某机械厂降压变电所电气初步设计

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1、 摘要：电能是工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有重要意义。工厂供电首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要供电安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据某机械厂所取得的电源和该厂用电负荷的实际情况，同时参考该工厂平面图，适当考虑了生产的发展，按工厂的基本要求，对各车间进行了负荷计算和无功补偿；确定了变电所的位置与型式及变电所主变压器的台数、容量和类型；计算了短路电流；选择了变电所主接线及高低压设备和进出线；配置了继电保护装置、防雷装置和接地装置；绘出了设计图样，完成了该机械厂的降压设计。关键词：计算负荷，无功补偿，变压器，短路电

2、流目录第一章 绪 论1.1、工厂供电的概念 工厂供电（electric power supply for industrial plants）,就是指工厂所需电能的供应和分配，亦成为工厂配电。工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配分配到各个厂房或者车间当中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间负荷数量和性质，生产工艺对符合的要求，以及符合布局，结合国家供电情况解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几个方面：进线电压选择；变电所位置的电气设计；短路电流的计算及继电保护；电器设备的选

3、择；车间变电所位置和变压器数量、容量的选择；防雷接地装置设计等。1.2、工厂供电的意义众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能转换而来，也易于转换成为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用基础之上的。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用及为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很少（除电化学加工等工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上

4、的投资，也仅占总投资的5%左右。因此，电能在工业生产中的重要性，并不在于它在在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而是在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一个方面说，如果工厂供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备的损坏，或者引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济上或生态环境上甚至政治上的重大损失。因此，做好工厂供电对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电要

5、很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能和环保工作，就必须达到以下基本要求：（1）、安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）、可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。（3）、优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）、经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少由色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前利益，有要有全局观点，能顾全大局，适应发展。例如计划用电问题，就不能只开率一个单位的局部利益，更要有全局观点。第二章、设计任务2.1、设计要求要求

6、根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明，绘出设计图样。2.2、设计依据2.2.2、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。全厂负荷情况如下表所示。表1 工厂负荷统计资料工厂编号厂房名称负荷类型设备容

7、量kw需要系数功率因素1铸造车间动力6000.40.70照明200.81.002锻造车间动力4000.20.65照明150.81.003金工车间动力4000.20.65照明150.71.004工具车间动力3500.20.60照明100.81.005电镀车间动力3000.50.80照明100.71.006热处理室动力3000.50.75照明100.71.007装配车间动力2000.40.70照明50.81.008机修车间动力2000.30.60照明40.71.009锅炉房动力600.70.80照明20.91.0010仓库动力300.40.80照明20.91.0011生活区动力4000.81.00

8、2.2.5、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kv的功用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图，该干线的导线牌号为LGJ185，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100km，电缆线路总长度为25km。第三章 负荷计算和无功功率补偿3.1、负荷计算

9、的目的、意义及原则(1)、供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的店里负荷进行统计计算。(2)、工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的基本依据，也是计算工厂功率因素及无功补偿容量的基本依据。计算负荷确定得是否合理，直接导致电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆的选择过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过

10、热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大的损失。有此可见，正确确定计算负荷意义重大。(3)、计算负荷又成为需要负荷或者最大负荷。计算负荷是一个假象的持续性负荷，热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。(4)、平均负荷为一端时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。(5)、尖峰电流单台或者多台用电设备持续一秒钟左右的最大负荷电流。一班取启动电流上午周期分量作为计

11、算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件的一句。在校验瞬动元件时，还应该考虑启动电流的非周期分量。3.2、全厂负荷计算及表示方法我国目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。但是，综合本设计的实际情况，在这里采用需要系数法来确定。主要计算公式有：有功功率： 无功功率： 视在功率： 计算电流：1、铸造车间计算（=0.95,） 1)、动力计算负荷=600kw0.4=240 KW =240kw1.02=244.8kvar 2）、照明计算负荷 =20kw0.8=16 KW 16kw0=0kvar 由以上式子可求得:240kw + 16kw256KW 244.8kva

