扬州大学供配电毕业设计论文.docx

扬州大学本科生毕业设计（论文） 本科生毕业设计 毕业论文题目 陈集集团双回路10KV变配电所设计 学 生 姓 名 所 在 学 院 专业及班级 指 导 教 师 完 成 日 期 2014年 6 月 摘要针对陈集集团用电负荷的现状，以及符合经济、综合技术等各方面因数，确定了该校区10kV变配电所的变压器的类型、台数及容量。主要内容包括：变配电所的负荷的统计；负荷功率因数的确定和拟采取的补偿方案；变配电所所址位置、变压器台数、容量和运行形式的选择；变配电所主接线方案的确定；变配电所的短路计算和高低压设备的选择与校验；以及变配电所的电气照明、防雷与接地的设计等。本论文的设计符合10kV及以下变电所设计规范以及工业与民用配电设计手册等相关规范，特别注重实用性、先进性、经济性，充分体现了我国供配电技术发展。关键词：变配电；主接线；负荷计算；无功补偿；电气照明；防雷与接地。AbstractThe report uses electricity the load present situation in view of ChenJi Group, synthesized the economy, the technology and so on various aspects factor had determined this school needed the transformer type, a number and the capacity. The main contents include: substation load calculation; identify and load power factor compensation scheme to be taken; substation location, transformer station number, capacity, and run the choice of form; substation Main Wiring; variable the distribution of the short-circuit calculations and high and low voltage equipment selection; and substation electrical lighting, lightning protection and grounding. This paper is designed to meet 10kV and below substation design specifications and industrial and civil Distribution Design Manual and other relevant norms, in particular focus on practicality, advanced, economical, fully reflects the supply and distribution technology.Keywords: transformation and distribution; main wiring; load calculation; reactive power compensation; electrical lighting; lightning protection and grounding.目录1 负荷等级确定与及供电电源31.1 工程概况与设计参考项目31.1.1 工程概况31.1.2 设计参考项目31.2 负荷等级确定31.2.1 电力负荷的分级依据31.2.2 负荷等级确定31.3 供电电源取得32 负荷计算与无功补偿32.1 负荷计算32.1.1 负荷计算的意义32.1.2 用电设备计算负荷的确定32.2 无功补偿方案32.2.1 无功补偿的依据32.2.2 无功补偿容量的确定32.3 总计算负荷确定33 变压器选择以及主接线方案的选择33.1 变压器的选择33.1.1 变压器类型选择33.1.2 变压器台数选择33.1.3变压器容量选择33.2 变电所电气主接线设计33.2.1 变电所电气主接线设计遵循的步骤及基本原则33.2.2 变电所电气主接线一次侧接线设计33.2.3 变电所电气主接线二次侧接线设计34 短路计算与电气设备选择校验34.1 高压电网短路电流计算34.2 低压电网短路电流计算34.3 高压电器的选择34.3.1 高压电器选择的一般要求34.3.2 高压断路器的选择34.3.3 高压熔断器的选择34.3.4 电流互感器的选择34.3.5 电压互感器的选择34.4 低压电气设备选择校验34.4.1 低压选择校验项目34.4.2 低压空气断路器选择34.4.3 电流互感器选择校验35 进出线电缆选择校验35.1 高低压母线类型选择及敷设35.2 高压进出线电缆选择校验35.3 低压出线电缆选择校验36 配变电所电气装置布置及照明设计36.1 变电所的所址与结构形式36.1.1 变电所的所址选择36.1.2 变电所的结构形式36.2 变电所的总体布置设计36.3 变配电所的具体布置与结构设计36.3.1 高压配电装置布置36.3.2 变压器布置36.3.3 低压配电装置布置36.4 变配电所电气照明设计37 变电所接地装置布置37.1 接地类型及要求37.2 接地装置设计37.2.1 自然接地体和人工接地体37.2.2 接地装置计算37.3 接地布置及等电位联结37.4 防雷设计38 总结39 致谢310 参考文献311 附录3531 负荷等级确定与及供电电源1.1 工程概况与设计参考项目1.1.1 工程概况陈集集团是个由生产与商贸一体的综合集团，商贸大楼建筑面积10000m2，10层，高38m。