机械厂供电课程设计

机械厂供电课程设计

课程设计

（2010级本科）

题目：金立机械厂变电所一次体系设计

系（部）院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其主动化

作者姓名：

指导教师：职称：传授

完成日期：2020年12月28日

工厂供电课程设计义务书

学生姓名王伟学号2010210425

专业偏向电气工程及其主动化班级电气工程103

标题名称大年夜成机械厂变电所一次体系设计

设计的重要内容

1.1设it内容：负荷运聊渤功耕展;变就由E压器和主划的选择：短路电流的运

算等。

1.2设计依照

1.气候材料：工厂地点地区的年最高气温.3..,年平均气温.15.,年最低气温为一

18℃,年最热月平均最高气温.2..,年最热月三F均气温.18.,年最热月地下..8m处

平均温度为2..。本地主导风向为东北风，年曾'暴日数.…

2、地质水文材料：工厂地点地区平均海拔150()明地层以砂粘土为主，地下水位为

2mo

3、电费轨制：工厂与本地供电部分杀青协定，在工厂变电所高压侧计量电能，设专

用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月全然电费按主变压器容量计.L元/kVA可.,

动力电费.元・照明电费为元

...2/kwh,0.50/I<who工厂最大年夜负荷时的功率因

数不得低干0.9.,此外，电力用户需按新装变压器容量运算，一次性地向供电部分

交纳供电贴费..〜10k..80•元/kV.o

4、工厂负荷情形见下表：

4.工厂负荷情形见下表；

4、工厂负荷情形见下表：

须要系数运算负荷

序设备容量

名称类别cos9tan</7

号P’(kW)P30(kW)030(kvar)S^kVA)/30(A)

动力2800.40.71.02

1锻造车间照明100.80.90.48

小计290———

动力2700.30.61.33

2锻压车间照明100.70.90.48

小计280———

动力300.40.850.62

3仓库照明50.80.90.48

小计12———

动力1190.50.850.62

4电镀车间照明80.8().90.48

小计208———

动力2400.30.651.17

5对象车间照明100.90.90.48

小计250———

动力2000.40.71.02

6组装车间照明260.80.90.48

小计226———

动力3000.20.61.33

7修理车间照明130.80.90.48

小计313———

动力3200.20.651.17

8金工车间照明80.80.90.48

小计328———

动力8300.30.451.98

9焊接车间照明460.80.90.48

小计876———

动力2000.70.80.75

10锅炉房照明40.80.90.48

小计204———

动力5000.60.71.02

11热处理车间照明100.80.90.48

小计510———

12生活区照明2000.70.90.48

总计《380v侧)动力

四.需收集和扫瞄的材料及参考文献（指导教师举荐）

【1】刘涤尘、王明阳、吴政球.电气工程差不多卬].武汉：武汉理工大年夜学出版社.2003年

[2]张学成.工矿企业供电设计指导书[M].北京：北京矿业大年夜学出版社.1998年

[3]刘介才.工厂供电简明设计手册[M].北京：机械工业出版社.1993年

[4]刘介才.有用供配电技巧手册[M].北京：中国水利水电出版社.2002年

[5]刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社.1997年

[6]同济大年夜学电气工程系.工厂供电[M].北京：中国建筑工业出版社.1981年

[7]苏文成.工厂供电[M].北京:机械工业出版社.2004年

【8】工厂常用电气设备手册编写组.工厂常用电气设备手册（补偿木）.北京：水利电力出版社.1990

[9]JGJ16-2008平易近用建筑电气设计规范

[10]GB50054-95低压配电设计规范

111]GB50052-95供配电体系设计规范

[12]GB50217-2007电力工程电缆设计规范

[13]GB50060-923〜110*高压配电装配设计规范

指导教师签名：赵文忠

2020年12月14日

摘要

电能是现代工业临盆的重要能源和动力。机械厂供电体系的核心部分是变电所。

变电所主接线设计是否合理，关系到全部电力体系的安稳、灵活和经济运行。

本设计在给定机械厂具体材料的差不多上，依照变电所设计的一样原则和步调，完成

了变电所一次体系设计。本设计中采取并联电容器的方法来补偿无功

功率，以削减供电体系的电能损耗和电压损掉，同时进步了供电电压的质量，此机械厂

变电所一次体系设计包含：负荷的运算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容

量、型式切实事实上定；变电所主接线筹划的选择；进出线的选择；短路运算和开关

设备的选择；依照设计要求，绘制变电所一次体系图。

关键词：电能；变电所；一次体系。

目录

1媒介.................................................