12、r + 0kvar244.8kvar 3)、铸造车间总的有功和无功计算负荷： 0.95256kw243KW 0.97244.8kw238KW通过以上所求得的数据，再根据公式可求得铸造车间总的视在计算负荷和总的计算电流： 129KVA113A2、 其余车间计算负荷 按照需要系数法计算出其余车间的计算负荷，见下表。计算方法如铸造车间的计算方法（计算过程略）。编号 名称类别设备 容量 需 要 系 数 Kd计算负荷1铸造车间动力6000.40.71.02240244.8照明200.81.00160小计620256244.83595462锻压车间动力4000.20.651.178093.6照明150.8

13、1.00120小计4159293.61352053金工车间动力4000.20.651.178093.6照明150.71.0010.50小计41590.593.6133.52034工具车间动力3500.20.61.337093照明100.81.0080小计3607893124.7189.55电镀车间动力3000.50.80.75150112.5照明100.71.0070小计310157112.5194.5295.56热处理车间动力3000.50.750.88150132照明100.71.0070小计310157132207314.57装配车间动力2000.40.71.028081.6照明50.8

14、1.0040小计2058481.61181798机修车间动力2000.30.61.336079.8照明40.71.002.80小计20462.879.8102.81569锅炉房动力600.70.80.754231.5照明20.91.001.80小计6243.831.554.382.510仓库动力300.40.80.75129照明20.91.001.80小计3213.8916.825.511生活区 动力4000.81.003200320486总计（380V侧）动力32401355971.4照明930.81287.2942.3159524333.3无功功率补偿1、通过上表的数据可计算出：补偿前变电

15、所低压侧的功率因数： 低压侧所需装设的并联电容器容量为： 补偿后变压器低压侧视在计算负荷： KW 变压器有功损耗： 变压器无功损耗： 变电所高压侧的计算负荷为： 补偿后工厂的功率因数为： 2、由以上计算可知，该厂380V侧最大负荷是时的功率因数是0.77，而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷是的功率因数不应低于0.9.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷因数时功率因数应稍大于0.90，在这里暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量（计算为以上“低压侧所需装设的并联电容器容量的计算”）。根据对负荷容量的计算，GGJ1型低压无功功率自动补偿屏适合本设计使用。所

16、以选择GGJ1方案进行补偿。型号选择BCMJ0.4163,这种型号分别有A、B、C三种补偿柜，补偿容量分别为160kvar，128kvar，96kvar。补偿装置如下图所示。图 3-1 无功功率补偿柜 根据以上计算可知，因此在这里选GGJ1型BCMJ0.4163补偿柜，两个B柜，一个C柜。总容量取，因此380V侧补偿后的负荷为350.78kva。根据公式： 视在功率： 计算电流：可得无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表所示： 项目计算负荷380V侧补偿前负荷0.77857.2702.7811081685380V侧无功补偿容量-352380V侧补偿后负荷0.91857.2350.

17、789261409主变压器功率损耗10KV侧负 荷计算0.92865.02389.88949553.3.1、无功补偿的主要作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高电能质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的点电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。同时，无功补偿还应该集中补偿和分散补偿相结合。，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿想结合，以低压补偿为主；调压与降压想结合，并且与配电网建设改造工程同步规

18、划、设计、施工、同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：（1）、提高电压质量；（2）、降低电能损耗；（3）、提高发供电运行效率；（4）、减少用户电费支出。3.3.2、无功补偿装置：一般采用并联电容器的方法来进行功率补偿。第四章 变电所位置和形式的选择 4.1、变电所所址的选择的一般原则 变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较后确定： 一、尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量； 二、进出线方便，特别是要便于架空进出线； 三、接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所； 四、设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输； 五、不应设

19、在有剧烈振动或高温场所，无法避开时，应有防振和隔热措施； 六、不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所；1、装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。2、多层建筑中，装有

20、可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。3、高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、帖邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准高层民用建筑设计防火规范有关规定，采取相应的防火措施。4、露天或半露天的变电所，不应设置在下列场所： 一、有腐蚀性气体的场所； 二、挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁； 三、附近有棉、粮及其他易燃、易爆物品集中的露天场堆； 四、容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且严重

