毕业设计（论文）-长江机械厂供配电系统设计.doc

华北水利水电学院毕业设计目 录全套图纸加扣 3012250582摘要Abstract第一章 概 述11.1 设计的对象11.2 设计的主要任务11.3 供配电系统设计的原则11.4 设计的原始资料1第二章 设计部分52.1负荷计算与无功补偿52.1.1 负荷计算52.1.2 无功补偿102.2 变配电所主变压器和主接线方案172.2.1 主变压器的选择172.2.2 变配电所主接线方案的选择192.3. 变配电所位置和型式的选择232.3.1 变配电所的所址选择232.3.2 变配电所型式的选择252.4. 短路电流的计算252.4.1 计算短路电流的目的252.4.2 短路计算的方法262.4.3 用标么值法计算短路电流的依据262.4.4 短路电流的计算过程与结果282.5. 变配电所一次设备的选择校验312.5.1 一次设备选择与校验的条件与项目312.5.2 一次设备选择依据322.5.3 一次侧设备的选择校验342.5.4 高低压母线的选择372.6. 变配电所进出线的选择382.6.1 变配电所进出线导线和电缆型式的选择原则382.6.2 导线和电缆截面的选择依据382.6.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验432.7. 变配电所二次回路方案的选择与继电保护的整定452.7.1高压断路器的操动机构控制与信号回路452.7.2 变配电所的电能计量回路452.7.3 变配电所的测量和绝缘监察回路452.7.4 变配电所的保护装置472.8.变配电所的防雷保护与接地装置的设计532.8.1变配电所的防雷保护532.8.2变配电所公共接地装置的设计（与1kv以下系统共用的接地装置）53总 结56参考文献57附录一 外文资料翻译581. 原文582. 译文64附录二 工厂平面图附录三 变配电所主接线65第一章 概 述1.1 设计的对象 本次设计的对象“长江机械厂”，它分为生产区和生活区两部分，全厂总面积约55600平方米。生产区包括：铸造车间、热处理车间、机加工车间、加工车间、锻压车间、机修车间、装配车间、办公楼、仓库、门岗和喷泉；生活区包括：职工宿舍（两栋）、职工食堂、活动中心、锅炉房。1.2 设计的主要任务本次设计的主要任务是：负荷计算与无功补偿、变配电所主变压器和主接线方案、变配电所位置和型式的选择、短路电流的计算、变配电所一次设备的选择校验、变配电所进出线的选择、变配电所二次回路方案的选择与继电保护的整定、变配电所的防雷保护与接地装置的设计。1.3 供配电系统设计的原则（1）必须遵守国家的有关法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。（2）应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。（3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。（4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与长期发展的关系，做到远、近期为主，适当考虑扩建的可能性。1.4 设计的原始资料（1）工厂平面图（2）工厂负荷情况该厂除铸造车间、热处理车间为二级负荷外,其余的属三级负荷。 其具体负荷统计资料见下表一：表一 工厂负荷统计编号名称负荷类别设备容量（Pe/kw）需要系数（Kd）功率因数()1机加工车间动力6000.40.71.02照明120.81.002锻压车间动力7000.30.61.17照明160.91.003加工车间动力4000.60.80.75照明100.71.004铸造车间（二类负荷）动力8000.30.651.17照明200.81.005热处理车间（二类负荷）动力5000.60.80.75照明160.71.006装配车间动力4200.40.751.02照明180.71.007机修车间动力3800.30.71.17照明80.91.008办公楼动力1000.70.80.75照明120.81.009仓 库动力1200.30.90.75照明100.71.0010门岗和喷泉动力600.30.80.48照明40.81.0011、12职工宿舍动力3840.80.90.48照明1920.71.0013职工食堂动力1000.90.80.75照明40.81.0014活动中心动力600.40.90.75照明70.71.0015锅炉房动力1000.80.80.75照明20.91.00（3）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,该工厂可由附近两条10kv的供用电源干线取得工作电源和备用电源。该干线走向见工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列，线距为2.5m，干线首端距本工厂约6km，干线首端所设的高压断路器流量容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护,定时限过电流保护整定的动作时间为1.7S。为满足厂区二类负荷的供电要求，采用高压进线从临近单位取得备用电源。备用干线的导线型号为LGJ-150,线距为2m，干线首端距本工厂1km，其余与工作干线一样。（4）气象资料本工厂所在地区的年最高气温为40,年平均气温为20，年最低气温为-10，年最热月平均最高气温为30，年最热月平均气温为26.5，年最热月地下0.8m处平均气温为25，年雷暴日数为21天/年, 主导风向为东北风。（5）地质水文资料本工厂所在地区平均海拔111.4m，地层以黄土为主，地下水位大于20m。（6）电费制度 本工厂与当地供电部门达成协议，工厂最大负荷时的功率因素不得低于0.95。