地下室为设备间及车库；一至七层为商业用房，八至十层为办公用房。不设中央空调。南面为广场。北面是加工区，有六个生产加工车间。由市电源10KV双电源供电，一用一备。1.1.2 设计参考项目1）毕业设计任务书2）国家现行电气设计规范：a）供配电系统设计规范 GB5005295b) 10kV及以下变电所设计规范 GB5005394c) 低压配电系统设计规范 GB5005495d）民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16923）相关专业提供的条件4) 当地供电部门有关管理规定5）业主有关要求1.2 负荷等级确定1.2.1 电力负荷的分级依据根据GB500521995供配电系统设计规范的规定，电力负荷按其对供电可靠性的要求和意外中断供电所造成的损失和影响，分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。(1)一级负荷一级负荷是指发生意外中断供电事故后，将造成人身伤亡，或者在经济上造成重大设备损坏、重大产品报废、需要长时间才能恢复生产，或者在政治上造成重大不良影响等后果的电力负荷。一级负荷电力用户的主要类型有：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。本次设计中没有一级负荷(2)二级负荷二级负荷是指发生意外中断供电事故，将在经济上造成如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复等较大损失，或者会影响重要单位的正常工作，或者会产生社会公共场所秩序混乱等后果的电力负荷。二级负荷电力用户的主要类型有：交通枢纽、通信枢纽、重要企业的重点设备、大型影剧院和大型商场等大型公共场所等。普通办公楼、高层普通住宅楼、百货商场等用户中的客梯电力、主要通道照明等用电设备也为二级负荷设备。(3)三级负荷三级负荷是指除了一级、二级负荷外的其他电力负荷。三级负荷应符合发生短时意外中断供电不至于产生严重后果的特征。1.2.2 负荷等级确定根据上述电力负荷的分级依据，陈集集团的所有用电单位可分为一二级负荷和三级负荷两类。本工程用电设备的负荷等级确定见表1-1。表1-1 负荷等级确定序号用电设备名称负荷等级低压配电回路编号备注1加工区1（照明）二级负荷WL1 2加工区2（照明）二级负荷WL23加工区3（照明）二级负荷WL34加工区4（照明）二级负荷WL45加工区5（照明）二级负荷WL56加工区6（照明）二级负荷WL67加工区1（动力）二级负荷WL7 8加工区2（动力）二级负荷WL89加工区3（动力）二级负荷WL910加工区4（动力）二级负荷WL1011加工区5（动力）二级负荷WL1112加工区6（动力）二级负荷WL1213客梯二级负荷WL1314自动扶梯二级负荷WL1415地下室泵房设备二级负荷WL1516地下室通风机二级负荷WL1617变电所用电一级负荷WL1718地下室照明三级负荷WL1819商业用房照明三级负荷WL1920办公用房照明三级负荷WL2021室外景观三级负荷WL2122商业用房分体空调三级负荷WL2223办公用房分体空调三级负荷WL2324应急一级负荷WL24消防25变电所用电一级负荷WL25消防26屋顶消防排烟机一级负荷WL26消防27地下室通风机一级负荷WL27消防28消火栓泵一级负荷WL28消防29消防电梯一级负荷WL29消防1.3 供电电源取得根据供配电系统设计规范 GB50052-95相关规定第2.0.6条 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。第4.0.1条 用电单位的供电电压应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定。结合实际情况，本人毕业设计所涉及的工程是由市电源10KV双电源供电，一用一备，整体按二、三级负荷混合供电，低压配电系统分为29个配电回路，其中二级负荷采用单母线分段供电，并且选用两台变压器同时工作。2 负荷计算与无功补偿2.1 负荷计算2.1.1 负荷计算的意义 供电系统要能可靠地正常工作，就必须使其元件包括电力变压器、电器、电线电缆等满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统各个环节的电力负荷进行统计计算。 通过对已知的用电设备的设备容量进行统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值，称为计算负荷。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。如果计算确定过大，将使设备和导线选择偏大，造成浪费；如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，甚至有可能使设备和导线烧毁，造成事故。