毕业设计（论文）-变电所供配电技术设计.doc

徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书第1章 概 述1.1供配电系统供配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要组成部分。它由总降压变电所，高压配电所、配电线路，车间变电所或建筑物变电所和用电设备组成。总降压变电所是用户电能供应的枢纽。它将35110kv的外部供电电源电压降为610kv高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备。高压配电所集中接收610kv电压，再分配到附近各车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备。配电线路分为 610kv厂内高压配电线路和380220v厂内低压配电线路。高压配电线路将总降压变电所与高压配电所、车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备连接起来。低压配电线路将车间变电所或建筑物变电所380220v的电压送给各低压用电设备。车间变电所或建筑物变电所将610kv电压降为380220v电压，供低压用电设备使用。用电设备按用途可分为电用电设备、工艺用电设备、电热用电设备、试验用电设备和照明用电设备等。应当指出，对于某个具体的供配电系统，可能上述各部分都有，也可能只有其中的几个部分，这主要取决于电力负荷的大小和厂区的大小。不同的供配电系统，不仅组成不完全相同。而且相同部分的构成也会有较大的差异。通常，大型企业都设总降压变电所，中小型企业仅设全厂610kv变电所或配电所，某些特别重要的企业还设自备发电厂，作为备用电源。1.2供配电的要求做好供配电工作，对于促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义。对供配电的基本要求是：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 应满足用电设备对供电可靠性的要求；3、优质 应满足用电设备对电压和频率等供电质量的要求；4、经济 供配电应尽量做到投资省，年运行费低，尽可能减少有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。应当指出，上述要求不但互相关联，而且往往互相制约和互相矛盾。第2章 负荷计算与无功补偿2.1 用电设备组计算负荷的确定计算负荷是供电设计的基本依据，计算负荷确定的正确合理，直接影响电器和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。此次设计按需要系数法确定计算负荷2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式(1) 有功计算负荷（单位为kw）p30=kdpe 【1】式中 pe -用电设备组总的设备容量（不含被备用设备容量，单位为kw）。必须注意，对反复短时工作制设备，其pe应按规定的负荷持续率进行换算：电焊机组应换算为=100%，pe =pn =sn；吊车电动机组应换算为=25%，pe =2pn，以上式中pn（单位为kw）和sn（单位为kva）为对应于铭牌负荷持续率n的铭牌容量；kd -用电设备组的需要系数。(2) 无功计算负荷（单位为kvar）q30=p30tan 【2】式中 tan-对应于用电设备组功率因数cos的正切值。(3) 视在计算负荷（单位为kva）s30= p30cos 【3】(4) 计算电流（单位为a）i30= s30un 【4】2.1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式（1）有功计算负荷（单位为kw） p30=kpp30.i 【5】 式中 p30.i-所有设备组有功计算负荷p30之和； kp -有功负荷同时系数，可取0.850.95。(2) 无功计算负荷（单位为kvar）q30=kqq30. i 【6】 式中 q30.i-所有设备组无功计算负荷q30之和； kq-无功负荷同时系数，可取0.90.97。(3) 在计算负荷（单位为kva）s30= 【7】(4) 计算电流（单位为a）i30= s30un 【8】2.2 各车间及变配电所负荷计算2.2.1各车间负荷计算1、no.1车间变电所(1) 制条车间 pe =340kw kd=0.8 cos=0.8 tan=0.75p30= kdpe =3400.8=272 kwq30=p30tan=2720.75=204kvars30= p30cos=2720.8 = 340kvai30= s30 un =3400.38=517a(2) 纺纱车间 pe =340kw kd =0.8 cos=0.8 tan=0.75p30= kdpe =3400.8=272 kwq30=p30tan=2720.75=204kvars30= p30cos=2720.8 = 340kvai30= s30 un =3400.38=517a(3) 软水站 pe =86kw kd =0.65 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =860.65=55.9 kwq30=p30tan=55.90.75=41.9 