供配电工程课程设计.docx

电气与电子信息工程学院供配电工程课程设计报告设计题目：某塑料制品厂供配电系统电气部分初步设计 完成时间： 年 月 日黄石理工学院 课程设计报告供配电工程课程设计任务书（1）一、设计题目某塑料制品厂供配电系统电气部分初步设计二、设计目的及要求通过本课程设计，熟悉现行国家标准和设计规范，树立起技术与工程经济相统一的辨证观点；培养综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力；掌握电气工程设计计算的方法，为今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作，打下必要的基础。要求根据用户所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当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，选择配变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定车间变电所主变压器的台数与容量、类型。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。三、设计依据1、工厂负荷情况本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数为5000小时，日最大负荷持续时间6小时，本厂属于三级负荷。本厂的负荷统计资料如附表所示。2、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，本厂可由附近某110/10kV变电站用一条10kV架空线向本厂供电。该站距离本厂约为2km。该站10kV出线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA。此高压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1.5s。3气象资料本厂所在地区的年最高气温为39，年平均气温为25，年最低气温为-1，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处平均温度为25。当地主导风向为东南风，年雷暴日数为52.2天。4地质水文资料本厂所在地区平均海拔20m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。5电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电价制交纳电费。基本电价20元/千伏安/月，电度电价0.5元/度。四、设计任务设计内容包括：配变电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，车间变压器台数和容量、型式的确定，变配电所主接线方案的选择，高低压配电线路及导线截面选择，短路计算和开关设备的选择，继电保护的整定计算*，防雷保护与接地装置设计*等。编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数备注（参考）1薄膜车间140006060NO.1车间变电所2原料库350030653包装材料库20030 54成品库50030505生活间100816单丝车间138506060NO.2车间变电所7水泵房200650808注塑车间18904060NO.3车间变电所9备料车间1380605010锻工车间200408011模具车间10002506512热处理车间150060713铆焊车间180030514生活间20081015仓库15030516锅炉房20007075NO.4车间变电所17试验室12502505018材料库110020519油泵房150650820加油站100650821办公、食堂15060060附：负荷统计资料表1 前 言1.1 研究背景及意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，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。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要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 供电系统投资要少，运行费用要低，并尽可能地减少有色金属的消耗量。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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。课程设计是学习中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正摘要本厂是10kV变电站的主接线设计及变压器的选择，变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。在经济角度上要考虑周全，尽量以最少的投资获得最佳的方案。按照要求选择合适的变压器。短路电流计算，对变电站系统中的各个电压等级下的母线发生三相短路时，所流过的短路电流进行了分别计算。电气设备动、热稳定校验，电气设备的选择条件包括两大部分：一是电气设备所需要满足的基本条件，即按正常工作条件选择，并按短路状态校验动、热稳定；二是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验项目。主要电气设备型号及参数的确定。电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。通过本次课程设计，旨在熟悉变电所中供电系统的负荷计算，掌握变电所中二次回路的基本原理，在次基础上对供电系统中的变电所二次接线进行了设计和保护，最后根据具体环境条件对电气设备进行校验，使本次设计的内容更加完善。