所以，正确进行负荷计算对供电系统的相关设计有着十分重要的意义。2.1.2 用电设备计算负荷的确定 负荷计算方法选用需要系数法。 运用公式：有功计算负荷（kW） 无功计算负荷（kvar） 视在计算负荷（kVA）计算电流（A） 下面以计算加工区1（照明）负荷为例，并列出负荷计算表格，见表2-1、表2-2、表2-3。加工区1（照明）负荷：，表2-1 平时一二级负荷计算结果表2-2 平时三级负荷计算结果表2-3 火灾时消防负荷计算结果因选用两台等容量变压器共同投入运行，故将负荷分为大致相同的两组，详见表2-4及表2-5.表2-4 变压器T1回路负荷表2-5 变压器T2回路负荷2.2 无功补偿方案2.2.1 无功补偿的依据我国供电营业规则规定：容量在100KV及以上高压供电的用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到要求则必须进行无功补偿。因此，在进行供电设计时，可用此功率因数来确定需要无功补偿的最大容量。根据供配电系统设计规范 GB50052-95第5.0.3条 采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。第5.0.4条 无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定。本工程选用并联电容器组，在变电所低压侧集中补偿，采用自动投切方式。2.2.2 无功补偿容量的确定对于变压器T1而言，无功自动补偿并联电容器装置的容量计算如下：补偿前的视在计算负荷及功率因数 确定无功补偿容量 选择电容器组数及每组容量根据参考资料，初选BSMJ0.4-30-3型自愈式并联电容器，每组容量，则需要安装的电容器组数为考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4、6、8、10、12等。故选择成套并联电容器，可安装的电容器组数为6组，总容量为。实际最大负荷时的补偿容量为。补偿后的视在计算负荷及功率因数为对于变压器T2而言，无功自动补偿并联电容器装置的容量计算如下：补偿前的视在计算负荷及功率因数 确定无功补偿容量 选择电容器组数及每组容量根据参考资料，初选BSMJ0.4-30-3型自愈式并联电容器，每组容量，则需要安装的电容器组数为考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4、6、8、10、12等。故选择成套并联电容器，可安装的电容器组数为8组，总容量为。实际最大负荷时的补偿容量为。补偿后的视在计算负荷及功率因数为 在设计中，以上计算可列成变压器低压侧无功补偿及无功补偿后低压母线计算负荷表，详情请看表2-6，表2-7表2-6 变压器T1无功补偿后低压母线计算负荷计算点变压器T1有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos补偿前低压母线计算负荷548.4414.5687.51045.00.80补偿容量-180补偿后低压母线计算负荷548.4234.5596.5906.60.92表2-7 变压器T2无功补偿后低压母线计算负荷计算点变压器T2有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos补偿前低压母线计算负荷500.0460.1679.51032.80.74补偿容量 -240补偿后低压母线计算负荷500.0220.1546.3830.40.922.3 总计算负荷确定经统计，本工程高压进线总负荷见表2-8。表2-8 本工程高压进线总计算负荷序号计算点有功计算负荷(kW)无功计算负荷(kvar)视在计算负荷(kVA)计算电流(A)功率因数1变压器T1低压母线计算负荷548.4234.5596.5906.60.922T1功率损耗 5.9729.83-3变压器T1高压侧计算负荷554.37264.33614.16933.530.904变压器T2低压母线计算负荷500.0220.1546.3830.40.925T2功率损耗 5.4627.32-6变压器T2高压侧计算负荷505.46247.42562.8855.40.907变电所高压进线总计算负荷1059.8493.751169.21777.10.91794.9395.0887.651.2 0.903 变压器选择以及主接线方案的选择3.1 变压器的选择为了保证变配电所中电气装置的安全运行，根据GB50053-199410kV及以下变电所设计规范的规定，变压器应符合容量、结构、使用场合等。电力变压器是供配电系统中的重要的不可或缺的设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中的一个主要问题。3.1.1 变压器类型选择变压器类型选择见表3-1。