kvars30= p30cos=55.90.8=70 kvai30= s30 un =700.38=106a(4) 锻工车间 pe =37kw kd =0.2 cos=0.65 tan=1.17p30= kd pe =370.2=7.4 kwq30=p30tan=7.41.17=8.7 kvars30= p30cos=7.40.65=11 kvai30= s30 un =8.70.38=17 a(5) 机修车间 pe =296kw kd =0.3 cos=0.5 tan=1.73p30= kd pe =88.8 kwq30=p30tan=154 kvars30= p30cos=178 kvai30= s30 un =270 a(6) 幼儿园 pe =12.8kw kd =0.6 cos=0.6 tan=1.33p30= kd pe =7.7 kwq30=p30tan=10 kvars30= p30cos=12.8kvai30= s30 un =19 a(7) 仓库 pe =38kw kd =0.3 cos=0.5 tan=1.73p30= kd pe =11.4 kwq30=p30tan=19.7kvars30= p30cos=22.8kvai30= s30 un =35 a小计( k=0.9)pe =340+340+86+37+296+12.8+38=1150 kwp30=0.9(272+272+55.9+7.4+88.8+7.7+11.4)=644 kwq30=0.9(204+204+41.9+8.7+154+10+19.7)=578kvars30=865 kvai30=s30 un =8650.38=1315 acos=p30s30=0.742、no.2车间变电所(1) 织造车间 pe =525kw kd =0.8 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =420kwq30=p30tan=315 kvars30= p30cos=525kvai30= 30s30 un =798 a(2) 染整车间 pe =490kw kd =0.8 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =392kwq30=p30tan=294 kvars30= p30cos=490kvai30= s30 un =744 a(3) 浴室、理发室 pe =5kw kd =0.8 cos=1 tan=0p30= kd pe =4kwq30=p30tan=0 kvars30= p30cos=4kvai30= s30 un =6 a(4) 食堂 pe =40kw kd =0.75 cos=0.8 tan=0.75p30= kdpe =30kwq30=p30tan=22.5kvars30= p30cos=37.5kvai30= s30 un =57 a(5) 单身宿舍 pe =50kw kd =0.8 cos=1 tan=0p30= kd pe =40kwq30=p30tan=0kvars30= p30cos=40kvai30= s30 un =60 a小计( k=0.9)pe =525+490+5+40+50=1110 kwp30=0.9（420+392+4+30+40）=797 kwq30=0.9（315+294+0+22.5+0）=568 kvars30=979 kvai30=s30 un =1487 acos=p30s30=0.83、 no.3车间变电所(1) 锅炉房 pe =151kw kd =0.75 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =113kwq30=p30tan=85kvars30= p30cos=141kvai30= s30 un =214 a(2) 水泵房 pe=118kw kd =0.75 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =88.5kwq30=p30tan=66kvars30= p30cos=111kvai30= s30 un =169 a(3) 化验室 pe =50kw kd =0.75 cos=0.8 tan=0.75p30= kd pe =38kwq30=p30tan=28.5kvars30= p30cos=47.5kvai30= s30 un =72 a(4) 油泵房 pe =28kw kd =0.75 cos=0.8 tan=0.75p30= kdpe =21kwq30=p30tan=15.8kvars30= p30cos=26kvai30= s30 un =40 a小计( k=0.9)pe =151+118+50+28=347 kwp30=0.9（113+88.5+38+21）=234 kwq30=0.9（85+66+28.5+15.8）=176kvars30=293 kvai30=s30 un =445 acos=p30s30=0.82.2.2总配电所的负荷计算p30=0.9(644+797+234)=1507.5q30=0.9(578+568+176)+1189.8s30=cos=p30/s30=0.782.3 总配电所的无功功率补偿按水利电力部1983年制定的全国供用电规则规定：高压供电的工业用户，功率因数不得低于0.9；其他情况，功率因数不得低于0.85。