10kv变电所设计

2015届届 毕业论文（设计） 10kv10kv 变配电所的设计变配电所的设计 姓 名 学 号 年 级 20132013 专 业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 系 （院） 指导教师 2015 年 4 月 6 摘 要 电力产业作为支撑国家经济发展的基础产业随着经济的快速发展，发展也十 分迅速，而且我国很多的电力技术包括特高压输电项目等都处于国际领先地位。 在电力系统中，变电所的设计占有非常重要的位置，电力网络等够可靠无故障运 行，工厂企业等够安全持续用电都与变配电所的合理设计和设备配置有很大的关 系。变电所一般由一次设备，及监视一次设备安全运行的二次设备，电力变压器 等组成。中小型的变配电所在大多数中小企业中有着广泛的应用，给企业的快速 发展起到了支撑性的基础作用。 本次设计就是考虑到工厂的实际应用和未来的发展根据理论结合实际设计了 一个基于企业供电的 10kv 变配电所。出于工厂生产的安全和负荷的重要性考虑， 本设计根据进行了负荷的计算，根据计算结果，并留出一定裕度，选择两台主变 压器。并且根据短路计算选择了一二次设备。最后做了简单的防雷和接地设计。 使其更加贴合实际，对现场施工更具有指导性。 关键词关键词 变电所； 短路计算； 负荷； I Abstract Electric power the basic industry to support national economic industryis development with the rapid development of has made progress, and a economy,great lot of in China has been walking in the forefront of the electricpowertechnology . In , the substation design occupies a very internationalthepowersystem position, and the and stable reliability importantcontinuousoperation of power grid and power on the design of the substation and the supplyoftendependrational configuration. Substation of a device, and a safe equipmentisgenerallycomposed running of the equipment is of two power transformers and other equipment composed monitoring. Is widely used in small power transformation and distribution of the majority of small and medium-sized enterprises, to the development of rapid is the basis of support.enterprises design is to the practical application and future Thisconsideredfactory development based on the of theory and practice design a power combination to supply based on10kVsubstation. Because of the importance of safety production and load into ,this design according consideration to the load calculation, according the calculation results, and set aside a to certain margin, chooses two main transformers. And select one or two to the calculation of short circuit. Finally, do a simple lightning equipmentaccording