1.1弓1言

1.2设计原则........................................................1

2负荷运算及电容补偿....................................................1

2.1负荷运算的定义..................................................4

2.2负荷运算........................................................4

2.2.1负荷运算的方法............................................5

2.2.2负荷统计运算..............................................5

2.3电容补偿........................................................5

3负荷运算及电容补偿....................................................6

3.1主变压器台数选择................................................6

3.2主变压器容量选择................................................6

3.3主接线筹划确信..................................................7

3.3.1变电所主接线筹划的设计原则与要求.........................7

3.3.2变电所主接线筹划的技巧经济指标...........................7

3.3.3工厂变电所常见的主接线筹划...............................8

3.3.4确信主接线筹划...........................................9

3.4无功功率补偿修定...............................................11

4高低压开关设备选择...................................................12

4.1短路电流的运算.................................................12

4.1.1短路的定义...............................................13

4.1.2短路运算的目标..........................................14

4.1.3短路运算的方法..........................................................................................14

4.1.4本设计采取标幺制法进行短路运算..........................14

4.2变电站一次设备的选择与校验.....................................15

4.2.1一次设备选择与校验的前提................................15

4.2.2按正常工作前提选择......................................15

4.2.3按短路前提校验..........................................15

4.2.410kV侧一次设备的选择校验...............................16

4.2.5380V侧一次设备的选择校验...............................16

4.3高低压母线的选择...............................................17

5变电所进出线和低压电缆选择...........................................17

5.1变电所进出线的选择范畴........................................17

5.2变电所进出线方法的选择.........................................18

5.3变电所进出导线知电缆情势的选择................................18

5.4导线和电缆截面的选择运算.......................................19

5.5高压进线和低压出线的选择.......................................19

5.5.110kV高压进线的选择校验......................................20

5.5.2由高压母线至主变的引入电缆的选择校验....................20

6总结..................................................................21

7参考文献.............................................................21

附录...................................................................22

申谢....................................................................23

1媒介

1.1引言

电能是现代工业临盆的重要能源和动力。电能既易于由其它情势的能量转换而来，又

