兰州交通大学课程设计报告《电力牵引供变电课程》
Sy?140%S（kVA） (3-3)
可以求得：Sy=27789（kVA）
于是根据所得容量，查询附录一，可选择SF1?31500/110型三相双绕组牵引变压器。 3.1.2牵引变压器过负荷能力校验
S校?SbmaxK（kVA） (3-4)
可求得：S校=16203（kVA）
3.2牵引变压器功率损耗计算
牵引供电系统的电能损失是电气化铁道的一项重要的运营指标，具有很重要的经济意义。不同的牵引变压器接线型式使牵引供电系统的电能损失不同，经过相应的计算，以求得最好的供电方案。
已知Ip=310A，Ip=280A，根据公式（3-5）计算：
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212?222I?(I)?(I)?Ip1Ip2x1x2?cax339?212?222I?(I)?(I)?Ip1Ip2 ?bcxx2x1339?112?222I?(I)?(I)?Ip1Ip2x1x2?abx339?(3-5)
所得结果代入公式 (3-6)中。
在牵引变电所中，如果是一台牵引变压器运行，则全年实际负载电能损失为：
?Ad?0.876?pd(Icax?Ibcx?Iabx)3I2e222（104kWh/年） (3-6)
可求得?Ad=13.4551（104kWh/年）。
全年实际空载电能损失为：
?A0?0.876?p0（104kWh/年） (3-7)
可求得?A0=33.7260（104kWh/年）。
全年牵引变压器的实际总电能损失为：
?AT??Ad??A0（104kWh/年） (3-8)
可求得：?AT=47.1811（104kWh/年）。
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通过计算，我们发现可以采取限制供电臂的长度、实行牵引变压器的经济运行、装设并联电容补偿装置等方法来减少牵引供电系统电能损失。
3.3牵引变电所电压不平衡度计算
由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序电流，而负序电流会造成变压器的附加电能损失，并在变压器铁芯磁路中造成附加发热，所以通过对不平衡度的计算，来确定采取有效的措施，缩小这些影响，这是牵引供电系统设计的重要一环。
在设计中，通常按牵引变电所正常运行和紧密运行两种工况分别计算电压不平衡度。按紧密运行工况进行不平衡度考核。
3.3.1计算电网最小运行方式下的负序电抗X（s-）
X（-）s?Xs?Xl?UeSj2X?LXl??s?1102200Xs?LXl（?） (3-9)
?已知在最小运行方式下系统二的综合电抗标么值Xs?=0.17, L=25km，X1=0.4?/km根据公式（3-9）求得：Xs???=20?。
3.3.2计算牵引变电所在紧密运行工况下注入110kV电网的负序电流
Imax?(?)143I1max?I2max?I1maxI2max（A）
22(3-10)
(?)已知I1max=400A，I2max=350A，可得：Im=54.4862A。 ax3.3.3构造归算到110kV的等值负序网络 如图3-1所示：
图3-1归算到110kV，三相双绕组牵引变压器、供电系统等值负序网络
3.3.4牵引变电所110kV母线电压不平衡度计算及校验
相负序电压计算按公式（3-11）进行：
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U（?）?XsImax（-）(?)（V） (3-11)
(?)将已求得的X（s-）和Im分别代入公式（3-11），求得系统二运行时的相负序电压U(?)=1105V。 ax110kV母线电压不平衡度计算及校验按下式进行：
?u?U???110000/3?100%?2.5% (3-12)
本次课程设计按2.5%考核，将U???=1105V， 代入公式（3-12）得：?u?1.9%<2.5% 所以，满足校验。
从牵引供电系统方面来说，采取换接相序、采用平衡牵引变压器和并联补偿装置等方法来改善负序的作用。
4 导线选择
4.1软母线选择
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，10kV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 （4-1）
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。
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)。
表4-1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
校验 按经济电流密度选择 ＿ ＿ √ 5
动稳定 热稳定 √ ＿ ＿ √ ＿ ＿ √ √ 兰州交通大学课程设计报告《电力牵引供变电课程》
4.1.1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?31500110?3?40950190?215.5A
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?KIyx (k=1)
式中：Igmax—通过导线的最大持续电流；
Iyx—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：
表4-2 各种起始温度下C值 起始温度（℃） 40 铝材导体 铜材导体
99 186 45 97 183 50 95 181 IzC55 93 179 TjxKf60 91 176 65 89 174 70 87 171 75 85 169 80 83 165 90 79 161 （4-2）
Smin?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4-3)；
Kf—集肤效应系数。我们选取Kf=0.01；
Tjx—假想时间；
(TjTjx=Tj?Td1?0.05=1.50+1.56+0.05=3.11s。
路器动作时间。)
为继电保护整定时间, Td1为断
表4-4 各级继电保护时间配合 计算点 Td1 (s) 1 1.50 1.56 2 1.00 1.06 3、4 0.50 0.56 5 0.20 0.26 Tj (s) 选C=83，经计算, Smin=194.14 mm2。
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