protection and grounding design. To it more practical, more guidance on the make construction site. Keyword ; Short circuit calculation; LoadSubstation II 目 录 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 课题来源及其设计背景.1 1.2 工厂原始资料.1 1.3 工厂变配电所的设计原则.2 第二章第二章 负荷计算与无功功率补偿负荷计算与无功功率补偿.3 2.1 负荷计算的方法.3 2.2 无功功率补偿 .5 第三章第三章 主变压器选择与主接线设计主变压器选择与主接线设计.6 3.1 变压器的选择原则.6 3.2 变压器型号的选择 .6 3.3 变电所主变压器台数的选择 .7 3.4 变压器容量的选择.7 3.5 变压器的功率损耗 .8 3.6 变配电所的主接线方式.8 3.7 变配电所电气主接线的基本形式 .9 3.8 电气主接线的确定.12 第四章第四章 短路电流计算短路电流计算.13 4.1 短路电流产生的原因及危害.13 4.2 短路计算的目的及其条件 .13 4.3 短路电流计算原则和方法.14 4.4 短路电流计算.14 第五章第五章 电气设备的选择电气设备的选择.17 5.1 变电所高压一次设备的介绍 .17 5.2 一次设备的选择与校验的条件和项目 .17 5.3 变电所 10KV 侧一次设备的选择.18 5.4 变电所 380V 低压一次设备的选择.20 5.5 变配电所高低压进出线及母线的选择.21 第六章第六章 变电所二次回路与继电保护变电所二次回路与继电保护.22 6.1 二次回路的定义和分类.22 6.2 二次回路的操作电源.23 6.3 断路器的控制和信号回路.23 6.4 变电所的测量和绝缘监视回路.24 6.5 变配电所的保护系统设计.25 第七章第七章 防雷与接地系统设计防雷与接地系统设计.27 7.1 变电所防雷.27 7.2 接地电阻及其接地装置 .28 III 第八章第八章 供电系统电气图纸设计供电系统电气图纸设计.30 8.1 主供电设计图.30 总结总结.32 附附 录录.33 参参 考考 文文 献献.36 致致 谢谢.37 0 第一章 绪论 1.1 课题来源及其设计背景 1.1.1 课题来源课题来源 本课题是基于于山东济宁欧科工矿设备有限公司原变电所扩建建项目并结 合自己的论文设计题目，具有一定的实践性和可行性。 1.1.2 设计背景设计背景 山东济宁欧科设备工矿公司，注册成立时间是年，是济宁市专门经营1996 生产煤矿建设中相关设备物资、工业和贸易于一体的股份制公司。公司专门生 产矿用设备，物质材料以及各种中下游衍生的机电设备等。公司目前员工数量 已经达到余人，拥有各类技术人员，高级技术工程师，机械工程师等各类2000 专业技术管理人员余人，工厂占地面积约 6000 平方米。各类建筑面积 20300 万平方米。随着公司的快速发展，先后与原来国家煤炭部、机械工业部指定的 矿业集团兖州矿业，枣庄矿业等建立了密切的合作关系，并为全国数十家矿业 公司提供设备维修，零部件供给业务，并被有关部门授予独家代理和生产基地, 凭着过硬的产品质量、优秀的售后服务，可靠的信用体系与多家大型企业建立 了稳固的物资设备供应关系，其中有些矿用设备已经出口到澳大利亚，巴西， 东南亚，非洲等许多国家。自从公司成立起，连续多年获得山东省政府、济宁 市市政府质检部门颁发的质量可信、诚信经营，安全生产的文明单位。 公司原先的变电所是在公司建立后建立的至今已经有近 20 年，期间不间断 维修，现已不能满足公司发展的需要。需要在原址的附近建设一个 10/0.4kv 的 变电所以满足公司的生产用电。新变电所落成以后，即能适应现有的车间生产、 员工生活用电，又能进一步提高厂区供电的可靠性和安全性，为公司安全稳定 生产提供强有力的保障。根据公司提供的资料，变电所占地面积 20 平方米左右。 1.2 工厂原始资料 1.2.1 工厂的负荷情况工厂的负荷情况 工厂大部分车间都为小时三班制，生产线只有在订单完成的时候停下，24 或者连续运转超过 7 天，只有焊接车间车间为 小时制。年最大负荷利用小时8 为 5500 小时，车间多为二级用电负荷，少量三级负荷。其他生活，后勤，办公 用电等为三级负荷。其中动力设备都为三相电v，照明电器为单相电v。