煤矿井上变电站设计

摘要本次设计根据所学的煤矿供电知识，紧密结合实际，通过实地实践考察研究，并且搜集了大量的相关资料，按照设计供电系统的一般原则：安全性、可靠性、经济性和先进性，对王楼煤矿地面35kV变电站进行了初步设计。设计内容主要包括负荷统计、变压器的选择和校验、主接线的选择、短路计算、电气设备选择、继电保护方案、变电站的防雷保护与接地等等。根据负荷统计的计算的结果确定出该变电站主变压器的台数、容量，再考虑到经济性确定变压器的型号。负荷统计采用需要系数法，短路计算采用标幺值法，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据王楼煤矿供电系统的特点，制定了变电所的主结线方式、运行方式、继电保护方案，根据电流整定值以及相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器等一系列电气设备。其中还对王楼煤矿的地面供电系统通过CAD制图直观的展现出来。在本次设计中，得到了学校老师、同学以及单位同事的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意，由于所学知识有限，实践经验缺乏，设计中难免存在许多不足之处，敬请老师批评指正。关键词：短路电流计算；继电保护；断路器ABSTRACTAccordingtotheknowledgeofcoalminepowersupply,closelycombinedwiththereality,throughon-the-spotinvestigationresearch,collectingalargenumberofrelevantdata,inaccordancewiththegeneralprinciplesofthepowersupplysystemdesignwhichincludesafety,reliablity,economyandadvancement,thepaperhascarriedonthepreliminarydesignforthekingbuildingcoalmineof35kvsubstation.Thedesigncontentmainlyincludeloadstatistics,theselectionandcheckofthetransformer,mainwiringselection,theshortcircuitcalculation,electricalequipmentselection,thedesignofrelayprotection,substationlightingprotectionandgrounding,etc.Firstthesetsandcapacityofthemaintransformersubstationweredeterminedbytheresultofloadstatisticcalculation,thenconsideringeconomicallydeterminethetransformermodel.LoadstatisticsadopttheneedcoefficientmethodandshortcircuitcalculationusetheMAOvaluemethod,whichprovidedatafortheselectionandcalibrationofelectricalequipment.Accordingtothecharacteristicsofthekingbuildingcoalminepowersupplysystem,weformulatedthemainconnectionmode,operationmode,relayprotectionschemeofthesubstation.Accordingtothecurrentsettingandrelevantdatavalidation,wechooseaseriesofelectricalequipment,suchasthecircuitbreaker,isolatingswitch,relayandsoon.AlsothegroundpowersupplysystemofthekingbuildingcoalminewereintutivelydisplayedthroughthegraphicsofCAD.Inthisdesign,Iobtainedalotofhelpandpatientguidancefrommyschoolteachers,classmatesandcolleagues,soIexpressmyheartfeltthanksandgreatrespecttothem.Duetothelimitedknowledgeandlackofpracticalexperience,theremaybehardtoavoidsomeshorcomings,Iwillbealwayswaitingfortheteacherscomment.Keywords：thecalculationofshortcurrenttheprotectionofrelaycircuitbreaker目录1绪论.11.1矿山供电.11.2矿井概况.11.3自然条件.11.4电源.11.5变电站位置.22负荷计算.32.1负荷、负荷计算定义.32.1.1负荷计算目的.32.1.2负荷计算方法.32.2矿井