如达不到上述要求，则需增设无功功率的人工补偿装置。2.3.1无功功率的人工补偿装置1、工厂中普遍采用并联电容来补偿供电系统中的无功功率。并联电容器的补偿方式，有以下3种：1 高压集中补偿 电容器装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联，如图（22）所示。其中电压互感器tv为电容器切除时放电用。按gb5022795并联电容器装置设计规范规定：高压电容器组宜采用单星形结线或双星形结线。在中性点非直接接地电网中，星形结线电容器组的中性点不应接地。2 低压集中补偿 电容器装设在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联，如图（23）所示。他利用指示灯或放电电阻放电。按gb5022795规定：低压电容器组可采用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式。3 低压分散补偿 电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联，如图（24）所示。他就利用用电设备本身的绕组放电。电容器组多采用三角形结线。本系统采用高压集中补偿，集中在配电所进线母线处采用并联电容器补偿。2.3.2 并联电容器的选择计算1功率补偿容量（单位为kvar）qc= p30 (tan1-an2) =qcp30 【9】式中 p30- 工厂的有功计算负荷（单位为kw）； tan1-对应于原来功率因数cos1的正切； tan2-对应于需补偿到的功率因数cos2的正切； qc-无功补偿率（单位为kvarkw）按规定，变电所高压侧的cos=0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗qt远大于其有功功率损耗pt，一般qt =（45）pt，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取0.92。2、并联电容器个数的计算 n= qcqc 【10】式中 qc-单个电容器的容量（单位为kvar）本系统应选择bwf10.51201w型号，注意：对于单相电容器，n应取3的整数倍，以便三相均衡分配。3、本厂总配电所的无功补偿容量无功补偿容量 qc=p30(tanarccos0.78-tanarccos0.92)=1507.2(0.8-0.43)=558kvar补偿后p30不变 q s30=cos=p30/s30=0.92 i30=94a并联电容器个数:n=qc/qc电容器选用bwf10.5-120-1w型号。n =558/120=4.65 n取为6注：对于三相电容器，n取为3的倍数，以便三相均衡。2.3.3 并联电容柜的选择因本系统采用高压集中补偿，所以高压电容器柜的选择应为gr-1型普通型高压电容柜选一台，装设在10 kv母线上，此电容柜中共有6个并联电容器，选用限流性熔断器与电容串联使用，起保护作用。另外，为了在检修电容柜时放去电容器中的残余电压，在母线下设一个放电电抗。电容器柜接线原理图6（三角形接线）2.4 功耗计算2.4.1逐级计算法简介低压配电线wl2首端的计算负荷p30.4（以有功负荷为例），应为wl2末端即用电设备组的计算负荷p30.5加上该线路的功率损耗pwl2。高压配电线wl1首端的计算负荷p30.2，则应为车间变压器t低压侧的计算负荷p30.3加上车间变压器t的功率损耗pt和高压配电线wl1的功率损耗pwl1。工厂总的计算负荷p30.1。应为所有出线首端计算负荷之和，再乘以一个考虑各出线最大负荷不同时出现的“同时系数”k。由车间变电所出线计算负荷相加计算车间变电所低压侧总计算负荷，或由高压配电所出线计算负荷相加计算高压配电所总计算负荷，其同时系数可取k=0.80.95，视出线多少和负荷情况而定。一、 电力线路功率损耗的计算1、有功功率损耗的计算公式pwl=3i30rwl 【11】式中 i30-线路的计算电流; rwl -线路的电阻(每相值)。 2、无功功率损耗的计算公式qwl=3i30xwl 【12】式中 xwl -线路的电抗(每相值)。对中小工厂来说，线路不长，其功率损耗相对较小，一般可不予计算。2.4.2电力变压器功率损耗的计算1、功率损耗的计算的公式ptp0+pk 【13】式中 p0-变压器的空载损耗；pk-变压器的短路损耗（负载损耗）-变压器的负荷率，= s30sn，这里sn为变压器额定容量，s30为变压器计算负荷。对于610kv的低损耗配电变压器，有功损耗可按下列简化公式计算：pt0.015s302、无功功率损耗的计算公式qt(i0%100+uk%100 【14】式中 i0%-变压器的空载电流百分值； uk%-变压器的短路电压（阻抗电压）百分值。对于610kv的低损耗配电变压器，无功损耗可按下列简化公式计算：qt0.06s30第3章 总配变电所及变压器的选择3.1 变配电所所址的选择3.1.1变配电所所址选择的一般原则选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术，经济比较后确定：1） 接近负荷中心。2） 进出线方便。3） 接近电源侧。4） 设备运输方便。5） 不应设在有剧烈振动或高温的场所。6） 不宜设在多沉或有腐蚀气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。