城市轨道交通主降压变电所主接线的设计.docx

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1、摘要城轨主降压变电所主要给牵引变电所和降压变电所供电，对地铁的正常运营具有很重要的作用。在我国加快地铁工程建设，解决公共交通问题的背景下，探讨地铁主降压变电所主接线的工程设计，具有特别的重要意义。首先，本文探讨了主变电所主接线的选择问题，依据主变电所主接线的行业共识分别提出了高压侧和中压侧的主接线设计方案，通过对比分析，在满足牢靠性、灵敏性和经济性的要求下确定了主接线的设计方案。其次，依据主变电所的容量要求和变压器的发展，完成变压器台数和型号的选择。接若，将电力系统原始网络图用标幺值法转换，画出其等值电路图，并且依据便利电气设备选择和校验的原则选择短路点，进行短路容量的计算。最终，依据短路电流

2、的计算结果和我国电气设备的发展状况，进行电气设备的选择。依据主接线确定的方案和电气设备的选择结果,利用CAD软件前出主接线图，依据国标规定、电气设备的尺寸和主变电所实际状况进行电气设备的布置，画出了平面布置图和断面图。关St词：主接线；变压器；短路容AbstractThemainsubwaySIep-downSubstationmainlysupplypowertoTractionSubstationandStep-downSubstation,ithasacrucialroleforthenormaloperationofthewholesubway.Underthebackgroundof

3、acceleratingtheconstructionofthesubwayengineeringandsolvingtheproblemofpublictransportationinourcountry,itisvitalsignificancetostudydesignofthemainwiringofthemiansubwayStep-downSubstationengineeringFirstly,thispaperstudiestheproblemofselectionofmainwiringofmainsubstation,andcomeupwiththemainwiringde

4、signandconductacomparativeanalysis.Undertherequirementofreliability,flexibilityandeconomytodeterminethedesignschemeofthemainwiring.Secondly,accordingtodesignrequirementsofthemaintransformerscapacity,completedtheselectionofthetransformer.Then,basedontheequivalentnetworksimplication,selectionandcalcul

5、ationofshort-circuitpointshort-circuitcapacity.Finally,accordingtotheshort-circuitcurrentcalculationresultsandthedevelopmentofelectricalequipmentofourcountry,tocompleteelectricalequipmentselectionandlayout.TheprogramestablishedundermainwiringandelectricalequipmentselectionresultsusingtheCADsoftwaret

6、odrawthemainwiringdiagram,accordingtothenationalstandard,electricalequipmentsizeandtheactualsituationofthemainsubstationelectricalequipmentlayout,drawafloorplanandsectionalview.KeyWords:Themainwiring,Transformers,Short-circuitcapacity4短路电流的计算64.1 短路电流计算方法64.2 短路电流的详细计算65电气设备选择及其布置95.1 IIOkV侧电气设备的选择及

7、校验95.1.1 断路器和隔离开关的选择及校验95.1.2 互感器的选择IO5.2 35kV侧电气设备的选择105.3 IOkV侧电气设备的选择115.4 电气设备的布置11结论12致谢13参考文献14附录A主要元件清单15附录B主接线图16附录C平面布置图和断面图17目录摘要IAbstractII目录III1绪论11.1 工程背景11.2 设计原则和依据11.3 设计内容12电气主接线的方案确定22.1 电气主接线设计的原则22.2 主接线的设计22.2.1 高压侧主接线22.2.2 中压侧主接线32.2.3 动力照明系统主接线的设计33变压器的选择43.1 主变压器的选择43.2 动力照明

8、系统变压器的选择4中华人民共和国现行主要标准及法规：35JIOkV变电所设计规范GB50059-92：(2)35-1IOkV高压配电装置设计规范GB50060-92；(3)供配电系统设计规范GB50052-951.3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)IlOkV、35kV、IOkV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。1绪论1.1工程背景本设计为地铁二号线静

9、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IlokV主变电所。中压网络接受独立的35kV牵引供电网络以及独立的IOkV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心公园和静安寺。每座主变电所均从区域变电所引入两路牢靠的IIOkV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COSO回路数重要负荷百分1.2-”一设计中山公园2745kW0.92%原则静安寺

10、2790kW0.9296和依据人民公园2730kW0.91196陆家嘴2852kW0.92I96东方路2898kW0.9296中心公园2700kW0.996停车场2844kW0.996动力照明系统8190kW0.91288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雷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看法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。线路

11、-变压涔组接线是最简洁的主接线方式。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退故障。系统接线简洁，主接线运行的牢靠性和经济性高，有利于实现主变电所的无人化和自动化。B方案接受内桥形接线方式，如图2.2所示。图2,2内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船数量较少：线路故障操作简洁：接线清晰。平常桥断路雅分闸，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，须要断开和其相连的两台断路器，这样就对未故障

12、线路的正常运行造成了影响。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牢靠性高并且也不须要经常的切换，因此在主变压器容量不能满足NT要求的状况下，主降压变电所接受内桥形接线形式可以提高系统供电的牢靠性。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，依据两个电源都来自于同一个区域变电所的状况，主接线一般接受线路-变压器组接线形式。干脆从区域变电所的两个母线引入UOkV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。依据地铁主降压变电所的设计原则：当一台主变压器

13、退出运行时，由另一台主变压器担当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谓停电运行时，须要合闸环网的母联开关以保证地铁的供电网。所以，线路-变压器组接线的进线电缆容量只须要考虑一台主变压器的额定容量，而内桥形接线的进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。变电所运行的车靠性、灵敏性和经济性和主接线的方案密切相关内。(1)牢靠性供电牢靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的牢靠性时，应充分考虑长期运行阅历。我国现行设计规程中的各项规定就是对

14、运行实践阅历的总结，设计时应予以遵循。(2)灵敏性电气主接线不但在正常运行状况下能依据调度的要求灵敏的变更运行方式，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平安。(3)经济性主接线在保证平安牢靠、操作灵敏便利的基础上还应使投资和年运行费用最小，使占地面积很少，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。2.2.1高压侧主接线A方案接受线路-变压器接线方式，如图2.1所示。图2.1线路-变JK器组接线方式2.2.3动力照明系统主接线的设计通过对上述

15、主变电所电气主接线方案的分析，总动力照明系统主接线高压侧也接受线路变压器组接线方案，低压侧接受单母线分段接线方案。主接线图如附录B所示。线容量须要依据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约了设备投资，还节约了电缆的投资，其经济性好。由地铁供电系统运行方式的要求可以推断，正常状况下主变压器可以看作低负载率，所以高压侧主接线接受线路-变压器组接线方式。2.2.2中压侧主接线城轨主降压变电所中压侧接受单母线分段接线作为主要的型式，如图2.3所示。单母线分段接线就是用断路雅将一段母线分为两段。正常状况下，两段母线分列运行，牵引变电所和动力照明系统可以从不同母线取得中压电源:当主变电所一段中压母线失电时，另一段中乐母线可以快速复原对牵引变电所和动力照明系统的供电。当一路高压进线或一台变压器退出后，通过中压母线分段开关快速合闸，由另一-台主变压器担当本主变电所范围内的全部、二级负荷，依据供电负荷变动状况，确定是否切除三级负荷。当一段中