用电负荷计算.32.3无功功率的补偿.93变压器的选择与校验.113.1主变压器台数和容量的确定.113.2变压器损耗计算.114电气主接线设计.144.1主接线的设计原则.144.2电气主接线设计的基本要求.144.3主变电所接线方式及设备布置.154.3.1确定矿井35kV进线回路井.154.3.235kV、6kV主接线的确定.154.4下井电缆回数的确定.154.5负荷分配.165短路电流的计算.185.1短路电流的基本概念.185.1.1短路的原因.185.1.2短路的危害.185.1.3短路的类型.185.1.4短路电流计算的目的和方法.195.2短路电流计算中应计算的数值.195.3三相短路电流计算计算的步骤.205.4短路电流计算过程.215.6短路参数汇总表.346高压电气设备的选择.356.1高压电气设备选择原则.356.2高压开关设备的选择及校验.356.2.1高压断路器的选择及校验.356.2.2高压断路器的选择原则.366.2.3各电压等级侧断路器的选择.376.3互感器和避雷器的选择及校验.386.3.1电流互感器的选择及校验.386.3.2电压互感器的选择及校验.396.4电力线路的选择.396.4.135kV输电线路及母线的选择与校验.396.4.26kV母线、电缆及架空线的选择.416.4.3母线支柱绝缘子、穿墙套管及室外构架的选择.427继电保护方案及调整.467.1供电系统继电保护配置情况.467.235kv进线保护.467.2.1限时速断保护的整定计算.467.2.2过流保护的整定计算.477.2.335kv母线开关保护.487.3主变压器保护.487.3.1主变差动保护.487.3.2主变过流保护.497.3.3主变过负荷保护.507.46kv母联保护.507.56kv出线保护.508变电站的防雷与接地.528.1变电所的防雷设计.528.2接地装置的设计及计算.548.2.1保护接地方案设计.548.2.2保护接地装置计算.549结论.56参考文献.56翻译部分.57英文原文.57中文译文.61致谢.641绪论1.1矿山供电电力是现代煤矿生产的动力。保证供电的可靠、安全、经济、合理，是确保煤矿安全和生产的前提，由于煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，尤其是煤矿地面供电系统作为整个供电系统的开端，对整个供电系统起着举足轻重的作用。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，是将各级电压的电网联系在一起的纽带，是电力配送的重要环节，也是煤矿生产供电的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接影响到电力系统的运行状态。1.2矿井概况山东能源临矿集团王楼煤矿，是经国家计委批准的在济宁市兴建大型现代化矿井，矿井井田面积93.77平方公里，可采储量10098万吨。矿井的设计生产能力90万吨/年，服务年限42.4年，年产量为0.45Mt，采用一对竖井开拓方式，主井担负提煤，副井担负升降人员、提升矸石，下放各类材料,升降大设备等辅助作业任务。本矿井资源可靠，储量丰富、矿井开发稳产期长区内煤层瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井；煤尘有爆炸危险；各煤层不自燃不易自燃。1.3自然条件1.本井田为温带半湿润季风区，属海洋与大陆间过度性气候，四季分明。年平均气温为13.6。多年平均最低气温月为1月，平均气温为-2。7月份气温最高，月平均最高气温29，日最高气温41.6；2.年平均降水量677.2mm，最小347.9mm(1988年)，最大1186mm。降雨多集中在78月份，日最大降雨量183.7mm。年平均蒸发量1785.2mm。3.本矿主导风向为：春夏两季多东及东南风，冬季多北及西北风，年平均风速为2.3m/s,最大风力8级4.矿区历年最大积雪厚度0.15m,最大冻土深度0.31m，变电所土质为砂质粘土；1.4电源本矿供电系统两回35kV电源分别引自唐口110kV变电所和幸福集35kV变电站,导线截面均选为LGJ-120钢芯铝绞线，线路长度均为7km。当一回线路故障时，另一回线路可保证矿井的全部负荷用电。线路杆塔采用钢筋混凝土杆，部分杆塔采用铁塔。1、两回35kV架空电源线路长度：；km721L2、两回上级35kV电源出线断路器过流保护动作时间：；s5.21t3、本所35KV电源母线最大运行方式下的系统电抗:；03inxX4、本所35kV电源母线最小行方式下的系统电抗:；7.a5、井下6kV母线上允许短路容量:；AMV10dS6、本所6kV母线上补偿后功率因数要求值：；95.sco1.5变电站位置矿井35/6kV变电所设于矿井工业场地西北部。变电所的35kV侧为单母线分段接线，6kV和0.4kV侧为单母线分段，两台主变同时工作，采用分列运行。变电所采用全室内布置，分上下两层，并设有半地下电缆层，一层设有主变压器室、低压变压器、6kV配电室、工具室、材料室及低压配电室等。二层设有35kV配电室、电容器室、主控室。