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV 为800元/kVA。第二章 设计部分2.1负荷计算与无功补偿2.1.1 负荷计算2.1.1.1 计算负荷的目的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的。目前用电设备不断增加，正确确定用电的负荷尤为重要。过往由于设计的工厂负荷定得较低，所配置的电表、开关及导线截面均偏小，造成经常性的负荷跳闸，超负荷运行而烧坏开关、电表、电线的现象常有发生。2.1.1.2 计算负荷的方法概述计算负荷，是通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。按照计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷持续运行，其发热温度不致超出允许值，因而也不会影响其使用寿命。计算负荷是供电设计计算的基本依据。如果计算负荷确定过大，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线选择偏小，造成设备和导线运行时过热，增加电能损耗和电压损耗，甚至使设备和导线烧毁，造成事故。因此正确确定计算负荷具有重要的意义。但是由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但准确确定计算负荷却十分困难。实际上，负荷也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方法。因此，本设计采用需要系数法来确定计算负荷。2.1.1.3 按需要系数法确定计算负荷的公式 (1)有功计算负荷（单位为kw） 式中 Pe用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kw）。Kd用电设备组的需要系数。(2) 无功计算负荷（单位为kvar）(3) 视在计算负荷（单位为KVA）(4) 计算电流（单位为A）2.1.1.4 负荷计算的结果根据工厂的负荷统计资料，按照需要系数法，负荷计算结果如表1-1、1-2、1-3所示。表1-1 工厂的负荷计算表编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30(kw)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1机加工车间动力6000.40.71.02240224.8照明120.81.009.60小计612249.6224.8349.6531.22锻压车间动力7000.30.61.17210245.7照明160.91.0014.40小计716224.4245.7332.75505.63加工车间动力4000.60.80.75240180照明100.71.0070小计410247180305.6464.34铸造车间（二类负荷）动力8000.30.651.17240280.8照明200.81.00160小计820256280.8380.0577.35热处理车间（二类负荷）动力5000.60.80.755300225照明160.71.00160小计516316225387.9589.46装配车间动力4200.40.751.02168163.2照明180.71.0012.60小计438180.6163.2243.4369.87机修车间动力3800.30.71.17114102.6照明80.91.007.20小计388121.2102.6158.8241.38办公楼动力1000.70.80.7517052.5照明120.81.009.60小计11279.652.595.4250.49仓 库动力1200.30.90.753627照明100.71.0070小计130432750.877.210门岗和喷泉动力600.30.80.48188.64照明40.81.003.20小计6421.28.6422.934.81112职工宿舍动力3840.80.90.48307.2147.5照明1920.71.00134.40小计576441.6147.5465.6707.413职工食堂动力1000.90.80.759067.5照明40.81.00320小计10413267.5148.3225.314活动中心动力600.40.90.482411.52照明70.71.004.90小计6728.911.5231.181.615锅炉房动力1000.80.80.758060照明20.91.001.80小计10281.860101.4154.1合计(308V侧)动力4400照明519设入Kp=0.9，Kq=0.952274.31692.3表1-2生产区负荷计算表编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30(kw)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1机加工车间动力6000.40.71.02240224.8照明120.81.009.60小计612249.6224.8349.6531.22锻压车间动力7000.30.61.17210245.7照明160.91.0014.40小计716224.4245.7332.75505.63加工车间动力4000.60.80.75240180照明100.71.0070小计410247180305.6464.34铸造车间（二类负荷）动力8000.30.651.17240280.8照明200.81.00160小计820256280.8380.0577.35热处理车间（二类负荷）动力5000.60.80.755300225照明160.71.00160小计516316225387.9589.46装配车间动力4200.40.751.02168163.2照明180.71.0012.60小计438180.6163.2243.4369.87机修车间动力3800.30.71.17114102.6照明80.91.007.20小计388121.2102.6158.8241.38办公楼动力1000.70.80.7517052.5照明120.81.009.60小计11279.652.595.4250.49仓 