21、影响变压器安全运 行的场所。变电所的形式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定： 一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所； 二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组合式成套变电站； 三、高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站； 四、负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设变电所或户外箱式变电站； 五、环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，当变压器容量在315KVA及以下时，宜设杆上式或高台式变电所。带可燃性油的高压配电装置，宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量

22、为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内。不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高 、低压配电装置和非油浸的电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。在同一配电室内单列布置高、低压配电装置时，当高压开关柜或低压配电屏顶面有裸露带电导体时，两者之间的净距离不应小于2m；当高压开关柜和低压配电屏的顶面封闭外壳防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置。有人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电室面积应适当增

23、大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室应设搬运设备的通道、平台或孔洞。高（低）压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置。高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线分段处宜装设绝缘隔板，其高度不应小于0.3m。由同一配电所供给一级负荷用电时，母线分段处应设防火隔板或有门洞的隔墙。供给一级负荷用电的两路电缆不应通过同一电缆沟，当无法分开时，该电缆沟内的两路电缆应采用阻燃性电缆，且应分别敷设在电缆沟两侧的支架上。户外箱式变电站和组合式成套变电站的进出线宜采用电缆。配电所宜设辅助生产用

24、房。4.2、变电所的形式（类型）（1）、车间附设变电所（2）、车间内变电所（3）、露天（或者半露天）变电所（4）、独立变电所（5）、杆上变电所（6）、地下变电所（7）、楼上变电所（8）、成套变电所（9）、移动式变电所本设计中的的工厂是10KV一下，变电所应尽量接近负荷中心，工厂的负荷中心,工厂的负荷中心按负荷功率距法近似地确定。在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的X轴和Y轴，然后测出个车间和宿舍区负荷点的坐标位置，p1、P2、P3p10分别代表厂房1、2、310号车间的功率，设定P1、P2、P3P10并设定P11为生活的负荷中心，如下图所示。而通过工厂的负荷中心的力矩方程，可得到工厂

25、负荷中心的坐标；公式及其计算如下所示：根据工厂总平面图可得P1（30，70），计算得，同理可求出p2p11的值，并把各个车间的坐标和p值带入以下公式：可求得x=83，y=64，由计算结果可知工厂的负荷中心在工厂的五号车间右下侧，正对后门的地方。综合考虑环境及进出线等等因素，决定在五号车间东侧（右侧）紧靠厂房建造变电所，器型为附设式。按负荷功率距法确定符合中心第五章 变电所主变压器的台数与容量、类型的选择一、变电所主变压器的选择选择住变压器台数时应该考虑下列原则：1、应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器

26、能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源，或者另设有自备电源。2、对季节性复核或昼夜负荷变动比较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可以考虑采用两台变压器。3、除上述两种情况以外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。二、变电所主变压器容量的选择1、只装设一台变压器的变电所主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即 2、装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量应同时满足一下两个条件：1)、任一台变压器单独运行时，宜满足总

27、计算负荷的大约60%70%的需要，即 2)、任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即 3、车间变电所主变压器的单台容量上限 车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000KVA（或者1250KVA）。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度的要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。对装设在二层以上的店里变压器，应考虑其垂直与水平运输对通道及楼板负荷的影响。对住宅小区变电所内的油浸式变压器的单台容量，也不宜于大于630KVA。 4、适当考虑负荷的发展 适当考虑今后五道十年店里负荷的增长，留有一

28、定余地。干式变压器的过负荷能力较小，更宜留有较大的裕量。 最后必须指出：变电所主变压器台数和容量的最后确定，应结合变电所主接线方案，经济技术比较择优而定。 二、根据工厂的负荷情况和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有如下两种可供选择的方案：1）、装设一台变压器，型号为S9型，其容量可根据式来决定。为主变压器的容量，为总的计算负荷。选,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器，至于工厂的备用电源，可由邻近单位的高压联络线来承担。2）、装设两台变压器，型号为S9型,每台变压器容量根据以下两式选择，即本设计中的工厂只有铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷，其他均属于三级负荷。所以 因此选择两