380220 各车间负荷统计见表 2-1。 1 1.2.2 供电电源供电电源 根据工厂和当地电力供电局签订的供电协议，变电所电源引自城区一 降压变电站，变电站距离工厂的距离大约为，变电站到工厂的高35/10.5kv5km 压线型号是，厂内有电缆。变电站馈线端安装有高压断路器，其120LGJ 2km 断流容量为。断路器装有电流速断保护和限时速断保护，限时速断保300MV A 护整定时间为。高压侧有电气联系的架空线总长度为1s5km 1.2.3 水文及气象条件水文及气象条件 本变配电所施工地点位于山东鲁西南平原地区，地质条件稳定，工厂周围 地势平坦，海拔约为,土壤主要以黄土为主，土壤电阻率。根70m300m 据原来变电所的大小，新的变电所预计占地面积为 20 平方米左右，其接地装置 重新铺设，并有效的和车间的接地装置相结合。工厂位于济宁城郊地区，根据 当地气象部门统计，夏季多暴雨并伴有雷暴天气，春秋及冬季干燥少雨，全年 最高温度为，全年平均气温为，最低气温在左右，全年平均雷39 C 22 C 10 C 暴日天数为天。很据当地电力部门的规定，需设置防雷接地装置。20 1.3 工厂变配电所的设计原则 依据国家电力部门制定发布的相关标准、5005295GB5005394GB 等电力施工设计标准的规定，工厂供电要依照以下准则：5005495GB （1） 要遵守相关规程、执行国家有关部门制定的电力设施相关政策； 国家相关政策，包括资源的保护，以及节约有色金属，节约投资，尽快产出效 率等，在变电所施工的过程中，必须遵循1。 （2） 要做到安全可靠的供电，用电。 工厂供电必须首先要做到保障人的生命安全以及工厂的各种设备不受到破 坏，保证电能质量稳定可靠，不出现大的电压和频率的波动。并且在安全的条 件上投资经济，减少浪费电气材料和建筑材料，使用性能更优越的产品，降低 电能在设备中的自身损耗。 （3） 以近期为主、适当考虑工厂的长远发展与规划。 供电设计不能只考虑当前用电，还要兼顾到工程在未来十年都能否满足发 展的需要。因此，需要依据工厂负荷特点，和工厂的长远扩建计划综合考虑。 正确处理工厂近期的扩建与长远发展的联系，做到近期优先，兼顾长远建设， 酌情考虑工厂长远扩建的可能。 （4） 全局出发、统筹兼顾。 依据工厂中各种设备负荷的性质以及设备容量、本设计工程的特点和济宁 2 当地供电条件等，合理选择设计方案。工厂供电设计涉及到设备选择，建筑电 气，以及电力系统中的各方面知识，是一个综合性的工程。因此要从各方面考 虑，兼顾到各方面的利益，稳妥进行，不能急于求成。 第二章 负荷计算与无功功率补偿 2.1 负荷计算的方法 当前的电力工程设计中，我国使用最多的就是需要系数法。二项式法在某 些工程中也会用到。由于使用简便，计算方便，需要系数法在国际上也比较通 用。需要系数法就是用该设备的需要系数乘以该设备的容量。需要系数法主要 适用范围是当电气设备数量比较多，尤其是相同的设备相对很多。并且各台设 备容量差别大时，基本都采用需要系数法计算。二次项系数法：其基本算法是 ，b，c 为二项式的系数，当用电设备台数少且容量相差非常大， 30ex PbPcP 用需要系数法误差比较大，这时用二项式法计算2。 本次设计考虑到工厂设备负荷的实际情况，用需要系数法来确定计算负荷， 以提高计算的精确度，减小误差。主要计算公式有： 有功计算负荷： 30de PK P (2-1) 无功计算负荷： (2-2) 3030tan QP 视在计算负荷： (2-3) 3030 cosSP 计算电流： (2-4) 30 30 I 3 N S U 负荷计算结果如表 2-1 所示： 3 表 2-1 车间负荷计算表 车间名 称 负荷类 别 设备容 量 kw 需要 系数 d K costan 30 P /kw 30 Q vark 30 S KVA 动力5000.30.651.17150175.5230.77铸造车 间 照明100.710707 动力3500.30.71.02105107.1150焊接车 间 照明80.81.006.406.4 动力3800.50.80.75190142.5237.5机修车 间 照明80.8106.406.4 动力3000.20.651.176070.292.3高温车 间 照明60.71.004.204.2 动力1000.60.80.75604575仓库 照明50.81.00404 动力500.40.80.75201525锅炉 照明50.810404 生活办 公 照明2000.70.90.4814067.2155.6 