库动力1200.30.90.753627照明100.71.0070小计130432750.877.210门岗和喷泉动力600.30.80.48188.64照明40.81.003.20小计6421.28.6422.934.8合计(308V侧)动力照明设入Kp=0.9，Kq=0.951738.621529.84表1-3生活区负荷计算表编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30(kw)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)11/12职工宿舍动力3840.80.90.48307.2147.522.934.8照明1920.71.00134.40小计576441.6147.513职工食堂动力1000.90.80.759067.5465.6707.4照明40.81.00320小计10413267.514活动中心动力600.40.90.482411.52148.3225.3照明70.71.004.90小计6728.911.5215锅炉房动力1000.80.80.75806031.181.6照明20.91.001.80小计10281.8合计(308V侧)动力照明设入Kp=0.9，Kq=0.95684.3286.522.1.2 无功补偿2.1.2.1 无功补偿的目的按供电局的规定，低压功率因数补偿到0.95，高压功率因数要求0.9，凡达不到者，按规定罚款。采用无功补偿，提高系统的功率因数，不仅可以节能，减少线路压降，提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。因此，建筑供电系统中的无功功率补偿是必不可少的。2.1.1.2 无功功率的人工补偿装置工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统的无功功率。并联电容器的补偿方式，有一下三种：(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。(2) 低压集中补偿 电容器装设在变配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。它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。它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。本设计采用低压集中补偿。2.1.1.3 并联电容器的选择计算方法(1)无功功率补偿容量（单位为kvar）的计算 (2) 并联电容器个数式中 单个电容器的容量（单位为kvar）2.1.1.4 低压电容器柜（屏）的选择PGJ1型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4等4种方案。其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有六条支路，电容器为BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有8支路，电容器亦为BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。选择步骤：(1) 根据控制步数要求，选择一台1号或2号主屏。(2) 根据所需无功补偿容量再补充一台或数台3号或4号辅屏。2.1.1.5 无功功率补偿的计算结果由负荷计算表知,该工厂380v侧最大负荷时的功率因数只有0.73。因此该厂按该地区供电局规定低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数补偿到0.9以上。 (1)生产区建一个变配电所，此变电所有三台主变 生产区一区1（负荷一区1包括车间4，5）用一台变压器供电 KW补偿到 选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)2台相结合,总共容量84kvar3=252kvar。 补偿后因此,无功补偿后, 负荷一区1的380v侧和10kv侧负荷计算如表1-4表1-4 无功补偿后负荷一区1的计算负荷项目cos计算负荷P30 /kwQ30 /kvarS30 /kvAI30 /A380v侧补偿前负荷0.73514.8480.51704.211069.9380v侧无功补偿容量-252380v侧补偿后负荷0.91514.8228.51563.2855.7主变压器功率损耗0.015 S30=8.40.06 S30 =33.810kv侧负荷总计0.9523.2262.31585.2733.8 生产区一区2（负荷一区2包括车间6，7，8，9，10）用一台变压器供电 Kw补偿到 选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案1(辅屏)2台相结合,总共容量84kvar2=168kvar。 