易于转换为其它情势的能量以供给用；电能的输送和分派既简单经济，又便于操纵、调剂

和测量，有利于实现临盆过程主动化。

在工程机械制造厂里，电能因此是工业临盆的重要能源和动力.然则它在产品成本中

所占的比重一样专门小。电能在工业临盆中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总

额中所占的比重若干，而在于工业临盆实现电气化今后能够大年夜大年夜增长产量，进步

产品德量，进步劳动临盆率，下出世产成本，减轻工人的劳动强度，改良工人的劳动前提,

有利于实现临盆过程主动化。

电能从区域变电站进入机械厂后，起重要解决的确实是若何对电能进行操纵、变换、

分派和传输等问题。在机械厂，担当这一义务的是供电体系，供电体系的核心部分是变电

所。一旦变电所出了变乱而造成停电，则全部机械厂的临盆过程都将停止进行，甚至还会

引起些严峻的安稳变乱C

机械厂变电所要专门好地为临盆办事，切实包督工厂临盆和生活用电的须要，并做好

节能工作，就必须达到以下全然要求：

(1)安稳在电能的供给、分派和应用中，不该产生人身变乱和设备变乱。

(2)靠得住应知足电能用户对供电靠得住性的要求。

(3)优质应知足电能用户对电压和频率等质量的要求

(4)经济供电体系的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和削减有色金属的消

费量。

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，既要照管局部的当

前的好处，又要有全局不雅点，能顾全大年夜局，适应成长。

1.2设计原则

按照国度标准GB50052-95《供配电体系设计规范》、GB50053-94《10kV及以下设

计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》、JGJ16-2008《平易近用建筑电气设计规

范》等的规定，进行变电所设计必须遵守以下原则：

1.遵守规程、履行政策

必须遵守国度的有关规定及标准，履行国度的有关方针政策，包含节约能源，节约有

色金属等技巧经济政策。

2.安稳靠得住、先辈合理

应做到保证人身和设备的安稔，供电靠得住，电能质量合格，技巧先辈和经济合理,

采取效力高、能耗低和机能先辈的电气产品。

3.近期为主、推敲成长

应依照工作特点、范畴和成长筹划，精确处理近期扶植与远期成长的关系，做

到远近结合，恰当推敲扩建的可能性。

4.全局动身、兼顾兼顾

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电前提等，合理确信设计筹划。工厂供电设计

是全部工厂设计中的重要构成部分。工厂供电设计的质量直截了当阻碍到工厂的临盆及

成长。作为从事工厂供电工作的人员，有须要明白得和操纵工厂供电设计的有关常识，以

便适应设计工作的须要。

1.3本设计所做的重要工作

今朝世界上机械临盆能源和动力重要来源于电能。电网的正常运行是包管机械临盆安

稳前提。依照设计义务书的要求，结合实际情形和市场上现有的电力产品及其技巧，本文

重要做了以下工作：

1.负荷运算

机械厂变电所的负荷运算，是依照所供给的负荷情形进行的，本文列出了负荷运算表,

得出总负荷。

2.一次体系图

跟据负荷类别及对供电靠得住性的要求进行负荷运算，绘制一次体系图，确信变电所

高、低接线方法。对它的全然要求，即要安稳靠得住又要灵活经济，安装轻易修理便利。

3.电容补偿

按负荷运算求出总降压变电所的功率因数，经由过程查表或运算求出达到供电部分

要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。

4.变压器选择

依照电源进线偏向，综合推敲设置总降压变电所的有关身分，结合全厂运算负荷以及

扩建和备用的须要，确信变压器型号。

5.短路电流运算

工厂用电，平日为国度电网的末尾负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无穷大年

夜容量体系供电进行短路运算。求出各短路点的三相短路电流及响应有关参数，

6.高、低压设备选择及校验

参照短路电流运算数据和各回路运算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备,

如隔分开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并依照须

要进行热稳固和力稳固考查，并列表表示。

7、电缆的选择

为了包管供电体系安稳、靠得住、优质、经济地运行.进行电缆截面选择时必须知足发烧

前提：电缆（包含母线）在经由过程正常最大年夜负荷电流即线路运算电流时产生的发烧

温度,不该跨过其正常运行时的最高许可温度。

2负荷运算及电容补偿

2.1负荷运算的方法

负荷运算的方法有须要系数法、应用系数法及二项式等几种°

因为本机械厂用电部分较多，用电设备台数较多，设计采取须要系数法予以确信。

1.单台组用电设备运算负荷的运算公式

（1）.有功运算负荷（单位为kW）:

&=K/♦（2-1）

式中&一设备有功运算负荷（单位为kW）；

一用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kW）；

。一用电设备组的须要系数。

（2）.无功运算负荷（单位为kvar）

%=勺tan。(2-2)

式中。如一设备无功运算负荷（单位为kvar）；

tan。一对应于用电设备组功率因数cos。的正切值。

（3）.视在运算负荷（单位为kVA）

d30-------7(2-3)

cos°

式中§30—视在运算负荷（单位为kVA）；

cos。一用电设备组的功率因数。

（4）.运算电流弹位为A）

I-S30

『瓦(2-4)