表3-1 变压器类型选择序号类 型选择结果依 据 1变压器相数 3根据用户需要和技术要求 2变比及调压方式10kV/0.4kV无载调压10kV配电变压器一般采用无载调压方式 3绕组型式双绕组变压器用户供电系统大多采用双绕组变压器 4绝缘及冷却方式干式风冷用于室内，提高过载能力，防火 5外壳防护等级IP20变压器和配电柜在附房内，防尘不防水 6联结组Dyn11Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，有利于故障切除等优点 7 型号SC(B)10此型号变压器损耗小，而且容量符合要求，防护等级较高，安全性高3.1.2 变压器台数选择在工程设计中，变压器的台数一般是根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：A、有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；B、集中负荷较大。当备用电源容量受限制时，将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电，可以方便备用电源的切换。结合陈集集团的情况，考虑到一二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。3.1.3变压器容量选择变压器的容量选择要遵循以下原则：（1）变压器的容量首先应保证在计算负荷下变压器能长期可靠运行。（2）变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要求。（3）单台变压器容量不宜大于1250kVA，当用电设备容量大、负荷集中且运行合理时，也可选择较大容量（16002000kVA）的变压器。（4）应满足今后510年负荷增长的需要。本工程项目选择两台变压器。由于工程项目总负荷较大，一二级负荷较多，且根据10kV及以下变电所设计规范第3.3.1条有大量一级或二级负荷时，宜装设两台及以上变压器。第3.3.2条 装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。具体变压器容量选择见表3-2。表3-2 变压器容量选择序号项 目计算负荷选择两台变压器的容量SNTkVA1视在计算负荷SckVA10819两台均为800KVA2（0.60.7）SckVA640.1757.33一二级负荷Sc（）kVA679.54变压器负荷率T176%T268%本工程所选的两台变压器容量相等，为了实际使用及维护方便，两台变压器均选择一样的型号，具体变压器技术参数见表3-3。表3-3 变压器技术参数变压器全型号原边额定电压kV副边额定电压kV原边额定电流A副边额定电流A空载损耗W短路损耗W空载电流阻抗电压L*BmmT1SCB10800100.415200.561070*1070T2SCB10800100.415200.561070*10703.2 变电所电气主接线设计变配电所电气主接线设计是供配电工程设计中一项最重要的内容，必须依据供电电源情况、供电要求、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定，在满足安全可靠和灵活方便的前提下，做到经济合理；必须负荷国家标准GB 50053-199410kV及以下变电所设计规范和电力行业管理的有关规定。主接线设计采用的电气设备，应符合国家或行业的产品技术标准并优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备和定性产品。3.2.1 变电所电气主接线设计遵循的步骤及基本原则变电所电气主接线设计主接线设计遵循的步骤：(1)根据已知条件确定供电电源电压及其进线回路数；(2)根据负荷大小与性质选择主变压器的台数，容量及类型；(3)拟定可能采用的主接线形式；(4)考虑所用电与操作电源的取得；(5)由公用电网供电还需确定电能计量方式；(6)确定对负荷的配电方式和无功补偿方式；(7)选择高低压开关电器；通过各方案的技术经济比较，确定最终方案.确定相应的配电装置布置方案。变电所电气一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济等方面。安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。（1）可靠就是一次接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。可靠性不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度等因数有关，因此，对一次接线可能性的评价应客观、科学、全面和发展。（2）灵活是用最少的切换来适应各种不同的运行方式，如变压器经济运行方式、电源线路备用方式等。检修时应操作简便，不致过多影响供电可靠性。另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。（3）经济是一次接线在满足上述技术要求的前提下，尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。3.2.2 变电所电气主接线一次侧接线设计本工程由供电部门提供双回路10kV电源，一用一备，初步分析确定可能采用的主接线高压侧接线方案见图3-4。考虑到本工程采用的是10kV双电源进线，双电源一用一备，故变压器一次侧采用单母线接线，二次侧采用分段单母线接线。一次侧双电源供电进线一用一备单母线接线优点是简单、清晰、设备少，可以提高供电可靠性，所有电源进线和引出线都连接于同一组母线上，每一路进出线装有断路器，并配有继电保护装置，以便于线路或设备发生故障时自动跳闸。