7） 不应设在厕所，浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜于上述场所相贴邻。8） 不应设在有爆炸危险的正下方或正上方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与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gb50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9） 不应设在地势低洼和可能积水的场所。10） 高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房和建在一起。gb50053-9410kv及以下变电所设计规范还规定：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，装有可燃性油的电器设备的变配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变配电所。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，贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准gb50045-95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，不应设在下列场所：有腐蚀性气体的场所挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁。附近有棉粮及其他易燃易爆物品集中的露天堆放场。容易沉积可燃粉尘，可燃纤维，灰尘或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所。3.2 负荷中心的确定3.2.1利用以负荷圆表示的负荷指示图在工厂总平面图上，按适当的比例k（kwmm）做出各车间及宿舍区的负荷圆。负荷圆的圆一般选择在车间或宿舍区的中央。圆半径(单位为mm)为r= 【15】式中 p30-车间或宿舍区的计算负荷（单位为kw）。利用以负荷圆表示的负荷指示图，可以大致的判明负荷中心的位置。3.2.2.利用负荷中心矩法确定本厂负荷中心在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标系的x轴和y轴，测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，其坐标分别为p1(3.8 , 7.5), p2(5.1 ,3) ,p3(9.5 ,9)，而工厂的负荷中心设在p（x,y）,p为p1+p2+p3+因此仿照力学中计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：x=（p1x1+p2x2+p3x3）/(p1+p2+p3)=(6443.8+7975.1+2349.5)/ (644+797+234)=5.2y=(p1y1+p2y2+p3y3) /(p1+p2+p3)=(6447.5+7973+2349)/ (644+797+234)=5.6即本系统的负荷中心在坐标系中的坐标为（5.2 ，5.6）,如图7所示：3.3 所址方案的比较及确定方案一：将总变电所设在接近负荷中心处。本方案较符合所址选择原则的接近负荷中心，较符合设计思想，降低了配电系统的电能损耗，电压损耗和有色金属消耗量，但也存在着一些不足，进出线不方便，根据进线不交叉不跨越的原则，其进线从厂南侧，要跨越纺纱车间等生产车间，最重要的是占据了生产车间，设备运输业不方便，另外车间内的环境不好，噪音大，有震动。方案二： 将总变电所与no3。车间变电所合建。接近电源侧，进出线也比较方便，设备运输也较方便，另外，其环境好，离生产车间有一定距离且在污染源盛行风的上风侧，没有粉尘，纤维或导电尘埃，不会影响变压器的安全运行，与no3。车间变电所合建，节省了部分有色金属与占地面积。综上所述，经比较，应选择方案二较符合实际。第4章 变电所变压器台数和容量的选择4.1 变电所主变压器台数选择原则4.1.1选择主变压器台数时应考虑的原则：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，另一台变压器能对以二级负荷继续供电。对只有二级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，或另有自备电源。2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑两台变压器。3）除上述两种情况外，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。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。