1922-757622.5998.17总计- 0.90 p K 0.95 q K 681.3591.37902.16 由前面统计结果，取，计算总有功计算负荷，0.90 p K 0.95 q K 30 P 总无功计算负荷，总的视在计算负载，总的计算电流： 30 Q 30 S 30 I 3030 0.9 757681.3 P PKPKW 3030 0.95 622.5591.37 var q QKQk 22 30 681.3591.37902.16SKV A 30 30 902.16 1370.73 330.38 N S IA U 30 30 681.3 cos0.76 902.16 P S 4 计算的结果同样填入上表。 2.2 无功功率补偿 按照有关由国家电力部门颁布的规定：“在当地电网高峰负荷时，功率因 数必须满足以下要求：大中型企业用户的电功率因数应达到 0.90 以上。基于此 种规定，由负荷计算得，低于，因此要无功补偿3。cos0.760.9 2.2.1 无功功率的作用及不足带来的危害无功功率的作用及不足带来的危害 在电力系统中，无功功率能够调节电压水平维持电压的稳定，并且发电机， 变压器等其他电磁设备的正常运行都要从电网中吸收大量的无功功率来建立磁 场以传输能量4。无功功率不足将导致配发电设备容量不能得到充分利用，而 功率因数是衡量供配电系统的经济运行的一个重要指标，工厂的功率因数偏低 时将造成下列不良影响。 （1）降低设备效能，使动力设备出力减小 （2）将使得在网络中的电能损耗增加。 （3）降低变电输配电设备设施的供电能力。 2.2.2 无功补偿的计算及设备选择无功补偿的计算及设备选择 在工程设计中，无功补偿的设备有，发电机，调相机，并联电容器及静止 补偿器等。无功补偿设备的作用，改善系统的功率因数，调节负载的平衡性。 同时，功率因数的提高可以降低电能损耗5。 在电力系统中，无功补偿装置主要有三种安装方式： (1)高压集中补偿，在建设初期投资少，维护简单，但是效果不是很好，不 过对于在变电所高压侧，进行补偿，可以满足工厂总的功率因数的要求，所以 在一些大型企业中应用广泛。 (2)低压集中补偿，补偿效果和高压集中补偿相比有很好效果，尤其是它能 使变压器减小视在功率，从而让主变压器的容量选的相对小一点，减少电能损 耗，因而在实际的工程操作中有很多的应用。 (3)低压分散补偿，这种补偿方式比较灵活，可以随时投入使用，将补偿电 容器安装在功率因数低的地方，也可以就地补偿，但是当补偿设备不在运行时， 它也将被切除。 本次设计考虑到工厂无功功率不足和操作方便的实际情况采用低压集中补 偿方式。 对绝大多数变压器来说，为变压器的有功和无(4 5) TT QP T Q T P 功损耗，因此，在进行变压器低压侧无功补偿，功率因数大于 0.95 为好，本设 计取。为了使低侧功率因数从 0.76 提高到 0.95，对并联电容器安装cos0.95 5 在低压侧所需要的容量为： 3012 (tanarccostanarccos) c QP 757 (tanarccos0.76tanarccos0.95) vark ，取398.55 vark400 var c Qk 参考附表 2 可知，并联电容可选用型，每个电容器补偿容10.550 1BWF 量为50 vark 因此，其电容器的个数为：。 400 8 50 c c Q n q 无功补偿后，变电器二次侧的视在计算负荷为： 22 30 757(622.5400)789.02SKV A 30 30 757 cos0.95 789.02 P S 即工厂的功率因数cos0.9 因此，符合本设计的要求。 第三章 主变压器选择与主接线设计 3.1 变压器的选择原则 在输配电网络中，电力变压器作为转变电压的枢纽是供电设计中最重要的 设备。变压器主要起到升高或者降低电压的作用，有的带分接头的变压器可以 调节局部电压，这些功能方便电能的合理高效输送，分配和使用。变压器的选 择应该结合工厂实际情况，根据工厂负荷的性质以及用途，进行分析与计算， 并进行经济运行分析6。另外，要按照有关国家有关标准规范，优先使用电能 损耗比较低，节能且高效可靠的合格产品。 3.2 变压器型号的选择 根据分类方式的不同，变压器可以分为好多种，主要有按相数，按电压调 节方式分，按绕组道题材质分，按绕组型式分，按绝缘和冷却方式分等等。在 工厂供电的设计当中，大部分工厂选择使用三相双绕组的变压器，不带分接头 调压。 ，两种联接组是 10kV 配电变压器中最常见的。