29、台变压器S9-630/10型低压损耗配电变压器。主变压器均的联接均为Yyn0。三、类型：我们在这里选择S9-630/10或者S9-1000/10型。下一章具体介绍选哪一台比价好，并比较选一台还是两台哪一种方案比较适合本设计。第六章 变电所主接线方案的选择根据第五章考虑的两种主变压器方案，可初选设备及变压器，并设计出如下两种主接线方案：6.1 装设一台主变压器的主接线方案，如图6-1所示：图6-1 装设一台主变压器的主接线方案6.2 装设两台主变压器的主接线方案，如图6-2所示：图6-2 装设两台主变压器的主接线方案6.3 主接线方案的技术经济比较比较项目装设一台主变方案装设两台主变方案技 术

30、指 标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗较小灵活方便性只有一台主变，灵活性稍差由于两台主变并列，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经 济 指 标电力变压器的综合投资查的S9-1000/10的单价为15.1万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约为2*15.1=30.2万元查得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多投资42-30.2=11.8万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资查得GG-1A(F)型柜可按每台4万元计，其综合投资可

31、按设备的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资月为4*1.5*4=24万元本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6*1.5*4=36万元，比一台主变多投资36-24=12万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变的折旧费为30.2*0.05=1.15万元；高压开关柜的折旧费为24*0.06=1.44万元；变配电的维修管理费为（30.2+24）*0.06=3.25万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修等于（1.15+1.44+3.25）=6.2万元主变的折旧费等于42*0.05=2.1万元；高压开关柜的折旧费36*0.06=-2.16万元；变配电的维修管理费等于（42+36）*0.06=4

32、.68万元。因此主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费等于（2.1+2.16+4.68）=8.94万元，比一台主变方案多投资8.94-6.2=2.74万元供电贴费主变容量每KVA为800元，供电贴费等于1000KVA*0.08=80万元供电贴费等于2*630*0.08=100.8万元，比一台主变多交100.8-80=20.8万元 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的接线方案略优于装设一台主变主变的装设方案，但是按经济指标，则装设一台主变的主接线方案预案优于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。第七章 短路电流的计算一、概述短路就是指不同电位的导电部分之间的低阻性短

33、接。供电系统的设计，除考虑正常运行状态外，还要考虑可能发生短路故障及不正常运行情况。1、短路的原因1）、造成短路的主要原因是电气设备绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行、绝缘自然老化造成的；也可能是由于设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常击穿；或者设备质量合格、绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿；或者是由于设备绝缘受到外力损伤造成的。2）、工作人员由于违反安全操作规程。这种情况可能是工作人员带负荷拉闸（即带负荷断开隔离开关），也可能是误将低电压设备接入较高电压的电路中而在哦啊从的击穿短路。3）、鸟兽（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的两线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电

34、缆的绝缘，从而导致短路。2、短路的形式电力系统中可能发生的短路故障，主要有三相短路、两相短路和单相短路。一般情况下，三相短路电流都比两相或单相短路电流大。电力系统中，发生单相短路的几率最大，而发生三相短路的可能性最小。但是从用户这方面来说，一般是三相短路的电流自大，造成的危害最严重。为了使电力系统的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，在选择和校验电气设备用的短路计算中，常以三相短路计算为主。二、短路电流短路电流是供配电系统中的相间或相地直间阴绝缘破坏而发生电气连同的故障状态。它的数值可达到额定电流的十余倍至数十倍，而电路由常态变为短路的暂态过程中，还出现高达稳态短路电流1.82.5倍的

35、冲击电流。会对供配电系统造成严重破坏。1、 短路电流计算的目的及其说明在供配电系统中应采取有效技术措施防止发生短路外，还应设置灵敏、可靠的继电保护装置和有足够断流能力的断路器，快速切除短路回路，把危害抑制到最低限度。为此必须进行短路电流的计算，以便正确选择和整定保护装置、选择限制短路电流的原件和开关设备。1）、由于民用建筑内所装设的元件其容量比系统容量要小，二阻抗则较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可认为电压维持不变。因此，在本次计算中，都以上述的由无限大容量电力系统供电为前提来计算的。2)、在计算高压电路中的短路电流时，只需考虑对短路电流值有重大影响的电流元件