补偿后因此,无功补偿后, 负荷一区2的380v侧和10kv侧负荷计算如表1-5表1-5无功补偿后负荷一区2的计算负荷项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A380v侧补偿前负荷0.77445.6353.94523.34795380v侧无功补偿容量-168380v侧补偿后负荷0.91445.6185.94434.9660.76主变压器功率损耗0.015 S30=6.50.06 S30=26.110kv侧负荷总计0.91452.1212.04499.3520.8(2) 生产区二区（负荷二区包括车间1，2，3）用一台变压器供电 Kw补偿到 选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案1(辅屏)5台相结合,总共容量84kvar5=420kvar。补偿后因此,无功补偿后, 负荷二区的380v侧和10kv侧负荷计算如表1-6表1-6 无功补偿后负荷二区的计算负荷项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A380v侧补偿前负荷0.72648.9617.98896.081361.46380v侧无功补偿容量-588380v侧补偿后负荷0.93648.9197.98678.43985.19主变压器功率损耗0.015 S30=100.06 S30=4110kv侧负荷总计0.94658.9238.98700.940.5(3) 生活区（生活区括建筑11，12，13，14，15）用一台变压器供电 Kw补偿到 选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台,总共容量84kvar1=84kvar。 补偿后因此,无功补偿后, 负荷二区的380v侧和10kv侧负荷计算如表1-7表1-7 无功补偿后生活区的计算负荷项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A380v侧补偿前负荷0.91615.87272.19673.341023.03380v侧无功补偿容量-84380v侧补偿后负荷0.95615.87188.19643.98978.43主变压器功率损耗0.015 S30=100.06 S30=38.610kv侧负荷总计0.94625.87226.79665.6938.42.2 变配电所主变压器和主接线方案2.2.1 主变压器的选择2.2.1.1 变压器选型的原则 (1) 变压器应尽量选节能型的油浸及干式变压器； (2) 独立变配电所，可选节能型油浸变压器； (3) 非一类建筑物，当变压器附设在首层靠外墙时，可安装油浸变压器，但容量不得超过400KVA。2.2.1.2 变压器台数的选择原则变配电所符合下列任一条件时，宜设置两台及以上的变压器：(1) 有大量一级负荷或者虽为二级负荷，但有一定数量的消防设备、保安设备等用电。(2) 所需变压器容量超过500kVA时，可选用两台小容量变压器，以确保供电安全，也可在负荷较小时，切除一台变压器，以达到节能的目的。(3) 季节性负荷变化较大时，可设两台或两台以上变压器，以便在淡季时可切除整台变压器。(4) 当电力系统的备用容量受到限制时，应将特别重要用户及维修正常工作必须的最低负荷容量集中在一台或几台变压器上，其他不重要用户的容量也集中在另外变压器中，以便使用备用电源时，可将后者方便地切除。2.2.1.3 变配电所主变压器容量选择的方法(1) 装有一台主变压器的变配电所主变压器容量SN.T应不小于总的计算负荷S30，即(2) 装有两台主变压器的变配电所每台主变压器容量SN.T不应小于总的计算负荷S30的60，不大于为总计算负荷的70左右，即同时每台主变压器容量SN.T不应小于全部一、二级负荷之和S30(+)，即(3) 主变压器单台容量上限单台配电变压器（低压为0.4KV）的容量一般不宜大于1250KVA。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的配电变压器。2.2.1.4 主变压器选择的方案方案一:采用三台变压器（生产区用两台,生活区用一台），型号采用两台S11-1250/10，一台S11-800/10 生产区： 生活区： 方案二:采用四台变压器（生产区用三台,生活区用一台），型号采用三台S11-1000/10，一台S11-800/10生产区: 生活区: 2.2.2 变配电所主接线方案的选择2.2.2.1 变配电所主接线概述变配电所主接线是构成电力系统的重要环节，也是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，通过技术经济论证比较后方可确定。2.2.2.2 变配电所主接线设计要求电气主接线的设计应根据变配电所在所在电力系统中的地位和作用，首先满足电力系统的安全可靠运行和经济调度的要求，其次，要根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、电力设备的性能和周围环境条件及自动化规划与要求等确定。电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。(1) 可靠性供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力,是电力生产和分配的首要要求，主接线的设计首先应满足这个要求。电气主接线不仅要保证在正常运行时,还要考虑到检修和事故时,都不能导致一类负荷停电,一般负荷也要尽量减少停电时间。显然,这些都会导致费用的增加,与经济性的要求发生矛盾。因此,应根据具体情况进行技术经济比较,保证必要的可靠性,而不可片面地追求高的可靠性。(2) 灵活性 满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切换电源、变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时的方便和安全。 满足扩建时的灵活性要求。大的电力工程往往要分期建设。从初期的主接线到最终方案的确定，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。