4.1.2 变电所主变压器容量选择原则1、只装一台主变压器的变电所主变压器的容量sn.t应满足全部用电设备总计算负荷s30 的需要，即sn.t s30 【16】2、装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量sn.t应同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷s30的大约60%70%的需要，即sn.t =（0.60.7）s30 【17】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sn.t s30（+） 【18】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1250 kva)。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，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。4适当考虑负荷的发展应适当考虑今后510年电力负荷的增长，留有一定的余地。干式变压器的过负荷能力较小，更宜留较大的裕量。最后必须指出：变电所主变压器台数和容量的最后确定，应结合主接线方案，经技术经济比较择优而定。4.2 毛纺厂车间变电所变压器的选择4.2.1各车间变电所变压器的选择1、no.1车间变电所根据上述原则可知一般车间变电所宜采用一台变压器，但车间变电所主变压器的单台容量不宜大于1000 kva，所以no.1车间变电所选一台变压器，其容量sn.ts30=865 kva。查工厂供电附录表4，所以sn.t应选为1000 kva。变压器型号根据工厂供电第106页介绍工厂变电所大多采用普通电力变压器，因此， 此车间变电所采用s9型式，因此no.1车间变电所应选用s9-100010(6)型低损耗配电变压器。2、no.2车间变电所根据上述原则可知一般车间变电所宜采用一台变压器，但车间变电所主变压器的单台容量不宜大于1000 kva，所以no.1车间变电所选一台变压器，其容量sn.t s30=979 kva。查工厂供电附录表4，所以sn.t应选为1000 kva，因此no.2车间变电所选用s9-100010(6)型低损耗配电变压器。3、no.3车间变电所根据上述原则可知一般车间变电所宜采用一台变压器，但车间变电所主变压器的单台容量不宜大于1000 kva，所以no.3车间变电所选一台变压器，其容量sn.ts30=293 kva。查工厂供电附录表4，所以sn.t应选为315 kva。因此no.3车间变电所选用s9-31510(6)型低损耗配电变压器。4.2.2 变电所变压器联结组别的选择变压器的联结组别均采用yyn0。由于yyn0联结变压器一次绕组的绝缘性强度要求比dyn11联结变压器稍低，从而制造成本稍低，且目前生产dyn11联结变压器的厂家相对较少，因此在tn和tt系统中由单相不平衡负荷引起的中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%，且其一相的电流在满载时不致超过额定值时，可选用yyn0联结变压器。表3 变压器型号的选择车间号 变压器型号 联结组别 台数 no.1 s9-100010(6)yyn0 1no.2s9-100010(6)yyn0 1no.3s9-31510(6)yyn0 1第5章 总配变电所的主接线方案的确定对变电所主接线的基本要求为安全、可靠、灵活、经济。（1）安全包括设备安全和人身安全。（2）可靠就是变电所的主接线应能满足各级负荷的不中断供电要求。（3）灵活就是利用最少的切换，能适应不同的运行方式。（4）经济是在满足了以上要求的条件下，尽量减少初投资和年运行费用。此外确定供电方式还应考虑未来的发展。5.1 进线主接线方案的选择本厂总配变电所经由电业部门某35/10kv变电所馈电，采用10kv双回路架空线。 1、高压无母线 低压单母线分段的变电所主接线图（如图8），这种主接线的供电可靠性较高，当任一主变压器或任一电源进线停电检修或发生故障时该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。如果两台主变压器高压侧断路器装设互为备用的备用电源自动投入装置，则任一主变压器高压侧断路器因电源断电而跳闸时，另一主变压器的高压侧的断路器在备用电源自动投入装置作用下自动合闸，恢复整个变电所的供电。这时该变电所可供一、二级负荷。2、高压采用单母线、低压变电所主接线图9，这种主接线通用于装有两台及以上主变压器或具有多路高压出线的变电所，其供电可靠性也较高。任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。但在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍要停电。这时只能供电给三级负荷。如果有与其他变电所相连的高压或低压联络线时，则可供一、二级负荷。3、高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图（图10）。这种变电所的两段高压母线，在正常时可以接通运行。任一台主变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，均可迅速恢复对整个变电所的供电，因此供电可靠性相当高，可供一、二级负荷。综上所述，本厂高压侧应选择高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图。5.2 出线主接线方案的选择常用母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制、双母线制，工厂供电系统一般不采用双母线制。