某小区变电所设计.doc

德阳二重集团公司万安小区供配电所设计(一次部分)摘要:本设计项目根据设计任务书指定和我们的专业特点的要求，体现我们的实践动手能力、创新思维、解决问题的能力和对所学知识的综合运用能力。要求根据德阳二重集团公司晚安小区所取得的电源及小区用电负荷的实际情况，并适当考虑到小区生活用电量的提高。根据搜集的负荷资料进行负荷计算，功率因数不符合要求的考虑无功功率补偿，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，通过计算确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案。通过短路电流的计算，进行高低压设备和进线的选择和校验。并绘制出设计主接线图纸，变电所布置图。关键词：计算负荷；变压器；主接线； Summary: The design of the project according to the design plan specifies the characteristics and requirements of our professional, to reflect our practical ability, creative thinking, problem-solving skills and the ability to apply knowledge of the integrated. Requirements under the dual group of Deyang made good night residential electricity load cell power supply and the actual situation, with due regard to the improvement of residential electricity consumption of life. According to data collected load load calculation, power factor does not meet the requirements to consider reactive power compensation, in accordance with the safe, reliable, advanced technology, economic and reasonable request, to determine the location and type of substation, substation main transformer by calculation to determine The station number, volume and type, select the substation main connection program. Through the short circuit current calculation, the high-voltage equipment and into the line selection and verification. And drawing the design drawings of the main wiring, substation layoutKeywords: computational load; transformer; main connection目录1.设计说明11.1小区设计的一般原因11.2设计的内容及步骤11.2.1设计内容11.2.2设计步骤11.3原始资料11.3.1设计要求11.3.2 设计依据21.3.3万安小区负荷统计资料31.3.4供电电源请况61.3.5气象资料61.3.6地质水文资料62.计算负荷及功率补偿62.1负荷计算的内容和目的62.2 负荷计算与无功补偿73.主接线方案的选择103.1变电所主变压器容量及变压器的型号选择103.2变电所主接线方案的选择113.2.1主接线的选择原则113.2.2装设一台主变压器的主接线方案113.2.3装设两台主变压器的主接线方案123.3主接线方案的技术经济比较134.短路电流的计算154.1短路电流计算的目的及方法154.2本设计采用标幺值法进行短路计算154.2.1高压电网短路电流计算154.2.2低压电网短路电流的计算185.高低压设备的选择和开关柜的选择及校验215.1高压设备的选择及校验215.1.1变电所高压进线电缆的选择及校验215.1.2高压负荷开关的选择及校验215.1.3 熔断器组合电器的选择及校验225.1.4电流互感器的选择及校验235.1.5电压互感器的选择及校验235.2变电所高压开关柜的选择及校验235.3低压设备的选择及校验245.3.1低压电力电缆出线的选择及校验245.3.2低压熔断器的选择及校验255.3.3电流互感器的选择及校验255.3.4低压隔离开关的选择及校验265.3.5低压断路器的选择及校验265.4变电所低压配电屏的选择及校验276.变电所所址及布置的选择276.1变电所所址的选择276.2变配电所的布置286.3中性线的截面选择296.4电缆的敷设方法296.4.1直埋敷设306.4.2穿管敷设30结论31致谢32参考文献33附录341 设计说明1.