(3) 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般应当从以下几方面考虑。 节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采取限制短路电流的措施，以节省开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。 电能损耗少，经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次压降而增加电能损失。 占地面小。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时，要注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量电厂或变电站，在可能和允许的条件下，应采取一次设计，分期投资建设，尽快发挥经济效益。 2.2.2.3 变配电所主接线方案的拟定按照上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主接线方案：(1) 建三个变配电所，采用三台变压器的主接线方案 见图2-1(2) 建两个变配电所（分生产区和生活区），采用四台变压器 见图2-2 图2-1装有三台变压器主接线方案图2-2装有四台变压器主接线方案(4) 两种主接线方案的技术经济比较 见表2-3表2-3 两种主接线方案的技术经济比较比较项目方案一方案二技术指导供电安全性稍差较好供电可靠性稍低较高供电质量电压损耗稍大电压损耗较小灵活方便性稍差较高扩建适应性稍差较好经济指导电力变压器的综合投资额S11-1250/10,单价位130000元综合投资为2130000=26万元S11-1000/10, S11-800/10单价为13万元和7万元综合投资为13+73=34万元高压柜(含计量柜)的综合投资额本方案采用10台GG-1A(F)柜,其综合投资约为91.53.5=47.25万元本方案采用11台GG-1A(F)柜,其综合投资约为111.53.5=57.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费260.05+47.250.06+(26+47.25) 0.06=8.53万元340.05+57.50.06+(34+57.5) 0.06=10.64万元交供电部门的一次性供电贴费33000.08=264万元34000.08=272万元从上表可以看出，两个方案所需投入的资金基本相同。用方案一比方案二经济一点，不过方案二的可靠性、安全性、灵活性都要比方案一要好。所以，从供电可靠性、安全性、灵活性和经济性等方面综合考虑，本设计采用方案二。2.3. 变配电所位置和型式的选择2.3.1 变配电所的所址选择2.3.1.1 变配电所的所址选择的原则(1) 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；(2) 进出线方便；(3) 尽量靠近电源侧；(4) 设备运输方便；(5) 不应设在有剧烈振动或高温的场所；(6) 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；当无法远离时，不应设在污染源盛行风向（当地年主导风向）的下风侧；(7) 不应设在经常积水场所的正下方，且不宜与厕所、浴室或其他经常积水场所相贴邻；(8) 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（GB50058-92）的规定；(9) 不应设在地势低洼和可能积水的场所。2.3.1.2 负荷中心的确定负荷中心的确定一般采取负荷功率矩法确定负荷中心。负荷功率矩法即在学校平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，测出各建筑物负荷点的坐标位置。仿照力学中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： , 采用负荷功率矩法，生活区的负荷中心在一号职工宿舍和二号职工宿舍之间；生产区的负荷中心在铸造车间东五十米（具体见附录二图）。2.4. 短路电流的计算2.4.1 计算短路电流的目的在变配电所设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：（1）为保证电力系统的安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。（2）为尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动的使有关断路器跳闸，继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要准确的短路电流数据。2.4.2 短路计算的方法短路电流计算的方法常用的有欧姆法（有名单位制法）和标么值法。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制；但计算高压系统短路电流，由于有多个电压等级，存在着电抗换算问题，为使计算简化常采用标么制。因此，本设计采用的是标么值法来计算短路电流。2.4.3 用标么值法计算短路电流的依据2.4.3.1 标么值的概念标么制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值就是实际有名值与选定的基准值间的比值，即标么值从上看出，标么值是没有单位的。另外,采用标么值计算时必须先选定基准值。我们一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。