''z5?1.42kA 冲击电流：ich?2kchI''z5?2.05kA

4.2断路器和隔离开关的选型及校验

开关电器的选择与校验如表3：

表3开关电器的选择与校验

额定电压 断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器 选择项目 额定电流 开断电流 校验项目 动稳定 热稳定 Ue≧Ug Ue≧Ug Ue≧Ug Ue≧Ug Ie≧Igmax Ie≧Igmax Ie≧Igmax Ie≧Igmax Iek≧Iz —— idw≧ich idw≧ich idw≧ich —— It2t≧Iz2tjx It2t≧Iz2tjx It2t≧Iz2tjx —— Iek≧Iz Iek≧Iz 其中：Ue，Ie，Iek—分别为开关电器的额定电压，额定电流和额定开断电流； Ug，Igmax，Iz—分别为开关电器工作点的线路额定电压，最大负荷电流和三

相短路电流稳态值；

idw，It，t—分别为开关电器的动稳定电流峰值，热稳定电流及试验时间； tjx—假想时间，tjx?tj?tdl?0.05S。 各级继电器保护时间配按表4：

表4继电器保护时间配合

计算点 1 1.50 1.56 2 1.00 1.06 3,4 0.50 0.56 5 0.20 0.26 tj (S) tdl (S) 其中：tj—继电保护整定时间； tdl—断路器动作时间；

0.05—考虑短路电流非周期分量热影响的等效时间。 断路器及隔离开关的选择如表5：

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表5 断路器及隔离开关的选择

电压等级 断路器 型少油断路器 GW4—110D DW 隔离开关 高压隔离开关 高压隔离开关 高压隔离开关 型少油断路器 GW4—27.5DT 型真空断路器 GN2-10 110kV SW3?110G 27.5kV SW3?110G 10kV ZN—27.5 4.2.1在110kV侧断路器和隔离开关的选型及校验

最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑：Ig.max?1.3?已知：Ug=110kV，Iz=6.86kA, ich=11.49kA

tjx?tj?tdl?0.05?1.50?1.56?0.05?3.11s

31500?214.94A

110?3 则 Iztjx?6.862?3.11?146.36

查设计手册选择SW3?110G型号的少油断路器 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax，Iek≧Iz

校验：idw?2?41?57.98 kA，It2?t?15.82?4?998.56kA

idw≧ich，It2t≧Iz2tjx成立

2所以SW3?110G型号的少油断路器在110kV侧可以使用。

查设计手册选择GW4—110D型号配用CS14G手动机构的高压隔离开关 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax

校验：idw?2?50?70.7kA，It2?t?202?4?1600

idw≧ich，It2t≧Iz2tjx成立

所以GW4—110D型号配用CS14G手动机构的高压隔离开关在110kV侧可以使用。

4.2.2在27.5kV侧断路器和隔离开关的选型及校验

Igmax?1.3?1200?32.75A

3?27.5已知：Ug=27.5kV,Iz?7.09kA,ich?11.21kA

tjx?tj?tdl?0.05?1.0?1.06?0.05?2.11s

则 Iztjx?7.092?2.11?106.7

查设计手册选择SW3?110G型号的少油断路器 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax，Iek≧Iz

校验：idw?2?41?57.98 kA，It2?t?15.82?4?998.56

idw≧ich，It2t≧Iz2tjx成立

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2自动化与电气工程学院 电气化铁道供电系统与设计

所以SW3?110G型号的少油断路器在27.5kV侧可以使用。

查设计手册选择GW4—27.5DT型号配用CS-11手动机构的高压隔离开关 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax

校验： idw?2?80?113.14kA，It2t?31.52?4?3969kA

idw≧ich，It2t≧Iz2tjx成立

所以GW4—27.5DT型号配用CS-11手动机构的高压隔离开关在27.5kV侧可以使用。

4.2.3在10kV侧断路器和隔离开关的选型及校验

Igmax?1.3?12003?10.5?85.78A

已知：Ug=10kV， Iz?1.42kA,ich?2.05kA tjx?tj?tdl?0.05?0.2?0.26?0.05?0.51s 则 I2ztjx?1.422?0.51?1.03

查设计手册选择ZN—27.5型号的真空断路器 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax，Iek≧Iz

校验：idw?2?25?35.36kA， I2t?t?102?4?400

idw≧ich，I2tt≧I2ztjx成立

所以ZN—27.5型号的真空断路器在10kV侧可以使用。

查设计手册选择GN2-10型号配用CS6-2T手动机构的高压隔离开关 满足：Ue≧Ug，Ie≧Igmax

校验：i22dw?2?80?113.14kA， Itt?40?4?6400

idw≧ich，I2tt≧I2ztjx成立

所以GN2-10型号配用CS6-2T手动机构的高压隔离开关在10kV侧可以使用。

4.3母线选择

110kV进线侧，进入高压室的27.5kV进线侧，从高压室出来的27.5kV馈线侧，馈线侧的母线均为软母线。

软母线进行选型，热稳定校验（无需进行动稳定校验）。 计算方法：按导线长期发热允许电流选择导线。 温度修正系数K由下式求得：

???xu?t?xu?25 式中：?xu—运行的允许温度，对室外有日照时取80℃，室内取70℃；

t —实际环境温度。

设计时取t=25℃，那么在室外有日照时K=1，在室内时K=1。

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10kV自动化与电气工程学院 电气化铁道供电系统与设计

工程中常采用查表的方法求母线和导体的容许电流(载流量)。

导线的选取与校验如表6：

表6 导线的选择与校验 导线名称 选择 按导线长期发热允许电流选择 母线及短导线 普通导线 √ ＿ ＿ 按经济电流密度选择 ＿ ＿ √ √ ＿ ＿ √ √ 动稳定 校验 热稳定 4.3.1室外110kV进线侧的母线选择

室外110kV进线侧的母线为软母线,母线长为20㎞，且每段负荷不同,母线截面可采取相同截面，以按最大长期工作电流方式来选择为宜。设计中三相双绕组牵引变压器的选择型号为SF1-31500/110。母线的最大长期工作电流可按变压器过载1.3倍考虑。

Igmax?1.3?31500?214.94A

3?110 由所给资料查出钢芯铝绞线(LGJ-70)的允许载流量为260A(基准环境温度为25℃时)，符合式子Igmax?KIxy (K=1)。

式中：Igmax—通过导线的最大持续电流；

Ixy—对于额定环境温度,导线长期允许电流； K—温度修正系数。

故初步确定110kV进线侧的母线选用截面积为70mm2的钢芯铝绞线(LGJ-70)。

校验母线的热稳定性如表7：

表7 各种起始温度下C值 起始温度（℃） 铝材导体 铜材导体 40 99 186 45 97 183 50 95 181 55 93 179 60 91 176 65 89 174 70 87 171 75 85 169 80 83 165 90 79 161

Smin?IZCtjxkf

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其中： Smin—满足热稳定要求的导线最小截面积mm2； C—热稳定系数(如表7)；

Kf—集肤效应系数。我们选取Kf=0.01；

Tjx—假想时间。

Tjx=Tj?Td1?0.05=1.50+1.56+0.05=3.11s。(Tj为继电保护整定时间, Td1为断路器动作时间。)

选C=83，经计算, Smin=194.14 mm2。

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