设计说明1.1小区设计的一般原因本设计过程是对本专业所学内容进行一次集中，系统，全面的复习，总结和完善，更好的掌握本专业基本理论和基本技能。掌握电气工程设计的步骤，方法，绘图技能以及电气施工程序。学会选择，确定电气设备的型号和规格，学会查找和运用有关设计手册，技术资料。开阔视野，增长见识。提高工程语言的表达能力。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质，多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。本设计是实现德阳二重集团万安小区供配电系统的正常运行，以本小区电气设计为基础进行供配电设计。本设计是以建筑为平面，住宅自动化及通信网络系统，集机构，系统，服务，管理及他们之间的最优化组合，想人们提供一个安全，高效，舒适，便利的生活环境。1.2设计的内容及步骤1.2.1设计内容本电气设计为德阳二重集团公司万安小区供配电设计，在认真执行国家技术经济政策和相关国家标准规范的前提下，进行的民用供电设计。对万安小区内的电气引入方式，配电所布置，电气主接线图方式，功率补偿。住宅和公共设施的照明，车库照明及自动门动力负荷计算。通过就散短路电流等选择出变压器，导线，断路器等设备的计算过程并满足保障人身，设备及建筑物安全，供电可靠，电能节约，技术先进和经济合理。结果有主电路接线图，设计说明设计书包括设计说明。设计内容，负荷等级主接线法案，导线选择等计算和设备选择的型号等设计。1.2.2设计步骤a、分析原始资料，拟定出若干可行方案进行全面的技术、经济比较，确定最优主接线方案b、负荷计算、短路计算。c、主要电气设备的选择及校验，包括主变压器、厂用变压器、断路器、各种开关电器及导线、电缆。d、绘制主接线图及平面布置图。1.3原始资料1.3.1设计要求按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：a.遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，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。b.安全可靠、先进合理；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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。c.近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。d.全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要.要求根据本小区所能起得的电源及本小区用电负荷的实际情况，并适当考虑到用电负荷的的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，选择开关柜，并在图纸上标出其编号，型号规格，开关柜，熔断器，导线型号规格，保护管管径和敷设方法，用点设备编号，名称及容量，并按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.3.2 设计依据小区的平面布置图如（图1）万安小区建筑面积说明：本小区为德阳二中集团公司员工住宿区之一，小区内主要是二重集团公司员工居住。本小区建筑总面为49440m2，共有228户住户。18栋楼，每栋楼分为三个单元，每栋楼分为4层，每层楼每单元有两户住户，每户的面积为120m2，每单元有两个车库(每个车库为115m2)。另外1，2号楼第一次为商铺。共5层。915号楼为7栋建筑面积为100m2的住宿楼，15号楼为4个单元，其余6栋楼均为3个单元每栋楼共6层，每栋每单元两户住户，每户的建筑面积为1002，每单元有2个车库（每个车库为93m2）.13，15号楼一楼有商铺。 图1：（小区的平面布置）1.3.3万安小区负荷统计资料万安小区负荷统计资料如表1表1：（小区负荷统计资料）用电单位名称负荷性质设备容量（W）需要系数功率因数路灯照明1500.91仓库照明1000.9*1通风机1100.70.8安防照明1000.91自动门（小区）3700.80.7自动门（单元）600.80.7视频监控系统4000住宅照明25000.91空调250075000.70.8电池炉180020000.30.85电饭煲5007000.50.9洗衣机150030000.50.8抽油烟机1502000.40.8电冰箱3000.50.85微波炉20000.40.9电视机100电脑100车库照明1000.90.7车库自动化600.80.8广电系统电话（宽带）150闭路线消防消防水泵450000.70.8万安小区家庭照明调查（随机调查）表（如表2表2：（小区家庭照明调查）住宅号房间S（m2）照度(lx)计算高度(m)灯具选择套数每套灯具功率住宅1（100m2）卧室119.72752.6荧光灯440W卧室220.6752.6荧光灯440W客厅36.911002.6花灯560W餐厅10.75752.6花灯330W厨房6.73152.6防水防尘灯240W卫生间3.38152.6防水防潮灯，防水壁灯各1套40W住宅2（120m2）卧室119.72752.6荧光灯440W卧室220.8752.6荧光灯440W卧室320.3752.6荧光灯440W客厅37.911002.6花灯560W餐厅10.75752.6花灯330W厨房6.79152.6防水防尘灯240W卫生间5.3152.6防水防潮灯。