根据三相交流电路中的基本关系，推得基准电流Id和基准电抗值分别为 据此，可以直接写出以下标么值表示式容量标么值电压标么值电流标么值 电抗标么值 在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值Sd100MVA，基准电压（Ud）为线路平均额定电压（Uc）。2.4.3.2 电力系统各元件电抗标么值的计算取Sd100MVA，UdUc(1) 电力系统的电抗标么值为(2) 电力变压器的电抗标么值为(3) 电力线路的电抗标么值为2.4.3.3 用标么值法进行短路计算的方法短路电流中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，计算其总电抗标么值X*，由于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此无需进行电压换算，这也是标么值法较之欧姆法优越之处。无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算为由此可求得三相短路电流周期分量有效值求得Ik(3)后，即可利用前面得公式求出I”(3)、I(3)、ish(3)和Ish(3)等。三相短路容量得计算公式为 2.4.4 短路电流的计算过程与结果2.4.4.1 绘制计算电路如图4-1短路计算电路2.4.4.2 确定基准值设Sd=100MVA, UdUc,即高压侧Ud1=10.5kv,低压侧Ud2=0.4kv2.4.4.3 计算短路中各元件的电抗标么值(1) 电力系统: (2) 架空线路:已知主电源线路为6km所以 (3) 电力变压器: 查表知UZ%=4.5所以 图4-2 等效电路图2.4.4.4 计算K-1点(10.5kv侧)短路总电抗，三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标么值：(2) 三相短路电流电流周期分量有效值:(3) 其他短路电流： (4) 三相短路容量：2.4.4.5 计算K-2点（0.4KV）的短路总电抗与三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标么值：(2) 三相短路电流电流周期分量有效值:(3) 其他短路电流： (4) 三相短路容量：2.4.4.6 计算K-3点（KV）的短路总电抗与三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标么值：(2) 三相短路电流电流周期分量有效值:(3) 其他短路电流： (4) 三相短路容量：因为，所以k-4，k-5的短路电流与k-2相同，以上计算结果综合如表4-3，4-4表4-3采用主电源的短路计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAk-12.552.552.556.53.8546.3k-2（K-4,K-5）18.618.618.634.220.312.89k-321.6721.6721.6739.8749.4615.022.5. 变配电所一次设备的选择校验2.5.1 一次设备选择与校验的条件与项目2.5.1.1 一次设备选择与校验的条件(1) 按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择。(2) 按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。(3) 考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。(4) 按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确等级进行选择。2.5.1.2 一次设备选择与校验的项目选择一次设备时应校验的项目如表5-1表5-1选择一次设备的校验项目一次设备名称额定电压 (V)额定电流 (A)开断电流 (KA)短路电流校验环境条件其他动稳定热稳定高低压熔断器是是是不一定否是高压隔离开关是是否是是是操作性能高压负荷开关是是是是是是操作性能高压断路器是是是是是是操作性能低压刀开关是是是不一定不一定是操作性能低压负荷开关是是是不一定不一定是操作性能低压断路器是是是不一定不一定是操作性能电流互感器是是否是是是二次负载准确级电压互感器是否否否否是二次负荷准确级并联电容器是否否否否是额定容量母线否是否是是是电缆是是否否是是支柱绝缘子是否否是否是穿墙套管是是否是是是备注表中“是”表示必须校验，“否”表示不必校验，“不一定”表示一般不必校验2.5.2 一次设备选择依据2.5.2.1按正常工作条件选择(1) 按工作电压选择 设备的额定电压UN.e不应小于所在线路的额定电压UN，即 (2) 按工作电流选择 设备的额定电流IN.e不应小于所在电路的计算电流，即(3) 按断流能力选择 设备的额定开断电流IOC或断流容量SOC不应小于设备分断瞬间得短路电流有效值Ik或短路容量Sk，即 2.2.5.2按短路条件校验短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时得动稳定和热稳定。(1) 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 动稳定校验条件 式中imax开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为KA）；ish(3)开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为KA）。 热稳定校验条件式中It开关的热稳定电流有效值（单位为KA）；t开关的热稳定试验时间（单位为s）；I(3)开关所在处的三相短路稳态电流（单位为KA）；tima短路发热假想时间（单位为s）。短路发热假想时间tima一般按下式计算：在无限大容量系统中，由于,因此式中tk短路持续时间，采用该