表1-1全矿负荷统计表设备名称负荷等级电压(kV)单机容量(kW)安装/工作台数工作设备总容量(kW)需用系数dK功率因数cos主井提升1616001/116000.840.82副井提升1612501/112500.850.86扇风机169002/19000.880.9压风机162504/25000.880.9主排水泵16160011207/41/064000.850.87洗煤厂30.6612500.60.75污水处理站1612501/112500.60.98地面低压30.45000.700.75机修厂30.46300.650.7锅炉房30.438000.80.87办公楼30.222000.750.80生活区30.223000.800.86井下高压168000.80.842负荷计算2.1负荷、负荷计算定义所谓负荷是指电气设备（发电机、变压器、电动机等）和线路中流过的功率或电流（电压一定时，电流与功率成正比），不是指它们的阻抗。发电机、变压器的负荷是指它们的输出电功率（或电流），线路的负荷是指通过线路的电功率（或电流）。如果负荷达到了电气设备额定容量就叫做满负荷货满载。所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。2.1.1负荷计算目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，由于各种用电设备在运行时，其负荷大小是不断变化的，各设备的功率因数也不同，各用电设备的最大负荷一般不会同时出现，所有设备又不同时工作。因此，精确的计算用电负荷是非常困难的。因导线截面及电气设备额定容量选择，取决于计算负荷的大小，如果计算负荷过大，所选导线截面及电气设备额定容量就大，将造成投资和设备的浪费，如果计算负荷过小，则所选导线截面及电气设备额定容量就小，将造成导线及电气设备过热，使线路及各种电器设备的绝缘老化，过早损坏。因此负荷计算是工矿企业供电中很重要的环节，其目的就是为了合理选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等设备，使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行。另外，也是选择仪表量程、整定继电保护的重要依据。2.1.2负荷计算方法目前负荷计算主要采用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后xK按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。2.2矿井用电负荷计算多个用电设备组的计算负荷：在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数，具体计算公式如下：siKi=1，2，3.m(1-1)miindscaPKP1)(1-2)miiindscaPKQ1)ta(1-3)2cacaQS(1-4)3(nUI式中，、为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算caPQcaS负荷；同时系数；siK为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数；m该干线或低压母线上的额定电压，V；nU该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A；caI需用系数；d、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、KitinP总设备容量。根据要求及需用系数负荷计算公式，分别计算矿用负荷(1)主井提升机160kWe0.84dK82.0cos7artnt13k.1edpPvar8.940134taQAKVS.1632./cos/2175)(6)(NUI(2)副井提升机1250kWeP0.85dK86.0cos934.artntkW12.2edpvar875.6051062taPQAKVQS.4.123./cos/29)(47.3)/(NUI(3)扇风机n=190kWeP0.8dK9.0cos43.artnkW72.3edvar5.80792taPQAKVQS.09./cos/3364)()(NUI(4)压风机n=2250kWeP0.8dK9.0cos5kW=2nPe43.arcst08.04edKkvar92.14tanPQAKVQS.48.0/cos/247)63(7.9)3(NUI(5)主排水泵160kWeP0.85dK8.0cos4n64kW=1Pnee7.arcstt=0.856400=5440kW5dKekvar05.1456.04tan5PQAKVQS.8736.2./cos/25)(873)3(5NUI(6)洗煤厂120kWeP.6dK.0cos75.0arcostntkW126.06edpKPvar.75taQAKVQS.59378.0/cos/2662)(.93)(NUI(7)污水处理站1250kWeP.6dK98.0cos2artntk751.7edpvar0.0taPQAKVS.376598./cos/2774)(365)(NUI(8)地面低压50kWeP.78dK82.0cos69artntk35.8edpvar2.78039taPQAKVQS.6145./cos/288)3(6145)(NUI(9)机修厂630kWeP.dK70.cos21artntk5.496305.9edpvar67.49taPQAKVQS.580./cos/29A3.560732.1/583/9NUSI(10)锅炉房0kWeP.dK87.cos560artn4k.810edpvar8.32764taPQAKVQS.65