防水壁灯各1套30W楼梯间4.861002.6声控灯160W电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治，经济上所造成的损失或影响程度来划分，分为一级负荷，二级负荷和三级负荷。因本设计中除了消防为二级负荷，其余前部是小区照明供电系统的设计，停电不会带来严重的政治和经济影响，故设定为三级负荷。412 计算负荷及功率补偿本小区主要是二重集团员工宿舍，主要的用电负荷时间为晚上。最大负荷时功率因数不小于0.9。电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每为18元/月，动力电费为0.20元/,照明电费为0.50元/此外电力用户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：6-10KV为800元/KVA。1.3.4供电电源请况按与供电局协议，公司可由附近一条10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看本小区总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列，线距了2m；干线首端所装设的高压断路器断流容量为250MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足小区三级负荷的要求，可采用高压联络线由干线直接取得电源。已知与小区高压侧有电气联系的架空线路总长度为5km，电缆线路总长度为8Km。1.3.5气象资料本地区年最高月为7月，平均最高温度为30度，最热月平均最高气温为36.5度，极端最低温度-6.7度，年雷暴日数为38.3天，最热月地面下0.8米处土壤平均温度26.1度。1.3.6地质水文资料本厂地区海拔465m，底层以杀粘土为主，无腐蚀性，地下水位为2.5m。2.计算负荷及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的a.计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。b. 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。c. 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 负荷计算与无功补偿根据归家标准，查书建筑电气设计基础知识单位面积照明用电计算负荷如下 （表3）：表3：（单位面积照明用电计算负荷）名称总面积（m2）照明用电负荷（w/m2）需要系数18号住宿楼23040200.6915号住宿楼26400120.4活动室3001000.8车库961270.6车棚30091安防80.6120.8商铺36801200.6楼梯间1140200.6仓库81.390.7按照现代建筑电气设计试用指南陈元丽主编艺术中指出，小区负荷需要系数为KC=0.60.65,cos=0.8,Kd=1.由需要系数法则得Kc=0.63，cos=0.8,tan=0.75总的负荷功率分布：住宅功率：计算容量（计算负荷、有功功率）： 式中 计算容量（kW）； 需要系数； 设备容量；视在容量（视在功率）： 无功负荷（无功功率）： 或 同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型的设备的视在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。 18号楼 Pc18=230400.610-3=276.48KW （2-1） 915号楼Pc915=26400120.410-3=126.72KW（2-2）P1c= Pc18+ Pc915=401.2KW（2-3）仓库：照明 P2照=81.390.710-3=0.512KW（2-4）通风机P2通风机=110020.810-3=1.76 KW（2-5） Q2通风机=1.760.75=0.31Kvar（2-6） S2通风机=2.2KV.A（2-7）路灯：P3C=150010-3=1.5KW（2-8）广电系统：P4c=0.15KW（2-9）消防系统：（2-10）P5C=45000W40.810-3=144KW（2-11）Q5c=1140.75=108Kvar（2-12）SSC=180 KV.A（2-13）车库： P6c照=83115+(7)93270.610-3=40.37KW（2-14） P6C自动门=83+i（73+1）2600.710-3=3.86KW（2-15） Q6C自动门=3.860.75=2.895KW（2-16） S6自动门=4.825 KV.A（2-17）安防系统： P7C照=50010-3=0.4KW （2-18）P7C自动门=3700.810-3=0.296KW（2-19）Q7C自动门=0.2960.75=0.22 Kvar（2-20）S7自动门=0.37 KV.A（2-21）P7视频监控系统=400010-3=4KW（2-22）商铺： P8=36801200.610-3=264.96 KW（2-23）车棚： P9=300910-3=2.7KW（2-24）活动室：P10=3001000.810-3=24KW（2-25）因此，总的计算负荷（K=0.95, K=0.97）为（2-26） PC=0.95(P1c+ P2照+P2通风机+ P3C + P4c + P5C + P6c照+ P6C自动门+ P7C照+ P7C自动门+ P7视频监控系统+ P8+ P9)= 0.95(1.76 KW（2-27）1.5KW0.15KW144KW40.37KW3.86KW0.4KW0.296KW4KW264.96 KW2.7KW24KW)=845.22 KW（2-28）QC=0.97(Q2通风机+ Q5c + Q6C自动门+ Q7C自动门)=0.97(1.32+108+2.895+0.22)=109.061 Kvar（2-29）SC=852.22KV.A（2-30）IC=1295.17A（2-31）一般情况下，由于用户的大量负荷如感应电动机，电焊机，气体放电灯等，都是感性的负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。 图2：（无功功率和实在功率变换的关系）3 主接线方案的选择如图（图2）所示为功率因数提高与无功功率和实在功率变换的关系。当功率由cos提高到cos时，无功功率QC和视在功率Sc将分别减小到QC和Sc（Pc不变的条件下），从而使负荷电流相应减小。这就可是供电系统的电能损耗和电压损耗减低，并可选用较小容量的电力变压器，开关设备和较小截面的电线电缆，减小投资和节省有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。我国供电营业规则规定，容量在100KV.A及以上高压供电的用户。最大负荷时的功率因数不得低于0.92，如果达不到要求的，则必须进行无功补偿。补偿前的实在计算负荷及功率因数视在计算负荷 SC=852.22KV.A（1-31）功率因数 cos=0.9890.92（1-32）故此系统满足要求，因此不需要进行无功功率补偿。3.主接线方案的选择3.1变电所主变压器容量及变压器的型号选择因为此系统中功率因数已经超过了国家标准0.92，固可以直接进行计算，选择变压器的容量：装设一台变压器的情况：变压器的容量SN.T SC=854.11KV.A（3-1）因此初选定变压器容量大小为1000 KV.A。综合原始资料中的气象条件，本厂地区年最高月为7月，平均最高温度为30度，最热月平均最高气温为36.5度，极端最低温度-6.7度，年雷暴日数为38.3天。，考虑到变压器在小区建筑内，为降低成本，满足要求容量大，负载大，运行稳定，提高使用效率故选择从而选择此类固选择油浸式电力变压器S9序列10/0.4KV电力变压器，变压器采用无载调压方式，分接头5%联接组别为Dyn11。由于Dyn11联接变压器具有抵押侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除，承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线，有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点。固本小区的电力变压器为Dyn11联接阻别，空载损耗P=1700W，短路损耗Pk=9200W.空载电流I0%=1.7，阻抗电压Uk%=5，变压器为S9-1000-10/0.4装设两台变压器的情况：型号为S9型，而每台变压器容量根据式选择，即SN.T0.7 SC=0.7854.11 KV.A=597.88KVA（3-2）= KVA（3-4）因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担. 主变压器的联结组均为Dyn11.3.2变电所主接线方案的选择 3.2.1主接线的选择原则a.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。b.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。c.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。d.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。e.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。f.610KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。g.采用610KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。h.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。i.