但是两路进线都必须有断路器，并且操作连锁，只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源进线断路器才能接通，以保证两路电源不并列运行。二次侧采用分段单母线接线优点是可以提高供电的灵活性和可靠性。正常工作时，分段断路器断开运行，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电，当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。故本工程变电所电气主接线一次侧接线设计方案如图3-4。图3-4 主接线方案该方案确定后，本工程高压开关柜采用中置式手车柜，柜内配置真空断路器；低压配电屏采用抽出式柜，其插接头可起到隔离开关的作用，变压器采用低损耗双绕组干式变压器，联结组别为Dyn11，电压比为。在高压侧设有电能计量柜并设置在进线断路器之前，采用高供高计，不同电价负荷，计量分开，计量柜中设有计量专用的电流互感器与电压互感器。变电所所用电（指工作照明与检修用电、应急照明和操作电源用电等）电源直接由主变压器低压侧取得。该变电所负荷无功补偿除就地补偿外，还采用低压母线集中补偿方式，选用低压成套无功自动补偿装置，可与低压配电屏并排安装，无功自动补偿控制器电流采样用电流互感器安装在低压进线柜中。低压进线总开关和低压出线开关均采用低压断路器。两台变压器采用互为备用运行方式，正常运行时，低压母线分段断路器断开，当有一台变压器故障或应负荷较轻而退出运行时，断开其两侧的断路器，将低压母线分段断路器接通，此时由另一台变压器供电给重要负荷或全部轻负荷。3.2.3 变电所电气主接线二次侧接线设计低压配电网的接线形式应按下列原则确定:（1）正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，应该采用树干式供电。（2）用电设备为大容量，或负荷性质重要，或有特殊要求(指有潮湿、腐蚀性环境或有爆炸和火灾危险场所等)的车间，建筑物内，应该采用放射式配电。（3）部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近，容量很小的次要用电设备，可采用了链式配电，但每一回路环链设备不要超过5台，其总容量不要超过10KW。（4）高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，应该采用分区树干式配电，但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。（5）平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，应该由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，应该由同一回路供电。本工程符合第1条,所以采用树干式供电。本工程（配）变电所高压电气系统和低压电气系统图见附录图纸。4 短路计算与电气设备选择校验4.1 高压电网短路电流计算高压电网短路电流的计算公式：三相对称短路电流初始值 三相短路容量 电力系统的电抗标幺值 电力线路的电抗标幺值 电力变压器的电抗标幺值 三相对称短路电流初始值 三相对称开断电流 三相稳态短路电流 三相短路电流峰值 三相短路冲击电流有效值 本工程配电系统如图4-1所示。电力系统变电所高压馈电线出口处在系统最大运行方式下的三相对称短路容量为，变电所在系统最大运行方式下，10kV母线上k-1点短路和两台变压器并联运行、分列运行情况下低压380V母线上k-2点三相短路时的上下功夫电流和短路容量计算如下：根据工业与民用配电设计手册（第三版）知，10kV电力电缆单位长度每相阻抗值，根据GB/T 10228-2008干式电力变压器技术参数和要求知道，SCB10-800型10/0.4kV三相干式双绕组电力变压器，联接组别为Dyn11，。图4-1 供配电系统的短路计算电路1、 确定基准值取100MVA，10.5kV，0.4kV而 =100MVA/（10. 5kV）=5.50kA=100MVA/（0.4kV）=144.34kA2、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值（1）电力系统100MVA/180 MVA=0.556（2）电力电缆 =0.10（/kM）5km=0.45（3）电力变压器=7.5绘制短路计算等效电路如图4-2所示，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图4-2 短路计算等效电路3、 求k-1点的短路电路总阻抗标幺值以及三相短路电流和容量（1）总阻抗标幺值=0.556+0.45=1.006（2）三相对称短路电流初始值=5.50kA/1.006=5.47kA（3）其他三相短路电流=5.47kA=2.555.47kA=13.95KA=1.515.47kA=8.26kA（4）三相短路容量=100MVA/1.006=99.40 MVA4、 求k-2点的短路电路总阻抗标幺值以及三相短路电流和短路容量两台变压器并联运行情况下：（1）总阻抗标幺值=0.556+0.45+=4.756（2）三相短路电流周期分量有效值=144.34kA/4.756=30.35kA（3）其他三相短路电流在10/0.4kV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，一般，可取=1.6，因此=2.26，则30.35kA=2.26=2.2630.35kA=68.59 kA=1.3130.35kA=39.76 kA（4）三相短路容量=100MVA/4.756=21.03 MVA两台变压器分列运行情况下：（1）总阻抗标幺值=0.556+0.45+7.5=8.51（2）三相短路电流周期分量有效值=144.34kA/8.51=16.96kA（3）其他三相短路电流16.96kA=2.26=2.2616.96kA=30.33 kA=1.3116.96kA=22.22kA（4）三相短路容量=100MVA/8.51=11.75 MVA故，本工程短路计算表，如下表4-1。