.0/cos/210107)(.5)3(NUI(11)办公楼20kWeP0.7dK80.cos5.artntkW12.1edpvar.7015taPQAKVQS.518./cos/2104)63(.8)3(NUI(12)生活区0kWeP0.dK8.cos5934artntkW28.12edpvar16.04taPQAKVQS.07.298./cos/21125)3(7.9)3(NUI(13)井下高压80kWeP0.8dK84.0cos6459.0arcostntkW8.13edpKPvar37.164taQAKVQS.9684.0/cos/21313)(97)/(NUI6kv以及380v母线上的有功、无功、视在功率、负荷电流见下表(12)：表1-2负荷计算结果汇总表设备名称（kW）caP（）caQkvr（）caSAkV（A）caI主井提升机1344940.81639.0157.7副井提升机1062.5630.48751235.47118.89扇风机792383.5788084.68压风机440213.092488.947.04主排水泵54401747.056252.8736601.68洗煤厂750562.5937.590.2污水处理站750150765.373.64地面低压390272.22475.6145.77机修厂409.5417.6958556.3锅炉房640362.688735.670.78办公楼150112.5187.518.04生活区240142.416279.0726.85井下高压640413.376761.973.3这样可求得变电所总的有功功率、无功功率、视在功率、负荷如下：1344+1062.5+792+4405440miindscaPKP1)(750+750+390+409.5+640+150+240+640=13048kW=940.8+630.4875+383.57+213.092+1747.05+miiindscaQ1)ta(562.5+150+272.22+417.69+362.688+112.5+142.416+413.376=6348.3895kvarA1450.kV389.61304222cacaQPS这样可求得变电所总的有功功率为13048kW，无功功率为6348.3895kvar考虑同时需用系数K，有功功率取0.8，无功功率取0.9.s总的有功功率:kW4.10388.0)(1miindscaPKP总的无功功率：kvar5.713389.649.0)ta(1miiindscaQAV.5.71.438222cacaPS2.3无功功率的补偿全矿功率因数：894.03coscaSP若功率因数偏低，在保证供用电设备的有功功率不便的前提下，电流将增大。这样电能损耗和导线截面增加，提高了电网初期投资的运行费用。电流增大同样会引起电压损失的增大。全国供用电规则规定:高压供电的工业用户功率因数应该大于0.90,当变电所的功率因数低于0.9时,应采取人工补偿措施,补偿后的功率因数应不低于0.95.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。需要电容器的容量：QcPz（）(1-5)1tan2t式中,Qc补偿电容器的容量，单位：kvar；Pz总有功功率，单位：kW；10438.kWzP87.0cos195.0cos254.artnt113287.0rcostta2QcPz（）10438.4(0.5479-0.3287)1tn2t=2288kvar选用BWF6.3-120-1型号的并联电容器，额定电压6.3kV,额定容量120kvar。需用电容器的数量：N=2288/120=19.06取20个利用电力电容补偿容量为：Qc120202400kvar补偿后变电所总无功功率：Qz5713.55-2400=3313.55kvarA1095.7kV.34.108222ZZQPS补偿后的功率因数：满足要求。.795/.cosZ由于煤矿变电所6千伏供电采用单母线分段供电方式，电容器分别安装在一、二段母线上。满足无功功率的补偿要求。3变压器的选择与校验3.1主变压器台数和容量的确定王楼煤矿属于大型煤矿，并且一二类负荷所占比重超过全矿负荷的三分之二，国家规定大型煤矿的重要负荷约占负荷的80%左右，需要100%的备用。所以，为了保证供电的可靠性，本设计选用主变压器两台，其中一台工作一台备用。变压器的最大负荷按下式确定：(3-1)caMPK0式中-负荷同时系数，一般取0.8；0-按负荷等级统计的综合用电负荷。caP=0.810438.4=8350.72caMP0计算各变压器额定容量:(3-2)os/7.eS=0.78350.72/0.9531=7666.2KVAc/.0MeP主变压器应选择低损耗变压器，同一变电所中的几台变压器型号和容量应该相同。本变电站选择容量为16000kVA的变压器,选用标准规格为SFZ11-16000/35/10型变压器两台，每台变压器技术数据如下表表3-1SFZ11-16000/35/10型变压器技术参数额定电压（kV）损耗（kV）额定容量（kVA）一次二次阻抗电压（）%ku空载电流（）0I空载0P短路NT连接组别1600040.51280.412.1665.83Yn,d113.2变压器损耗计算变压器的功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用和表示。变压器的功率损耗按公式（3-1）计算。