1、单母线制：用于只有一回进线的情况，单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线和连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的用电，（如图11）所示。2、单母线分段制：在两回电源进线的情况下，宜采用单母线分段制，母线分段开关可采用隔离开关或断路器，（如图12）所示。当分段开关需要带负荷操作或继电保护和自动装置有要求时，应采用断路器，否则可仅装设隔离开关。单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线分段制有所提高，基本上可满足一、二类负荷用户的要求。当双回路同时供电，母线分段开关通常是打开的，一条回路故障或一段母线故障将不影响向另一段母线的正常供电。此外，检修亦可采用分段检修方式，不致使全部负荷供电中断。线分段制中，正常情况下，母线是“合”或是“分”，应根据技术经济比较而定，在用户供电系统中，一般采用“分”的方式。单母线分段的缺点是：某分段上的母线、母线分段开关发生故障或检修时，电源只能通过一回进线供电，供电功率较低，从而使部分用户停电。当分段上进行检修时，该段重要用户失去备用。 3、双母线制：对于特别重要的负荷，当采用单母线分段制，可靠性仍不能满足要求时，可考虑采用双母线制，（如图13）中b1为工作母线，b2为备用母线，每一进出线路经一个断路器和两个隔离开关接于双母线上。双母线的优点：轮流检修母线而不致引起供电中断。检修任一母线隔离开关仅使本回路断开。在工作母线发生故障时，通过备用母线能迅速恢复供电。双母线的缺点：开关数目增多，联锁机构复杂，切换操作繁琐，造价高，工厂供电综上所述，本厂出线侧应选择单母线分段制为最佳方案。5.3 总配变电所的位置与结构一、总配变电所的布置方案变电所的布置型式有户内、户外和混合式3种。户内式变电所将变压器、配电装置安装于室内，工作条件好，运行管理方便；户外式变电所将变压器、配电装置全部安装于室外；混合式则部分安装于室内，部分安装于室外。变电所一般采用户内式。户内式又分为单层布置和双层布置，视投资和土地情况而定。35kv户内变电所宜采用双层布置，610kv变配电所宜采用单层布置。布置主要由变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室（值班室）、休息室、工具间等组成。本系统总配变电所的布置采用户内式 1 2 3 4 1变压器室 2低压配电室 3值班室 4高压配电室 配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。高、低压配电室、变压器室等的门应向外开，相邻的配电室的门应双向开启。第6章 短路电流的计算进行短路电流的计算，首先要绘出计算电路图，在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。6.1 短路电流的计算方法短路电流的计算方法：欧姆法（又称绝对值法）和标幺制法（又称相对值法）。6.1.1欧姆法适用于低压系统中，短路电流的计算前提条件为无限大容量电力系统。1.电力系统的阻抗计算：xs= uc2soc 【19】式中uc-短路计算点的计算电压，取为比所在电网额定电压5%（单位为千伏）soc -电力系统出口断路器的断路容量（单位为mva）2、电力线路的阻抗（单位为欧）电阻 rwl =rol 【20】电抗 xwl =xol 【21】式中l-线路长度（单位为km）；ro-线路单位长度电阻（单位为/km）；xo-线路单位长度电抗（单位为/km）。ro、xo可查有关手册，见表8-35、表8-36。其中xo亦可采用表5-1所示的电抗平均值。表4 电力线路单位长度电抗平均值线路结构电力线路单位长度电抗平均值（/km）35110kv610kv220380kv架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.0663、电力变压器的阻抗（单位为）： 电阻 rtrk（uc/sn）2 【22】电抗 xt(uk%/100)( uc2/sn) 103 【23】式中pk变压器的短路损耗（负栽损耗，单位为w）；uk%-变压器的短路电压（阻抗电压）百分值；sn -变压器的额定容量（单位为kva）；uc短路计算点的计算电压（单位kv）。pk，uk可查有关手册，如表2-7，表2-8所示。必须注意：在计算短路电路的阻抗时，假如电路内含有电力变压器，则电路内的z阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压去，阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗不变。对系统和变压器阻抗来说，其阻抗计算公式的vc采用短路计算点的计算电压即相当于已经换算，而对线路阻抗，则必须按下列公式换算： r=r(uc/uc)2x=x(uc/uc)24、 短路电流的计算 分别对各短路计算点计算其三相短路电流周期分量ik（3），短路次暂态短路电流i”(3)，短路稳态电流i(3)，短路冲击电流ish(3)及短路后第一个周期的短路全电流有效值(又称短路冲击电流有效值)ish(3)。