关键词：变电站；短路电流；热稳定；无功补偿；二次接线ABSTRACTThe design of the content is 10 KV electric substations. Design elements include: the main substation transformer wiring design and the choice of electrical substation main wiring design is based on the maximum voltage substation substation and the nature, to choose a substation in the system and the status and Suited to the role of the connection mode. In an economic point of view on the need to consider well, at least as far as possible to get the best investment programme. Choose the right in accordance with the requirements of the transformer. Short-circuit current basis, the system of substations in various voltage levels under the three-phase short circuit occurred when the bus, the flow of a short circuit were calculated. Fixed electrical equipment, thermal stability check, the choice of electrical equipment, including two major conditions: First, electrical equipment needed to meet the basic conditions, that is, the normal working conditions of choice, and short-circuit state check dynamic, thermal stability and the other is According to the characteristics of different electrical equipment by thon and validation pre selectiojects. Through this course designed substation with the load in the power supply system, the master substation secondary circuit of the basic principles at the basis of the power supply system of the substation to the secondary wiring design and protection, the last under the specific environmental conditions on the electrical equipment to check, so that the content of this design more perfect.Key words: Substation; Short circuit; Thermal stability; Reactive Compensation Secondary circuit2.负荷计算、无功补偿计算、变压器选择2.1负荷计算的目的工业企业电力负荷计算的主要目的是：1.全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量作出估算以便确定整个工程的方案。2.在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。2.2用电设备组计算负荷的确定工程上常用需要系数法和二项式法。需要系数法简单方便，计算结果基本符合实际。用电设备台数较多，多台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配电所的负荷计算。二项式法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少而容量相差悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算方便。这里只介绍需要系数法。1 . 单组设备负荷计算的方法 有功计算负荷（kW）Pc=KdPe （2-1）无功计算负荷（kvar）Qc=Pctan （2-2） 视在负荷计算（kVA）Sc=Pccos （2-3） 计算电流（A）Ic=Sc3UN （2-4）式中，Kd为需要系数 ，Pe为设备容量，cos为功率因数，UN为额定电压2.多组用电设备负荷计算方法结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和对车间干线，可取0.95，0.97。对低压母线，分两种情况：由用电设备组计算负荷相加来计算时，可取0.90，0.95；由车间干线计算负荷相加来计算时，可取0.95，0.97。总的有功计算负荷 (2-5)总的无功计算负荷为 (2-6)总的视在计算负荷 (2-7)总的计算电流 (2-8)2.3负荷计算与无功功率补偿1. 