0PQ有功损耗：，kW（3-1）NTTP20无功损耗：，kvarQ变压器的负荷率，；NTcaS变压器计算负荷，kVA；caS变压器额定容量，kVA；NT变压器空载有功损耗，kW；0P变压器满载有功损耗，kW；NT变压器空载无功损耗，kvar，；0QNTSIQ10%变压器空载电流占额定电流的百分数；%0I变压器满载无功损耗，kvar，；NTNTkNTSu10变压器阻抗电压占额定电压的百分数；ku、均可由变压器产品样本中查出。0PNT%0Iku根据公式3-1计算主变压器各项损耗空载无功损耗：kvar；64104.10NTSIQ满载无功损耗：kvar；288TkTu变压器的负荷率，74.01635.9NTcaS则有功损耗：kW；6.483.574.0162220NTTP无功损耗：kvar；.220TTQ3.335kV侧全矿负荷计算及功率因数校验有功功率kW104876.10438635TcacP无功功率kvar5.325Q视在功率kVA85.12360.4108722356caccaQPS35kV侧功率因数校验:0.9满足设计要求。9.120487os635ca4电气主接线设计电气主接线即一次接线，是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等一次设备）及其连接线组成的，用以接受和分配电能，是供电系统的一个重要的组成部分。它与电源电路、电压和负荷大小、级别、变压器的容量等因数有关，所以主接线有多种形式。主接线的确定与变电站电气设备的选择、配电设备的布置和控制方法的拟定以及对电力系统的安全、稳定、经济、灵活运行都将会产生直接的影响。4.1主接线的设计原则(1)考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2)考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。(3)考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。(4)考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。4.2电气主接线设计的基本要求根据我国能源部关于220-500kV变电所设计技术规程中的规定“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”(1)根据系统和用户要求，保证供电的可靠性和电能质量。(2)接线力求简单、清晰、操作方便。(3)保证进行一切倒闸操作的工作人员及设备的安全，并能保证维护和检修的安全进行(4)在满足技术要求的前提下，应使接线的投资和运行的费用最经济。(5)具有扩建的可能4.3主变电所接线方式及设备布置矿井35/6kV变电所设于矿井工业场地西北部。变电所的35kV侧为单母线分段接线，6kV和0.4kV侧为单母线分段，两台主变同时工作，采用分列运行。变电所采用全室内布置，分上下两层，并设有半地下电缆层，一层设有主变压器室、低压变压器、6kV配电室、工具室、材料室及低压配电室等。二层设有35kV配电室、电容器室、主控室。4.3.1确定矿井35kV进线回路井35kV矿井变电所距上级供电电源7km，对上一级供电部门来说是一级负荷，故上级矿井变电所对矿采用有备用的双回路供电，即35kV进线为两路架空线进线。4.3.235kV、6kV主接线的确定为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用由两回电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。因上一级变电站距本矿变电所为7km，对于35kV电压等级来说，输电线路不远，可以选外侨，但是，矿井一二级负荷占总量的2/3以上，为了提高矿井供电的可靠性和运行的灵活性，选用全桥更合适。故确定本矿35kV侧为双回路的全桥接线系统。6kV主接线根据矿井为一级负荷的要求及主变压器是两台的情况确定为单母线分段的接线方式。35kV母线和6kV母线，正常时均处于断开状态。母线分段用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，而且可减少母线故障影响范围，提高供电的可靠性和灵活性。4.4下井电缆回数的确定由表2-1可知，井下的计算负荷为：kW,kW；5401caP6402caPkvar，kvar；.7Q37.1QkVA，65.1.52221211cacacaSkVA;9460222P井下总负荷电流为：A1.6239.7635.1321NcacagUSI根据负荷统计经计算本设计选用4根6kV下井电缆，电缆型号为：MYJV42-6/6kV3120铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆经新副井井筒至-600m水平中央泵房变电所，单根电缆长度为1000m。电缆参数校验如下：电缆型号及规格：MYJV42-6/6kV3120电缆长度：每根L=1000m电缆允许载流量：Ie=255A（环境温度为+40度时的载流量）井下最大涌水量时使用负荷电流：I=623.1A满足要求AIe1.6237523正常情况下，四回路下井电缆同时运行，当在任何一回路故障或停止送电时，其它电缆应能满足井下全部负荷的供电任务，由此确定下井电缆回数为4，其中一条备用。