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。j.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。对于电源进线电压为10KV的小区，通常是经小区降压变电所降直接降为380/220V的电压，供小区内的用电器使用必须遵守国家标准GB50053-199410KV及以下变电所设计规范，本小区的10KV电气主接线方案为按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：3.2.2装设一台主变压器的主接线方案如图3所示图3 装设一台主变压器的主接线方案3.2.3装设两台主变压器的主接线方案 如图4所示图4 装设两台主变压器的主接线方案3.3主接线方案的技术经济比较 从表4可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案。且一般民用建筑变电所主接线，9层及以下多层住宅，机关，学校等均为三级负荷的一般民用建筑多幢一般民用建筑公用1个变电所，且变电所内设置1太变压器，又因本小区的负荷定为三级负荷，停点并不会造成很大的社会影响，且负荷不是很大，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。表4 主接线方案的技术经济比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗较大两台主变并列，电压损耗较小灵活方便性只有一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额查得S9-1000/10的单价为15.1万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约为2*15.1=30.2万元查得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多投资11.8万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得GFC-15(F)型柜可按每台4万元计，其综合投资可按设备的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资约为1*1.5*4=6万元本方案采用2台GG-1A(F)柜，其综合投资约为2*1.5*4=12万元，比一台主变方案多投资6万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变的折旧费=21万元*0.05=1.05万元；高压开关柜的折旧费=6万元*0.06=0.36万元；变配电的维修管理费=（21+6）万元*0.06=1.62万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.05+0.36+1.62）=2.93万元主变的折旧费=34.4万元*0.05=1.72万元；高压开关柜的折旧费=12万元*0.06=0.72万元；变配电的维修管理费=（34.4+12）万元*0.06=2.18万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.72+0.72+2.18）=4.62万元，比一台主变方案多投资1.69万元供电贴费主变容量每KVA为800元，供电贴费=630KVA*0.08万元/KVA=50.4万元供电贴费=2*315KVA*0.08万元=50。5万元4.短路电流的计算4.1短路电流计算的目的及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。同时供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。在计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略其电阻；对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也只计电抗而忽略电阻。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）。4.2本设计采用标幺值法进行短路计算4.2.1高压电网短路电流计算4 短路电流的计算系统短路计算电路图（如图5） 如图5（系统短路计算电路图）取 Sd=100MV.A，UC1=10.5KV，UC2=0.4 KV而 Id1=5.5KA （4-1） Id1=144.34 KA（4-2）计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统 X*1=0.4（4-3）架空线 当线路结构数据不详时，x0可以取其平均值，对10KV架空线路 x0=0.35；对10KV电力电缆可取x0=0.10. X*2=x0L=0.35=1.59（4-4）电力变压器 由前面得出的结果查表得 S9-1000变压器Dyn11联接，空载损耗P=1700W，短路损耗Pk=9200W.