表4-1 高压短路计算表序号电路元件短路计算点技术参数电抗标幺值三相短路电流/KA三相短路容量1801电力系统0.556-2电力线路x=0.1/kml=5km0.45-31+2k-11.0065.475.475.4713.958.2699.404变压器7.5-5 3+4k-2并联4.75630.3530.3530.3568.5939.7621.03分列8.51016.9616.9616.9630.3322.9611.754.2 低压电网短路电流计算本工程低压母线采用型号为TMY-3（12510）+1（8010）的铜母线，三相线路电线电缆型号为YJV-339+250，供电距离350米。求短路k-1、k-2、k-3处的三相短路电流和单相对地短路电流。本工程低压配电网络短路计算电路如图4-3。图4-3 短路计算等效电路1、计算有关电路元件的阻抗（1）高压系统电抗（归算到400V侧）每相阻抗:相保护导体阻抗为:（2）变压器的阻抗查询GB/T 10228-2008干式电力变压器技术参数和要求，SCB10-800/10型10/0.4kV三相干式双绕组电力变压器，Dyn11联接，。 每相阻抗为：相保护导体阻抗（Dyn11联接）为：（3）母线和电缆的阻抗对于母线W，查询工业与民用配电设计手册（第三版），得其20时单位长度每相阻抗r=0.019m/m，相电抗x=0.105m/m，相-保护导体电阻0.045 m/m，=0.026 m/m。每相阻抗： 相保护导体阻抗：对于型号为YJV-339+250的电缆，查询工业与民用配电设计手册（第三版），得其20时单位长度每相阻抗r=0.185m/m，相电抗x=0.077m/m，相-保护导体电阻0.804 m/m，=0.186 m/m。每相阻抗： 相保护导体阻抗： 2、计算各短路点的短路电流（1）求k-1点的三相，两相和单相短路电流三相短路回路总阻抗： 三相短路电流：17.92kA短路电流冲击系数：1.60三相短路冲击电流：单相对地短路回路的总相保护导体阻抗为：单相对地短路电流为：（2）k-2点的三相，两相和单相短路电流三相短路回路总阻抗：三相短路电流：短路电流冲击系数：三相短路冲击电流：单相对地短路回路的总相保护导体阻抗为：单相对地短路电流为：（3）求k-3点的三相和单相短路电流三相短路回路总阻抗：三相短路电流：短路电流冲击系数：三相短路冲击电流：单相对地短路回路的总相保护导体阻抗为：单相对地短路电流为：4.3 高压电器的选择4.3.1 高压电器选择的一般要求高压电器的选择，必须贯彻国家的经济技术政策，达到技术先进、安全可靠、经济适用、符合国情的要求。除了应该满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求外，还应按当地使用环境条件校核。为了保证高压电器的安全可靠运行，选择高压电器的一般要求见表4-3。表4-3 选择高压电器的一般要求序号选择项目一般要求1正常工作条件应满足电压、电流、频率、机械负荷等方面的要求；对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则应该有开断电流能力的要求2短路条件按最大可能的短路故障条件校验高压电器的动稳定性和热稳定性（熔断器不需要校验），对断路器还需要校验额定关合电流，对熔断器、断路器校验开断短路电流能力3环境条件选用的高压电器应考虑电器的使用场合、环境温度、海拔，防尘、防腐、防火、防爆等要求，以及湿热或干热地区的特点。4承受过电压能力及绝缘水平应满足额定短时工频过电压及雷电冲击过电压下的绝缘配合要求5其他条件按所选高电压电器的不同特点进行选择，包括开关电器的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负载及准确度等级选择4.3.2 高压断路器的选择根据本工程所在地区的外界环境条件，以及设备设置的后备保护动作时间为0.8s。高压断路器采用VD4-12-630A/20kA型户内高压真空断路器，配用弹簧操作机构，二次设备为DC110V。高压断路器的选择校验见表4-4，由表可知，所选断路器技术参数合格。表4-4 高压断路器的选择校验序号选择项目装置地点技术参数断路器技术参数结论1额定电压2额定电流3额定短路开断电流4额定峰值耐受电流5额定短时（4s）耐受电流（断路器全开断时间取0.1s）6额定短路关合电流7环境条件室内高压开关柜内正常使用环境满足条件4.3.3 高压熔断器的选择高压户内熔断器一般为限流式，即在规定电流范围内动作时，以本身所具备的功能可以将电流限制到地狱预期电流峰值，从而使被保护设备免受大的电动力及热效应的影响。