4.5负荷分配考虑一、二级负荷必须由处于不同母线段的双回路供电，并且主提升机和副提升机相距为40m，再将地面低压和下井回路分配到各段母线上，力图在正常生产时，两段母线上负荷接近，分配方案如图4-5供电系统简图所示YYQF335KVTMY-3(60*)35KVTMY-3(60*)Y35KVPT35KVPT6KVPT6KVPT6KVTMY-3(1010)6KVTMY-3(1010)VS1-250/LDJ-3560/5A0./1PLZQB6-105/LZQB6-1050/电容下井污水处理站滤波补偿机修厂通风机锅炉房洗煤厂主井绞车副井绞车1#、3压风机下井备用2#所内变压器电压互感器及避雷器分段副井绞车副井绞车备用1#所内变压器下井锅炉房分段电压互感器及避雷器2#、4压风机通风机电容电流补偿下井主用滤波补偿洗煤厂8417LGJ-20/5-3535KV1#529.2LGJ-10/5-3535KV2#QF2QF5QF6QF8QF1QF4QF75短路电流的计算5.1短路电流的基本概念短路就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，例如相与地之间的短接、相与相之间的短接，在中性点接地系统中一相或几相接地，以及三相四线制系统中相线与中线短接。其特点就是短路前后两点的电位差会发生明显的变化，当发生短路时，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中将流通很大的短路电流（几千甚至几十万安），电源的电压完全降落在短路回路中。5.1.1短路的原因发生短路的主要原因是由于电力系统中电气设备载流部分的绝缘损坏。在大多数情况下，绝缘的破坏多数是由于未及时发现和未及时消除设备中的缺陷，以及设计、安装和运行维护不当所，例如：过电压、直接雷击、绝缘材料的陈旧、绝缘配合不好、机械损坏等，运行人员的错误操作，如带负荷拉开隔离开关，或者检修后未拆接地线就接通断路器；在长期过负荷元件中，由于电流过大，载流导体的温度升高到不能容许的程度，使绝缘加速老化或破坏；在小接地电流系统中未及时或消除一相接地的不正常工作状态，此时，其它两相对地电压升高倍，造成绝缘损坏；在某些化工厂或沿海地区空气污秽，含有损坏绝缘的气体或固体物质，如不加强绝缘，经常进行维护检修或者采取其他特殊防护措施等，都很容易造成短路。此外，在电力系统中，某些事故也可能直接导致短路，如杆塔塌导线断线等。动物或飞禽跨接载流导体也会造成短路事故。5.1.2短路的危害短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到严重破坏。短路电流越大，通过的时间越长，对故障元件破坏的程度也越大。由于短路电流很大，即使通过的时间很短，也会使短路电流所经过的元件和导体收起不能容许的发热，从而破坏绝缘甚至使载流部分退火、变形或烧毁。既然发生短路时流通很大的短路电流（超过额定电流许多倍），这样大的短路电流一旦流经电气设备的载流导体，必然要产生很大的电动力和热的破坏作用，随着发生短路地点和持续时间的长短，其破坏作用可能局限于一小部分，也可能影响整个系统。5.1.3短路的类型三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。单相短路虽然机会多短路电流也大，但可以人为的减小单相短路电流数值，使单相短路电流最大可能值不超过三相短路电流的最大值。这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称短路的计算基础，尤其是工业企业供电系统中大接地电流系统又很少，因此应该掌握交流三相短路电流的计算。5.1.4短路电流计算的目的和方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所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。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）研究供电系统的短路并计算各种情况下的短路电流，对供电系统的拟定、运行方式的比较、电气设备的选择及继电保护整定都有重要意义。短路产生的后果极为严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响范围，在供电设计和运行中，必须进行短路电流计算，以解决些列技术问题。(1)选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。(2)设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。(3)确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不经济时，可采取限制短路电流的措施。(4)确定合理的主接线方案和主要运行方式等。5.2短路电流计算中应计算的数值1、短路电流,即三相短路电流周期分量第一周期的有效值。它可供计算继电保护装I置的整定值和计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值之用。shishI2、三相短路容量，用来判断母线短路容量是否超过规定值、作为选择限流电抗器S的依据，并可供下一级变电所计算短路电流之用；3、短路电流稳态有效值,可用来校验设备、母线及电缆的热稳定性；IjII*4、短路冲击电流及短路全电流最大有效值，可用来校验电器设备、载流导体及shishI母线的动稳定性。5.3三相