电力负荷计算 薄膜车间电力负荷的计算过程如下=0.61400840.00kW = =840.001.33=1117.20kvar=/=840.00/0.6=1400.00kVA =/=1400.00/(0.38)=2129.60A用同样的方法，各厂房及生活区的负荷计算如表2-1表2-1 电力负荷计算表编号厂房名称设备容量Pe/kW需要系数Kd功率因数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/Acostan1薄膜车间14000.60.61.33840.001117.201400.002129.602原料库3500.30.651.17105.00122.85161.54245.723包装材料库200.30.51.736.0010.3812.0018.254成品库500.30.51.7315.0025.9530.0045.635生活间100.8108.000.008.0012.176单丝车间13850.60.61.33831.001105.231385.002106.787水泵房200.650.80.7513.009.7516.2524.728注塑车间1890.40.61.3375.60100.55126.00191.669备料车间1380.60.51.7382.80143.24165.60251.9010锻工车间200.40.80.758.006.0010.0015.2111模具车间1000.250.651.1725.0029.2538.4658.5112热处理车间1500.60.71.0290.0091.80128.57195.5813铆焊车间1800.30.51.7354.0093.42108.00164.2814生活间200.81016.000.0016.0024.3415仓库150.30.51.734.507.799.0013.6916锅炉房2000.70.750.88140.00123.20186.67283.9517试验室1250.250.51.7331.2554.0662.5095.0718材料库1100.20.51.7322.0038.0644.0066.9319油泵房150.650.80.759.757.3112.1918.5420加油站100.650.80.756.504.888.1312.3621办公、食堂150.60.61.339.0011.9715.0022.823. 无功功率补偿计算及低压配电柜的选择由表2-1可知该厂可知变压器380V侧最大有功功率Pc=2392.40 kW，最大无功功率Qc=3102.89kvar，最大视在功率Sc=3942.90 kVA，Pc 315kW的车间有两个,他们将单独设置变压器,并考虑到车间有21个，所以采用4个变电所，每个变电所带车间如表2-2所示表2-2 变电所所带车间编号车间变电所编号车间变电所1薄膜车间变电所12原料库变电所46单丝车间变电所23包装材料库9备料车间变电所34成品库11模具车间5生活间12热处理车间7水泵房14生活间8注塑车间15仓库10锻工车间16锅炉房13铆焊车间19油泵房17试验室20加油站18材料库21办公、食堂根据电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿，低压集中补偿和分散就地补偿三种方式。低压侧的功率因数均小于0.92，而本设计要求最大负荷时的功率因数不得低于0.92, 故需要进行无功补偿。本设计在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率一般取0.92，以使变压器高压侧的功率因数达到0.9。综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。下面以变压器T1低压侧为例，计算无功功率补偿=840.00tan(arccos0.6)-tan(arccos0.92)=762.2kvar初选BSMJ0.415-30-3 型自愈式并联电容器,每组容量。则需要安装的电容组数为n=762.2/30=25.4 取n=26可安装的电容器组数为26组，总容量为2630kvar780kvar,实际最大负荷时的补偿容量为780kvar，无功补偿后的低压侧C1的视在计算负荷及功率因数为视在计算负荷：SC=PC2+(QC-QNC)2=840.002+(1117.20-780)2=905.15KA功率因数： cos=PCSC=840.0905.15=0.93根据C1点的视在计算负荷SC=905.5kvar选择变压器10（15%）0.4kV Sc(B)10型变压器，变压器额定容量SNB=1250 kVA变压器的有功功率损耗为：变压器的无功功率损耗为：此处计算采用简化公式： PT0.01SC， QT=0.05SC即PT0.01SC9.05kW, QT=0.05SC=45.25kW变电所高压侧计算负荷为：= + =840.0+9.05=849.05kW = -+=1117.2-780+45.25=382.2kvar SC.1=PC.12+QC.12=849.052+382.22=931.1kVAIC1=SC3UN=931.1310=53.76A补偿后的功率因素 849.05/931.1=0.91以下分别计算4个变电所的无功补偿方案。如表2-3，表2-4，表2-5，表2-6所示:表2-3 变电所1（电力负荷计算点C1）编号厂房名称设备容Pe/kW需要系数Kd功率因数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/Acostan1薄膜车间14000.60.61.33840.00 1117.20 1400.00 2129.60 补偿容量QN.C1/kvar QN.C1=840.00*tan(arccos0.6)-tan(arccos0.92)=762.2实际取26组*30=780kvar -780补偿后0.93 840.00 337.20 905.15 1375.24 Pc1=840.0kW, Qc1=1117.0kvar, 最大视在功率Sc=1400.0kVA,最大功率因数Cos=0.6供电局要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量： QN.C1=840.00*tan(arccos0.6)-tan(arccos0.92)=762.2。