空载电流I0%=1.7，阻抗电压Uk%=5 X*3= = =5（4-5）绘制短路等效电路图，图上标出各元件的序号和电标表幺值，并标出短路计算点（如图6） 图6（短路计算点）求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 X*（K-1）= X*1+ X*2=0.4+1.59=1.99（4-6）三相短路电流周期分量有效值 I（3）k-1=2.76KA（5-7）其他三相短路电流 I“（3）k-1= I（3）（k-1）= I（3）k-1=2.76KA（5-8） ish(3)=2.551.06 KA =7.04 KA（5-9） Ish(3)=1.511.06 KA=4.17 KA（5-10）三相短路容量 Sk-1*=50.3MV.A（5-11）求K-2点的短路电路总电抗标幺值三相短路电流的短路容量 X*（K-2）= X*（K-1）+ X*3=1.99+5=6.99（5-12）三相短路电流周期分量有效值 I(3)k-2=20.65KA（5-13）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R X，可取ksh=1.6,因此ish=2.26I , Ish=1.31 I,则 I3k-2= K（3）（k-2）= K（3）（k-2）=20.65KA（5-14）i（3）sh=2.2620.65KA=46.67KA（5-15）I（3）sh=1.3120.65KA=27.05 KA（5-16）三相短路容量Sk-2(3) = = =14.31MVA（5-17）两相短路电流的估算在远离发电机的无限大容量电源供电系统中发生两相短路时图（如图7）图7（两相短路时如图）其短路电流为：因IZI=IXI则 Ik(2)= Ik(3)=0.866 Ik(3)=0.88620.65KA=18.30 KA（5-18）短路电流计算结果如表5所示：表5（计算结果）名称Ik(3)/kAI(3)/kAI(3)/kASk/kVAish(3)/kAIsh(3)/kAk-1处2.762.762.7650.37.044.178k-2处20.6520.6520.6514.3146.6727.054.2.2低压电网短路电流的计算 图8（压电网短路点）如图8：三相短路电流的计算 ： 高压系统电抗 Zs=10-3=0.64m（5-19）XS=0.995 Zs=0.9950.64m=0.637 m（5-20）Rs=0.1 XS=0.10. 637 =0.0637 m （5-21）相零阻抗 R-0.s=Rs=0.0637=0.0425m（5-22）X-0.s=Xs=0.637=0.425 m（5-23）变压器的阻抗 （有全面的结果得，S9-630-10/0.4KV电力变压器Dyn11联结，空载损耗P=1700W，短路损耗Pk=9200W.空载电流I0%=1.7，阻抗电压Uk%=5）每项阻抗 RT=1.47 m（5-24） ZT=8m（5-25） XT= m=8.134m（5-26）相零阻抗（Dyn11联结） R-0.T= RT=1.47 m（5-27） X-0.T= XT=8.134 m （5-28）母线和电缆的阻抗 考虑到小区内用电量也是比较大的,并且是单母线主接线图。 初步选定TMY-3(10010)+808，长为L=6m，消防系统中水泵运作时电流， I水=378.9A,电缆线为YJV-3185+250，电缆线长度WL L=150m. 母线WB由表供电工程附录表14查得单位长度每项阻抗及项零回路阻抗值每项阻抗 RWB=rl=0.025 m/m6m=0.15 m（5-29） XWB=xl=0.156 m/m6m=0.936 m（5-30）相零阻抗 R-0.WB=r-0L=0.0566m=0.336 m（5-31） X-0.WB= x-0L=0.350 m/m6m=2.1 m（5-32）电缆WL由供电工程附录表11，15查得单位长度每项阻抗及项零回路阻抗值每项阻抗 RWL=rl=0.095 m/m150m=14.25m（5-33） XWL=xl=0.070m/m150m=10.5 m（5-34）相零阻抗 R-0.WL=r-0L=0.420150m=63m（5-35） X-0.WL= x-0L=0.179m/m150m=26.85m（5-36）计算各短路点的短路电流求K-1的三相和单相短路电流三相短路回路总阻抗 R=Rs+RT+RWB=0.0637 m+1.47 m+0.15 m=1.68 m（5-1）X= XS+ XT+ XWB=0.637 m+8 m+0.936 m9.57 m（5-37）三相短路电流 Ik(3)=41.17KA（5-38）短路电流冲击系数 ksh=1+e-=1+ e-=1.46（5-39）三相短路冲击电流 ish(3)= ksh Ik(3)=41.171KA=84.99 KA（5-40）Ish(3)= Ik(3)= 41.17KA =49.11KA（5-41）单相短路回路总相零阻抗 R= R-0.s+ R-0.T+ R-0.WB=0.0425 m1.47 m+0.336 m=1.85m（5-42）X= X-0.s+ X-0.T+X-0.WB=0.425m8.134m2.1 m10.659 m（5-43）单相短路电流 Ik(1)=20.33kA（5-1）求K-2点的三相和单相短路电流三相短路回路总阻抗 R= R RWL=1.68 m14.25m=15.93 