在低压电网中0Yyn11DYn 较多采用 Dyn11 联接组有着越来越广泛的应用。原因是 Dyn11 其 3n 次谐波励 6 磁电流不会流到高压电网中，能有效抑制高次谐波电流。Dyn11 联接变压器零 序阻抗相对很小，当发生低压单相接地故障时，零序电流大，零序保护装置更 能敏感的切掉故障。综上所述本设计中选择 Dyn11 联接组配电变压器。 3.33.3 变电所主变压器台数的选择 变压器台数一般根据以下条件确定： （1）电力系统中含有一级或二级供电负荷，应该适当考虑选用两台变压器， 当一台检修或有故障时不至于影响工厂的正常生产。 （2）工厂负荷受季节性影响大或白天和夜晚的负荷变动较大，经济技术达 到相关要求时可以选用两台变压器 （3）级负荷，供电要求不高，可以采用一台变压器，不设备用。 如果有下列情况可以设置专用的变压器，专门供电： (1)如果动力和照明使用同一个变压器对照明质量有很大的影响时。 (2)单台单相负荷较大时，宜设单相变压器； (3)工厂中有其他冲击性负荷较大的设备运行时，干扰了其他设备的正常生 产作业，可配备专用的冲击负荷变压器。 由于要该工厂中的用电负荷有二级负荷以及三级负荷，考虑实际情况，根 据设计规范的相应要求，配置两台变压器7。5005394GB 3.4 变压器容量的选择 变压器的容量第一要满足所有用电设备的计算负荷，保证在其计算负 N T S 荷下变压器能无故障长期运行。当当变电所中配置两台变压器时，一般选择 30 S 两台容量相同的变压器，每一台变压器容量应同时符合下列两个条件： (一) 当每一台变压器独立运行时，为了在以后负荷增加时，还能满足使用， 应该满足总计算负荷的的需要，即， 30 S60%70%: ； （3.1） 30 (0.6 0.7) TN T SSS 这样可以做到每一台变压器能承担总负荷的，此时变压器效率相对较高。50% (二) 每一台变压器独立运行时，都能达到全部一级负荷和二级负荷的需 12 S 要，即， （3.2） 12N T SS 表示一二级负荷。条件(二)是考虑变压器发生故障的情况下，其中一台 12 S 完好的变压器能够保障所有负荷的供电。根据无功补偿后的计算负荷， 30 789.02S 0.7 789.02552.314 N T SKV A 7 所以，取变压器容量为 630kVA。 综上，选择，型电力变压器。由于该厂含有二级负荷，9630/10S 11Dyn 一旦出现大的停电或电力事故，将严重影响企业正常生产，因此对电源的供电 可靠性提出了很高的要求，因此选用两台变压器，当一个变压器在事故发生时， 另一台变压器能继续向负载供电。 3.5 变压器的功率损耗 根据电机学理论中变压器的知识，变压器的无功损耗和有功损耗计算方法如下 （3-1） 2 30 0 () TK N S PPP S （3-2） 2 ( %) 100 N TK S QIU 上式中，为变压器的空载有功有功和短路有功损耗，为负荷利 0 P K P 用率用视在功率比上变压器的容量。本次设计使用型号的变压器，9630/10S 查附表 3 知，分别为 1.3kw 和 5.8kw，空载电流和阻抗电压为 3.0 和 5 0 P K P 带入上上式中得 2 789.02/ 2 1.3()5.83.57 630 T PKW 2 630789.02/ 2 (3.0()5)31.25 var 100630 T Qk 则变压器高压侧无功功率 3030 622.62 var T QQQk 3030 684.87 T PPPKW 2222 303030 622.62684.87925.58SPQk VA 则高压侧电流 30 30 925.58 53.44 3103 N S IA U 3.6 变配电所的主接线方式 变配电所的主接线设计在供电工程设计中是一个综合性的问题，应该依照 其工程建设规模大小，根据工厂的线路回数，电压的级别，负荷等具体情况来 确定。它是选择电气设备和确定各种电气设备安装方式的总依据。主接线设计 的好坏对全厂用电设备的安全，高效和经济运行有很大的关联。主接线的设计 应该依照下列具体要求8。 （1）安全 应符合国家有关标准和技术规范的要求和需要，保证设备和人身 8 安全。 （2）可靠 供电可靠是电力系统中的基本要求，可靠性可以用主接线平均无 故障的工作时间来表示。一旦出现电力事故都可能造成难以估量的损失，所以 供电可靠性是电力生产的最重要的要求。 （3） 敏捷灵活性包括检修方便，操作灵活方便，可以很容易地从最初的扩 大，最后连接，同时用最少的切换，以适应不同的运行模式，以适应负荷的发 展。 （4） 经济性 在保证安全高效运行的情况下，应尽可能的节约有色金属材 料，减少投资和运行的费用，为适应长期的发展，应优先选用性能优异的节能 产品。 3.7 变配电所电气主接线的基本形式 3.7.1 单母线接线单母线接线 单母线接线是工厂企业变配电所中最简单的一种接线形式，一般有单母线 不分段，单母线分段两种接线方式。 单母线不分段接线见图 4-1，其接线比较简单清晰明了，经济性好投资少。 但灵活和安全性较差，单母线接线的适用范围是系统比较简单如只有一台变压 器等。 QS2 2QF QS1 母线 图 4-1 单母线接线 单母线分段接线，克服了单母线接线的某些不足，提高了一定的供电的可 靠性。其母线可以用断路器隔开，当发生故障时，可以将故障母线隔开，保障 无故障母线安全运行。见图 4-2 ，功率的大小和电源的数量决定了单母线分段 的数目，多数情况下，分段数等于电源数。单母线分段的优点减小了停电范围， 不过当断路器检修时，也需要把断路器所在的支路断开。单母线分段接线除了 具有单母线接线的优点外还提高了供电的可靠性，因此在中小型电厂和中低压 9 电网中有着广泛的应用。 QF QS1 QS2 QF1 图 4-2 单母线分段接线 3.7.2 双母线接线双母线接线 每个回路都需要配置两个母线隔离开关是双母线接线的最大特点。双母线 接线相对单母线接线来说，在可靠性和灵活性方面有了很大的提高。双母线接 线在有着重要负荷如一级和二级重要负荷的场所及虽然没有重要负荷但是在一 些大中型企业中用的比较多。双母线的主要缺点是操作步骤相对复杂，有时候 需要倒闸操作，当故障发生在其中一条母线时，这条母线也需要停电。为了克 服这种缺点，增设旁路母线可以解决此问题。 图 3-3 双母线接线 10 3.7.3 桥式接线桥式接线 桥式接线中，开设设备的数量比较多，投资相比大一些，但是运行灵活。 它比单母线分段接线简单，可以减少单母线断路器的数量。依照联络断路器在 变压器两侧的位置分为内桥和外侨接线。 内桥式接线，主要用于不经常切换变压器，电源线路较比较长，事故检修 机率多的变配电所。 图 3-4 内桥式接线 11 图 3-5 外桥式接线 (2)外桥式接线，适用于故障率较低，变压器在经济运行方式下常常投入和 切掉运行以及穿越功率比较大的场合。 3.8 电气主接线的确定 本次设计变电所为 10kv 变电所，出现回路数为 6 回，容量相对来说较小， 根据各种接线方式的适用范围和工厂供电的需要选用单母线分段接线。变电所 有一路电源进线，为保障对车间的持续供电，同时又不影响变电所及其设备的 的维护与保养，使用单母线分段的接线方式在变压器的二次侧。见图 3-6 变压 器二次侧单母线分段，接线方式的可靠性高，一台主变压器检修或故障时，通 过开关的操作，可以在很短的时间内供电恢复。并且某一条支路出现故障不影 响其他支路的安全供电。因为本次设计高压电源进行为一回，所以在高压母线 上需要配置高压联络线，以便能在单回电源进线出现故障时，从其他厂区获得 临时的供电9。 12 1QS 1QF 10KV 0.4KV 2QS 2QF 3QS 3QF 4QF 4QS5QS 5QF 6QF 图 3-6 单母线分段主接线 第四章 短路电流计算 4.1 短路电流产生的原因及危害 短路就是指不是正常的电气导线相接，产生了破坏性的电流。短路方式有 很多中，其中三相电中，三相短路时的危害最大，产生的短路电流最大，是两 相短路电流的倍。电力网络中发生的短路大部分是绝缘受到破坏造成的。3 / 2 这种损坏可能是设备本身不符合质量规范，或者是运行时间过长，设备绝缘被 过电压击穿，或是绝缘不够等等。 有时，电力行业从业人员或用电厂家误操作 违反了有关电力设施操作规定也会造成短路事故。一旦发生短路，短路电流要 比正常电流大的多的多，如果不及时切断将会给电力系统产生很大的危害10。 并且短路时，由于继电保护的作用，断路器动作会造成停电，且离电源端越近 发生故障时停电面积越大，造成的危害越大。 4.24.2 短路计算的目的及其条件 4.2.1 短路计算的目的短路计算的目的 短路电流其计算的结果可以用于电力系统的运行和设计，且短路电流计算 是电力系统中三大计算之一。主要目的包括： 一 选择和确定电气主接线方案。 二 校验设备的热稳定及定稳定性。 三 更有效合理的设计接地装置。 四 短路及各种故障的分析。 五 输电线对通信线路的影响与继电保护的整定和设计。 13 4.2.2 短路计算的条件短路计算的条件 一 一般是将系统看成是无限大容量电源。电源的功率无穷大，端电压保持 恒定。 