初选GGK、GGL系列低压抽出式成套开关设备，选择GCL-19型低压无功补偿柜（BSMJ0.415-30-3），所需安装的组数 n=762.2/30=25.4 取n=26。由于每台最多安装10组，所以采用一台主柜，两台辅柜的设置方式，总共设置柜数3台。表2-4 变电所2（电力负荷计算点C2）编号6厂房名称设备容Pe/kW需要系数Kd功率因数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/Acostan单丝车间13850.60.61.33831.00 1105.23 1385.00 2106.78 补偿容量QN.C1/kvar QN.C1=831.00*tan(arccos0.6)-tan(arccos0.92)=754.0 实际取26组*30=780kvar -780补偿后0.93 831.00 325.23 892.38 1355.83 故选择GCL-19型低压无功补偿柜（BSMJ0.415-30-3），所需安装的组数 n=Qc/30=754.0/3026。由于每台最多安装10组，所以采用一台主柜，两台辅柜的设置方式，总共设置柜数3台。表2-5 变电所3（电力负荷计算点C3）成组设备有功计算负荷Pc.i/kW成组设备无功计算负荷Qc.i/kvar同时系数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率因数cos383.55 419.44 Kp=0.95 Kq=0.97364.37 406.85 546.17 829.81 0.67 补偿容量QN.C1/kvar QN.C1=364.37*tan(arccos0.67)-tan(arccos0.92)=248.5实际取10组*25=250kvar-250补偿后364.37 156.00 396.36 602.21 0.92 故选择GCL-19型低压无功补偿柜（BSMJ0.415-25-3），所需安装的组数 n=Qc/25=248.5/2510，采用1台主柜。 表2-6 变电所4（电力负荷计算点C4）成组设备有功计算负荷Pc.i/kW成组设备无功计算负荷Qc.i/kvar同时系数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率因数cos337.85 461.02 Kp=0.95 Kq=0.97320.9447.19 550.45 836.3 0.58 补偿容量QN.C1/kvar QN.C1=320.96*tan(arccos0.58)-tan(arccos0.92)=314.06 实际取16组*20=320kvar-320补偿后320.9 127.19 345.24 524.5 0.93 故选择GCL-18型低压无功补偿柜（BSMJ0.415-25-3），所需安装的组数 n=Qc/20=314.06/2016.。由于每台最多安装8组，所以采用1台主柜，1台辅柜的设置方式，总共设置柜数2台。因此，全厂变电所补偿方案如表2-7所示：表2-7全厂变电所补偿方案表项目功率因数Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A变电所380V侧补偿前负荷0.6840.00 1117.20 1400.002129.60变电所1380V侧补偿后负荷0.93 840.00 337.20 905.15 1375.24 380V侧补偿前负荷0.6831.00 1105.23 1385.00 2106.78 变电所2380V侧补偿后负荷0.93 831.00 325.23 892.38 1355.83 380V侧补偿前负荷0.67 364.37 406.85 546.17 829.81 变电所3380V侧补偿后负荷0.92 364.37 156.00 396.36 602.21 380V侧补偿前负荷0.58 320.96 447.19 550.45 836.32 变电所4380V侧补偿后负荷0.93 320.96 127.19 345.24 524.54 2.4 车间变电所设置由于工厂属于三级负荷，并且取得10kV母线作为电源，所以变电所选用10kV/0.38kV直降变电所。综合考虑以下几种因素：1、便于维护与检查；2、便于进出线；3、保证运行安全；4、节约土地与建筑费用；5、适应发展要求。2.5 变压器选择因为10kV侧三个变电所的视在负荷分别为：905.15 kVA、892,.38 kVA、396.36 kVA, 345.24 kVA。又考虑到工厂以后的发展，所以选用4台10（15%）0.4kV Sc(B)10型变压器,变压器具体参数如表2-6所示：表2-6变压器参数额定容量/kVA空载损耗P0/W短路损耗Pk/W阻抗电压Uk%空载电流I0%12501830846060.65001020426040.8400850348040.8供电局要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9,经验证合格,计算结果如下表所示:表2-7 10kV侧计算点B1-4的负荷额定容量SN/kVA空载损耗P0/kW短路损耗Pk/W空载电流I0%有功功率损耗Pt/W无功功率损耗QT/W有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率因数12501.838.460.69.0545.25849.05382.2931.1153.760.9112501.838.460.68.9244.6839.92369.83917.7452.990.925001.024.260.83.9619.8368.33175.8408.1323.560.904000.853.480.83.3516.75324.31143.19354.5120.470.91表2-8 10kV侧计算点A的负荷B1-4有功计算负荷Pc.i/kWB1-4无功计算负荷Qc.i/kvar同时系数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率因数2380.651041.77Kp=0.95Kq=0.972261.621010.522477.11143.020.913 供电系统主接线方案的选择3.1 电气主接线的意义及重要性电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中,为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时,为了清晰和方便,通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时,将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。