m（5-44） X= X+ X-0.WL=9.57 m+10.5 m=20.07 m（5-45）三相短路电流 IK(3)= =15.61 kA（5-46）短路电流冲击系数 ksh=1+e-=1+ e-=1.05（5-47）三相短路冲击电流 ish(3)= ksh Ik(3)=15.61 kA=23.1 kA（5-48） Ish(3)= Ik(3)= 15.61 kA=15.64 kA（5-49）R= R+ R-0.WL =1.85 m+63m=64.85 m（5-50）X= X+ X-0.WL=10.659 m+26.85m=37.1 m （5-51） 单相短路电流 Ik(1)=2.94 kA（5-52）在供电工程设计说明书中，以上计算结果可以列成短路计算表（表6）5 高低压设备的选择和开关柜的选择及校验表6（短路计算结果）短路计算点每项阻抗/m相零阻抗/m冲击系数三相短路电流/kA单相短路电流/kARXRXkshIK(3)ish(3)Ish(3)Ik(1)K-1点1.689.57 1.8510.6591.4641.17KA84.99KA 49.11KA 20.33kAK-2点15.93 20.07 64.85 37.11.0515.61kA23.1kA 15.64kA2.94kA5.高低压设备的选择和开关柜的选择及校验5.1高压设备的选择及校验5.1.1变电所高压进线电缆的选择及校验由于变电所进线为架空10KV高压，因此初步选YJV电缆，干路到变电所总共用50m电缆线。按发热条件选择电缆的截面，电流通过导线要产生能耗，是导线发热。硬是载流量Ial大于通过相线的计算电流Ic,既： Ial IC=1298.04A由于环境气象为年最高月为7月，平均最高温度为30度，最热月平均最高气温为36.5度，极端最低温度-6.7度，年雷暴日数为38.3天，查（供电工程附录表32），得选取三芯的8.7/10KV的电缆每根截面为240mm2，则总的电流为3=1350A大于1298.04A，因此选择YJV-8.7/10-3185型电缆。按电压损失条件进行校验查供电工程附录表11得YJV-8.7/10-3240型电缆的r0=0.091/km,x0=0.087/kmU%=0.04275（5-1）因此，所选电缆截面也满足电压损失要求5.1.2高压负荷开关的选择及校验在高压配电装置中，负荷开关是专门用于接通负荷和断开负荷电流的电气设备，在装有脱口器时，在负荷情况下也能自动跳闸。但因他仅是有简单的灭弧装置，所以不能切断短路电流。在大多数情况下，负荷开关与高压熔断器串联，借助熔断器切除短路电流。由于此负荷开关要装设在开关柜内，因此选择户内高压开关FN型。由前面的计算结果得 Imaxi（3）sh，（5-2） II（3）sh，（5-3） I2ttK2tima（5-4）三相短路电流周期分量有效值 I（3）sh=14.54 KA，i（3）sh= 25.09KA，IC=1298.04A，要求继电保护的动作时间为1.1S可选FN3-10/400型进行校验。结果合格，因此选择正确（如表7）5.1.3 熔断器组合电器的选择及校验熔断器中的主要元件为熔体(俗称熔丝)，当通过的电流超过某一规定值时，熔断器的熔体溶化而切断电路。其功能主要是对电路及其中设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护的功能。根据我国目前广泛使用的10KV高压户内高压负荷开关型式，选用VS1-12型。又根据 imaxi（3）sh，（5-5） II（3）sh， （5-6）I2ttK2tima（5-7）三相短路电流周期分量有效值 I（3）sh=14.54 KA，i（3）sh= 25.09KA，IC=1298.04A，要求继电保护的动作时间为1.1S初步选VS1-12/1600-31.5型进行校验，见表，结果全部合格，因此所选正确。(如表8）如表7（高压负荷开关校验结果）序号安装地点的电气条件负荷开关项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QL10KV合格2IC1298.04AIN.QL400A合格3I（3）sh14.54 KAI14.5KA合格4i（3）sh25.09KAimax25 KA合格5K2tima(14.54KA)2(1.1s+0.1)=253.69 KA2.SI2tt(14.5KA)28.5=1787.125KA2.S合格如表8（熔断器校验结果）序号安装地点的电气条件负荷开关项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QL12 KV合格2IC1298.04AIN.QL1600A合格3I（3）sh14.54 KAI31.5KA合格4i（3）sh25.09KAimax80 KA合格5K2tima(14.54KA)2(1.1s+0.1)=253.69 KA2.SI2tt(31.5KA)24S=3969KA2.S合格5.1.4电流互感器的选择及校验由于二次仪表，继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。电流互感器的一次电流I1与其二次电流I2之间的关系是：I1I2，（5-8）其中N1，N2是电流互感器一次和二次绕组的匝数。根据电压10KV，计算电流1