二 假定短路的回路中各个元件的阻值维持不变。并且，变压器励磁电流和 电路电容也忽略不计。 三 在发生短路事故后，故障的类别保持不变，比如说两相接地短路不会变 成三相短路。 四 具有分接开关的变压器，其分解开关位置视为主分接位置。 五 不计短路电弧电阻。 4.3 短路电流计算原则和方法 短路电流一般是计算最严重的短路故障所产生的短路电流即系统在最大运 行方式下时，产生的短路电流最大。同时，短路点应选在发生短路电流最大的 点。短路电流计算的方法一般有欧姆法和标幺制法。计算高压电路电流时一般 使用标幺制法，低压电路一般使用欧姆法即有名值法。本设计使用标幺制法， 来计算短路电流11。 所谓标幺制就是实际值比上基准值。基准值可以任意选取，但是在电力系 统计算当中，一旦选定两个基准值，其他的基准值都可以用这两个来表示，短 路计算时，一般先选定基准容量和基准电压。 d S d U 4.4 短路电流计算 依据变电所实际情况，在出现短路最严重的地方选择短路点，画出短路计 算图，短路点，取变压器两侧，因此短路计算电路等效电路图如图 4-1k 2k 1 所示。 架空线l=5km QF K-1k-2 10kV380V 图 4-1 短路计算电路图 14 4.4. 1 确定基准值确定基准值 设，低压侧，则基准电100. d SMV A 11 10.5 dc UUKV 220.4dc UUKV 流： 1 1 100. 5.5 33 10.5 d d d SMV A IKA UKV 2 2 100. 144 330.4 d d d SMV A IKA UKV 4.4.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1. 电源的电抗标幺值 由工厂原始资料断路器容量为，因此300 OC SMV A 33 . 0 .300 .100 1 AMV AMV S S X oc d 2. 架空线路的电抗标幺值 根据原始资料架空线路，则由附录表 4 可查得，120LGJ 0 0.35/Xkm 而线路长，故架空线路的的电抗标幺值为5km * 20 22 1 100. 0.35/51.59 (10.5) d c SMV A XX lkmkm UKV 3. 电力变压器的电抗标幺值 由 3.4 节得本设计中选择台变压器型号为 的变压器，查附表29630/10S 1 可得，其短路电压百分数，因此%5 k U * 3 %5100 7.93 100100630 kd N USM VA X SK VA k-1 故障点的短路电流计算 1. 总电抗标幺值 92 . 1 59 . 1 33 . 0 * 2 * 1 * )1( XXX k 2. 三相短路电流周期分量有效值 KA KA X I I K d k 8 . 2 92 . 1 5 . 5 * )1( 1 )3( 1 15 3. 其他短路电流 (3)(3)3 11 2.8 kk IIIKA (3)(3) 2.552.55 2.87.14 sh iIKA (3)(3) 1.511.51 2.84.228 sh IIKA 4. 三相短路容量 AMV AMV X S S K d k . 1 . 52 92 . 1 .100 * )1( )3( 1 k-2 故障点的短路电流计算 1. 总电抗标幺值 * 1234 (2) 7.93 / /0.33 1.595.8 2 K XXXXX 2. 三相短路电流周期分量有效值 (3) 2 2 * (2) 144 24.82 5.8 d K K IKA IKA X 3. 其他短路电流 (3)(3)3 22 24.82 KK IIIKA (3) 1.84 (3)1.84 24.8245.67 sh iIKA (3)(3) 1.091.09 24.8227.05 sh IIKA 4. 三相短路容量 (3) 2 * (2) 100 17.25 5.8 d K K SMV A SMV A X 计算结果综合如表 4-1 所示。 4-1 短路计算结果 三相短路电流/kA三相短路容量/MVA 短路计算点 )3( k I ）（3 I (3) I )3( sh i )3( sh I )3( k S k12.82.82.87.144.22852.1 k224.8224.8224.8245.6727.0517.25 16 第五章 电气设备的选择 正确合理的选择电气设备可以使电力系统安全经济运行，使电气设备的出 力达到最优化，提高利用效率，不浪费资源。在电气设备选择时，要依据施工 工程实际的情况，稳妥的采用电力