电气主接线又称电气一次接线图。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。对一个工厂而言,电气主接线在设计时要从电气主接线应满足以下几点要求：1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性,特别是保证对重要负荷的供电。 2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况,特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时,能够通过倒换开关的运行方式,做到调度灵活,不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。 3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下,做到经济合理,尽量减少占地面积,节省投资。3.2 供电系统主接线方案的设计变配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节的电能输配电路。1、主接线方式基本形式按有母线接线和无母线接线。母线又称汇流排，起着汇集电能的作用。在拥护的变配电所中，有母线的主接线按母线的设置不同，又有单母线接线，单母线分段接线，双母线接线。2、主接线方案的选择初选三个方案：1)单母线接线；2)单母线分段接线；3)双母线接线。由于本设计工作电源由附近两所10kV地区变电站取得，因为工厂是三级负载且考虑到经济因素，故选择单母线一路电源进线方式,单母线接线方式的优点：简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建。如图3-1和表3-1所示图3-1 主接线方案表3-1 主接线方案编号车间变电所编号车间变电所出线1薄膜车间变电所1出线2原料库变电所4出线6单丝车间变电所2出线3包装材料库出线9备料车间变电所3出线4成品库出线11模具车间出线5生活间出线12热处理车间出线7水泵房出线14生活间出线8注塑车间出线15仓库出线10锻工车间出线16锅炉房出线13铆焊车间出线19油泵房出线17试验室出线20加油站出线18材料库出线21办公、食堂4短路电流计算4.1短路电流的计算方法这里采用标幺值法,既相对单位制法，因其短路计算中的有关物理量是采用标幺值(相对单位)而得名。任一物理量的标幺值A*，为该物理量的实际值A与所选定的基准值Ad的比值，即A*=A/Ad按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd和基准电压Ud：基准容量，工程设计中通常取Sd=100MVA；基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取Ud=Uc。选定了基准容量Sd和基准电压Ud以后，基准电流Id按下式计算：基准电流 Id=Sd3Ud=Sd3Ud （4-1）基准电抗 Xd=Ud3Id=Uc2Sd （4-2）三相短路电流周期分量有效值 Ik(3)=Ik(3)*Id=IdX* （4-3）三相短路容量的计算公式 Sk(3)=3UcIk(3)=3UcIdX*=Sd/X* （4-4）绘制本次课程设计供电系统短路计算电路图 如图4-1 图4-1 供电系统短路计算电路图确定基准值 取Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kV，则Id1=Sd3Uc1=100310.5=5.50kAId2=Sd3Uc2=10030.4=144.34kA 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 1)电力系统 X1*=SdSk=100300=0.32)架空线路 X2*=X0LSdUc2=0.3521000.52=0.633)电力变压器 STS1(Uk=6):X3*=Uk%Sd100SNT=61001031001250=4.8STS2(Uk=6): X4*=4.8STS3(Uk=6): X5*=8STS4(Uk=6): X6*=10因此绘制等效电路 如图4-2 图4-2 等效电路计算k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值1)总电抗标幺值X(k-1)*=X1*+X2*=0.3+0.63=0.93 2)三相短路电流周期分量有效值 IK-1(3)=Id1X(K-1)*=5.500.93=5.91kA 3)其他短路电流Ik-1(3)=Ik-1(3)=Ik-1(3)=5.91kA ish(3)=2.555.91=15.07kA