36、如发电机、变压器、电抗器、架空线及电缆等。由于发电机、变压器、电抗器的电阻远小于本身电抗，因此不考虑。但当架空线和电缆较长，使短路电流的总电阻大于总阻抗的1/3时，需要计入电阻。3）、短路电流计算按金属性短路进行。4）、短路电流计算的符号含义：电路电流计算应求出最大短路电流值，以确定电气设备容量或额定参数；求出最小短路电流值，作为选择熔断器、整定继电保护装置和校验电动机启动的依据。5）、短路电流的计算方法有欧姆和标幺制法（在本次设计中用标幺制法）。三、标幺制法计算短路电流1、绘制计算电路及计算图7-1 短路计算电路2、确定短路计算基准值基准容量，工程设计中通常取，基准电压，即高压侧，低压侧则：

37、3、计算短路计算中个元件的电抗标幺值1）、电力系统电抗标幺值： 已知电力系统出口断路器的断流容量为,故 2)、架空线路的电抗标幺值 查表得LGJ-185的线路电抗，而线路长10Km，故 3)、电力变压器标幺值 查表得变压器的短路电压百分比,故 因此可绘制出短路计算等效电路如图7-2所示图7-2 短路计算等效电路4、K-1点的相关计算总电抗标幺值：三相短路电流周期分量有效值： 其他三相短路电流： 三相短路电容： 5、K-2点的相关计算总电抗标幺值： 三相短路电流周期分量有效值： 其他三相短路电流：三相短路电容： 以上短路计算结果综合如表7-1所示： 表7-1 短路计算结果短路计算三相短路电流三相

38、短路容量MVA/KA/KA/KA/KA/KAK-11.631.631.634.15652.461329.6K-218.318.318.333.67219.94712.69第八章 变电所以此设备的选择与校验一、电气设备选择的一般原则电气设备选择一般原则主要有以下几条：1、 按工作环境及正常工作条件选择电器设备；2、根据设备所在位置（户内或户外）、使用环境和工作条件，选择电器设备型号；3、按最大负荷电流选择电器设备额定电流；4、按短路条件校验电气设备的动稳定度和热稳定度为了保证电气设备在短路故障时不至于损坏，按最大可能短路电流校验电气设备的动稳定度和热稳定度。动稳定度：电气设备在冲击短路所产生的电

39、动力作用下，设备不至于损坏。热稳定度：带拿起设备载流导体在最大隐态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短路时的允许发热温度。5、开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电器设备担负着可靠切断短路的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。二、高压电气设备的选择1、高压一次侧设备的选择与校验1）、按工作电压选择设备额定电压一般不应小于所在系统的额定电压,即。2）、按工作电流选择设备额定电流不应小于所在的电路计算电流,即.3)、按断流能力设备的额定开断电流或断流容量,对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量,即 4)、隔离

40、开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 a、动稳定度校验 、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值 b、热稳定度校验条件 通过以上的选择与校验方法及其短路计算结果，在加上查表可得如下表所示的一次设备数据。 表8-1 10KV一次侧设备的选择校验选择校验项目电压（KV）电流（A）断流能力（KA）短路电流校验动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据10KV55A2.04KA3.08KA一 次 设 备 型 号 规 格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010630A16KV40KA高压隔离开关 GN1-10/20010200A25KA高压熔断器 R

41、N2-10/0.5100.5A50KV电压互感器 JDJ-1010/0.1电压互感器 JDZJ-10电流互感器 LQJ-1010100/5A避雷针 FS4-1010户外隔离开关 GW4-1010200A25KA三、低压一次设备选择与校验同样，根据以上10KV一次设备的选择与校验方法，可以做出380V侧一次设备的选择校验表，如下图所示，所选数据均满足要求。表8-2 380V一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据380140920KA21.8680一 次 设 备 型 号额定参数低压断路器380150040KA低压断路器380600（大于）30KA低压断路器380200 （大于）25KA电流互感器5001500/5A电流互感器500100/5A 160/5A四、高低压母线的选择