三相短路电流周期分量有效值按下式计算：ik（3）uc/x 【24】在无限大容量系统中，存在下列关系：ik（3）i”(3)i(3) 【25】高压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算：ish(3)2.55 i”(3) ish(3)1.51 i”(3) 【26】低压电路的短路冲击电流及其有效值可以按下列公式近似计算： ish(3)1.84i”(3)ish(3)1.09 i”(3) 【27】5、 三相短路容量三相短路容量按下式计算： sk（3）= uc ik（3） 【28】6.1.2标幺制法 一般用于高压系统，没有单位按标公制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量sd和基准电压ud；基准容量 工程设计中常取sd=100mva，基准电压 通常取元件所在处的短路计算电压，即取uduc；基准电流 id=sc/u c下面分别讲述供电系统中各主要元件的电抗计算，一般只计算电抗，另外，由于各元件电抗均采用相对值与短路计算点的电压无关，因此无须进行电压换算1、电力系统的电抗标幺值：xs*=sd/soc 【29】2、电力变压器的电抗标幺值：xt*=uk%sd/100sn 【30】uk%-变压器的短路电压标幺值（阻抗电压的值）3、电力线路的电抗标幺值；xwl*=xolsd/uc2 【31】4、短路电流的计算 无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标幺值按下式计算：ik（3）1/x* 【32】因此可求得三相短路电流周期分量有效值ik（3）id /x* 【33】求得后，即可利用前面的公式求出i”(3) i(3) ish(3) ish(3) 。 5、 三相短路容量计算 sk（3）= sd /x* 【34】6.2 本系统短路电流的计算由上述两种计算方法的适用范围及特点，本系统选用标幺制法。6.2.1标幺制计算电路，选短路点 图146.2.2确定基准值取sd=100mva（一般工程上取100mva或1000mva），udu c1.05un 则u c110.5kv u c2=0.4 kv而id1=sd/u c1=100mva/10.5 kv=5.50kaid2=sd/u c2=100mva/0.4 kv=144ka6.2.3计算短路中各元件的电抗标幺值(1)电力系统的电抗标幺值 在最大运行方式下，系统短路容量为socmax=187mva xsmax*=100mva /187mva=0.53 在最小运行方式下，系统短路容量为socmin=107mvaxsmin*=100mva /107mva=0.93(2)架空线路的电抗标幺值查表工厂供电设计指导书表5-1：xo=0.35/km xwl*=0.35/km0. 5km100mva /(10.5kv)2=0.159(3)no.3车间变电所变压器的电抗，由工厂供电附录表5查得uk%=4.5 x6.2.4绘制等效电路，绘制等效电路，如图156.2.5求短路电流1.最大运行方式下a、 k-1点总电抗标幺值 x(k1)*=x*s.max+xwl*=0.53+0.159=0689三相短路电流周期分量有效值 i (k-1)（3）=id1/ x(k1)* =5.5/0.689=7.98ka其它短路电流i (k-1)（3）= i”(3) = i(3) =7.98kaish(3)2.55 i”(3)=2.557.98ka=20.35 ka ish(3)1.51 i”(3)1.517.98ka=12.05 ka三相短路容量s (k-1)（3）= sd / x(k1)*= 100mva/0.689=145.14 mvab、.k-3点总电抗标幺值x(k3)*=x*s.max+xwl*+ xt*=0.53+0.159+4.5=5.189三相短路电流周期含量有效值 i (k-3)（3）=id2/ x(k3)* =144/5.189=27.75ka其它三相短路电流i (k-3)（3）= i”(3) = i(3) =27.75ka ish(3)1.84 i”(3)=1.8427.75ka=51 ka ish(3)1.09 i”(3)1.0927.75ka=30 ka 三相短路容量：s (k-3)（3）= sd / x(k3)*= 100mva/5.198=19.27 mva2最小运行方式下a、k-1点 总电抗标幺值x(k1)*=x*s.min+xwl*=0.93+0.159=1.089三相短路电流周期分量有效值 i (k-1)（3）=id1/ x(k1)* =5.5/1.089=5.05ka其它短路电流i (k-1)（3）= i”(3) = i(3) =5.05kaish(3)2.55 i”(3)=2.555.05ka=12.88 kaish(3)1.51 i”(3)1.515.05ka=7.6 ka三相短路容量s (k-1)（3）= sd / x(k1)*= 100mva/1.089=91.8mvab、k-3点总电抗标幺值x(k3)*=x*s.min+xwl*+ xt*=0.93+0.159+4.5=5.589三相短路电流周期含量有效值 i (k-3)（3）=id2/ x(k3)* =144/5.589=25.76ka其它三相短路电流i (k-3)（3）= i”(3) = i(3) =25.76kaish(3)1.84 i”(3)=1.8425.76ka =47 ka ish(3)1.09 i”(3)1.0925.76ka