Ish(3)=1.515.91=8.92kA4)三相短路容量Sk-1(3)=SdX(k-1)*=1000.93=107.5MVA计算k-2点（0.4kV）侧的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量三变压器分列运行，取其中一个作为计算例子，其他两个相同1)总电抗标幺值X(k-2)*=X1*+X2*+X3*=0.3+0.63+4.8=5.732)三相短路电流周期分量有效值IK-2(3)=Id2X(K-2)*=144.345.73=25.19kA3)其他短路电流在10/0.4kV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，一般，可取，因此，则： Ik-2(3)=Ik-2(3)=Ik-2(3)=25.19kA ish(3)=2.2625.19=56.93kA Ish(3)=1.3125.19=33.00kA三相短路容量Sk-2(3)=SdX(k-2)*=1005.73=17.45MVA将以上数据列成短路计算表,如表4-1所示：表4-1 最大运行方式下短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/kA三相短路容抗/MVAX*Ik(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)K-10.935.915.915.9115.078.92107.5K-25.7325.1925.1925.1956.9333.0017.455 电气设备的选择与校验供电系统的电气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。对于高压设备器件的参考校验项目见表5-1：表5-1 高压电器的选择校验项目和条件电气名称额定电压额定电流断流能力短路电流校验动稳定热稳定高压熔断器高压隔离开关高压负荷开关高压断路器电流互感器电压互感器选择校验的条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流设备的最大开断电流（或功率）应不小于它可能开断的最大电流（或功率）按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时间校验5.1高压电气设备的选择与校验本设计在成套设备的选用时高压侧采用HXGN10-12 系列箱式固定型交流金属封闭环网开关设备（简称环网柜），该环网柜是三相交流额定电压12kV、额定频率50Hz 的环网供配电系统和辐射式供配电系统中的开关成套设备，作为变压器、电缆、架空线等电力设备的保护、控制之用。其主要开关元件采用福建东方电器有限公司生产的FN11-12 系列压气式负荷开关及其组合电器、FZN40-12 系列真空负荷开关及其组合电器和VEC 系列真空断路器。这些产品均入选国家经贸委下达的“全国城乡电网建设与改造所需主要设备产品及生产企业推荐目录”。正常使用条件1) 周围空气温度不超过40，日平均温度不超过35；0 最低周围空气温度为-15。2) 日相对湿度的平均值不超过95%；日水蒸气压力的平均值不超过2.2kPa；月相对湿度平均值不超过90%；月水蒸气压力平均值不超过1.8kPa。3) 海拔不超过1000m。4) 周围空气没有明显地受到尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸气或盐雾的污染。5) 来自开关设备和控制设备外部的振动或地动是可以忽略的。6) 在二次系统中感应的电磁干扰的电平幅值不超过1.6V。下面对这些设备分别进行校验：（1）XRNT-10高压熔断器的选择与校验，见下表5-2：表5-2 XRNT-10高压熔断器的选择与校验表安装地点的电气条件XRNT-10高压熔断器项目数 据项目数 据结论10kV10kV合格143.02630A合格5.91kA50kA合格(2)高压隔离开关的选择与校验高压隔离开关没有灭弧机构，在电路中不能带负荷操作，只起一个可见断开点的作用,需根据额定电压、额定电流、动稳定度和热稳定度四个方面去选择并校验。表5-3 GN30-12/630高压隔离开关的选择校验表安装地点的电气条件GN30-12/630高压隔离开关项目数 据项目数 据结论10kV12kV合格143.02A630A合格5.91kA合格2.555.91kA15.07kA63kA合格5.91kA21.5+0.1s=55.9kA2s（25kA）24s=2500kA2s合格 (3)高压负荷开关的选择与校验额定电压不得小于其工作电压；额定电流不得小于其计算电流； 断流能力校验；动稳定校验；热稳定校验。在本设计中，根据143.02A，可初选FN11-12 负荷开关进行校验，见表7-3。表5-4 FN11-12 系列压气式负荷开关的选择与校验表安装地点的电气条件FN11-12 系列压气式负荷开关项目数 据项目数 据结论10kV12kV合格143.02A630A合格5.91kA31.5kA合格2.555.91kA15.07kA50kA合格5.91kA21.5+0.1s=55.9kA2s20kA24s=1600kA2s合格(4)高压断路器的选择与校验高压断路器的选择与校验，主要环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力，按短路条件校验动稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。高压断路器是高压供配电系统中最重要的电气开关设备，其作用是正常时能接通和分断电路中的负荷电流，当电路中发生故障时，可由继电保护装置驱动高压断路器迅速切断故障电流。高压断路器的选择首先按正常使用条件初选一个型号，即：断路器的额定电压不得小于其工作电压；断路器的额定电流不得小于其计算电流； 断流能力校验；动稳定校验；热稳定校验。在本设计中，根据143.02A，可初选VEC-12A/630型进行校验，见表5-5。表5-5 高压断路器的选择与校验表安装地点的电气条件VEC-12A/630高压断路器项目数 据项目数 据结论10kV12kV合格143.02A630A合格5.91kA20kA合格2.555.91kA15.07kA63kA合格5.91kA21.5+0.1s=55.9kA2s（25kA）24s=2500kA2s合格(5)电流互感器的选择与校验按要求初选LZZBJ12-12-150b-2s电流互感器，如表5-