根据高压熔断器熔体额定电流的不同，高压熔断器可以分为：（1）保护电力变压器：保护电力变压器的熔体额定电流按变压器一次侧额定电流的1.5-2倍选择；（2）保护电压互感器：保护电压互感器的熔体额定电流一般为0.5A或1A；（3）保护并联电容器：保护并联电容器的熔体额定电流按电容器回路额定电流的1.5-2倍选择。本工程保护电压互感器熔断器选择户内限流插入式电压互感器保护高压熔断器作为电压互感器的过载短路保护，型号为XRNP1-12/0.5-50，高压熔断器的选择校验见表4-5，由表可知，所选熔断器技术参数合格。表4-5 保护电压互感器熔断器的选择校验序号选择项目装置地点技术参数断路器技术参数结论1额定电压2额定电流3额定最大开断电流4频率50Hz 50Hz合格 7环境条件室内高压开关柜内正常使用环境满足条件4.3.4 电流互感器的选择电流互感器在电路中作用主要是测量和P类保护用。计量用电流互感器，额定一次电流按线路正常负荷电流的1.25倍，保护用电流互感器，当与测量共用时，只能选用相同的额定一次电流。本工程高压母线三相短路时。设计的后备保护动作时间0.8s。本工程选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器，作继电保护及测量使用，准确级0.5/10P。电流互感器的选择参数见表4-6。表4-6 电流互感器器的选择校验序号选择项目装置地点技术参数断路器技术参数结论1额定电压2额定一次电流3额定二次电流合格4准确级及容量测量/保护0.5/10P（20VA /15VA）合格5额定动稳定电流6额定短时（1s）热电流（断路器全开断时间取0.1s）7环境条件室内高压开关柜内正常使用环境满足条件测量用电流互感器的实际二次负荷及其准确级校验，测量用电流互感器的二次侧为三相星形联结，电流表为电子式仪表，电流回路负荷。已知本工程二次回路的铜导线截面积为，电流互感器二次端子到仪表接线端子的单相长度为3m。单位电阻值为，则电流互感器的实际二次负荷为：LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器在，准确级为0.5级时的额定二次负荷，满足准确级要求。保护用电流互感器的稳态性能校验（采用一般选择验算条件）查阅LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器的主要技术参数，LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器的准确极限系数15，则额定准确限值一次电流。保护校验故障电流取保护区内末端（即变压器低压母线）故障时流过互感器的最大短路电流。 即。，满足要求。保护出口短路时，流过互感器的短路电流最小为大于互感器额定准确值一次电流2.25kA，互感器可能局部出现饱和，误差增大，互感器测量的短路电流将比实际值小，但远大于速断保护动作电流1.81kA，扔在电流速断保护动作区内。4.3.5 电压互感器的选择电压互感器在高压电路中作用主要是测量、计量用，和保护用。对于测量和保护用的电压互感器选用0.5-1级。对于计量用电压互感器，选用0.2级，并且校验实际二次负荷容量是否小于对应于准确级的额定容量。 本工程高压母线三相短路时。设JDZ12-10型户内高压电压互感器，作继电保护及测量使用，电压互感器安装在金属封闭开关设备内。高压电压互感器一般选择的校验如下表4-7。表4-7 高压电压互感器一般选择的校验序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定一次电压2额定频率50HZ50HZ合格3额定二次电压100V合格4准确级及容量AH2 (计量） AH1（测量）0.2（30VA）0.5（80VA)合格合格 5环境条件室内高压开关柜内正常使用环境满足条件6其他条件两只单相电压互感器接成Vv满足条件4.4 低压电气设备选择校验4.4.1 低压选择校验项目1、按正常工作条件选择选择低压电气设备首先要考虑所选择设备的工作环境，如户内、户外、环境温度、海拔或有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，以及沿海或是温热地域的特点，其次要保证电器的额定电压不低于所在线路的额定电压，电器的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，最后保护电器要按保护特性选择。2、按短路条件校验（1）可能通过短路电流的电器（如刀开关、熔断器式开关），应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求。（2）断开短路电流的保护电器（如熔断器、低压断路器），应满足在短路条件下分断能力的要求。4.4.2 低压空气断路器选择已知本工程低压进线电流为1045A，本工程选用E3N32系列空气断路器，电干线保护断路器和出线短路器均安装在柜内，如表4-8为变电所低压电源进线断路器的选择校验。表4-8为变电所低压电源进线断路器的选择校验序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1 类别选择电源进线，母线联络保护用抽出式空气断路器，选择型三段保护，E3N 32 PR122/P-LSI R2000,3P合格2 级数