式中/前一运算电流（单位为A）；

S'。一用电设备组的视在功率（单位为kVA）；

UN一用电设备组的额定电压（单位为kV）0

2.多组用电设备运算负荷的运算公式

（1）.有功运算负荷（单位为kW）

6z=K工.p2(2-5)

式中4—多组用电设备有功运算负荷（单位为kW）；

X一所有设备组有功运算负荷友之和；

一有功负荷同时系数，可取0.7〜0.95。

(2).无功运算负荷(单位为kvar)

(2-6)

式中。g一多组用电设备无功运算负荷(单位为kvar)；

22。“一所有设备组无功运算负荷So之和；

一无功负荷同时系数，可取0.8〜0.95。

(3).视在运算负荷(单位为kVA)

=J二十(2-7)

(4).运算电流(单位为A)

7-立

hi(2-8)

(5).功率因数

乂心

COS(P=(2-9)

$3二

2.2负荷统计运算

依照供给的材料，列出负荷运算表。因设计的须要，运罢了各负荷的有功功率、无功

功率、视在功率、运算电流等。表中生活区的照明负荷中差不多包含生活区各用户的家庭

动力负荷。具体负荷的统计运算见表2-1。

须要系运算负荷

序设备容量数

名称类别COS0tan夕

0(kvar)

号Pe(kW)P30(kW)3O530(kVA)4(A)

储

动力150040.71.026061.2——

1锻造车间照明10080.90.4883.8——

小计160一——6865.0194.09M2.96

动力200030.61.336079.8——

2锻压车间照明10070.90.4873.36——

小计210———6783.16106.79162.25

动力40040.850.62169.92——

3仓库照明5080.90.4841.92——

小计45一——2011.8423.2435.31

动力100050.850.625031——

4电镀车间照明8080.90.486.43.07——

小计108———56.434.0765.89100.11

动力2000.30.651.176070.2——

5对■象车间照明10090904894.32——

小计210———6974.52101.56154.30

动力2000.40.71.028081.6——

6组装车间照明300.80.90.482411.52——

小计230———10493.12139.6212.09

动力2000.20.61.334053.2——

7修理车间照明120.80.90.4810.44.99——

小计21250.458.1976.98116.96

动力4000.20.651.178093.6

8金工车间照明160.80.90.4812.86.14——

小计416———92.899.74136.23209.98

动力8300.30.451.98249493.02——

9焊接车间照明460.80.90.4836.817.66——

小计876———285.8510.68585.21889.11

动力1500.70.80.7510578.75——

10锅炉房照明30.8u.y0.482.41.1b——

小计153———107.479.9133.86203.37

动力2000.60.71.02120122.4——

11热处理车间照明100.80.90.4883.84——

小计210———128126.24179.78273.P1

12生活区照明800.70.90.485626.8862.1294.37

动力2670

———11041263.38——

总计（380v侧）照明241

取

939.081137.041474.702240.57

反=0.81,K“=0.86————

表2T某机械厂负荷运算表

2.3电容补偿

由表2-1知：P3z=939kW,S3Z=1475kVA,是以该厂380V侧最大年夜负荷时的功率因数为

=P3Z/S3Z=0.637o供电部分要求该厂10kV进线侧最大年夜负荷时的功率因

数不该低于0.9。推敲到主变压器的无功损耗弘远年夜于有功损耗，是以380V侧最大

年夜负荷时功率因数应稍大年夜于09本文取0.94来运算380V侧所需无功功率补偿容

量：

选PGJI型低压主动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采取其筹划2（主屏）1

台与筹划4（辅屏）7台相组合，总共容量112kvarX8=896kvar。

无功补偿后工厂380V侧的负荷运算：

p；z=939kw；

e32=1137.04-896=241.04kvai;

S'3z=JP3.+Q.=J9392+241.042=969.44

补偿后低压侧的功率身分

COS^=P3Z/S3Z=939/969.44=0.97

3变压器选择及主接线筹划确信

3.1主变压器台数选择

选择主变压器台数时应推敲下列原则：

1.应知足用电负荷对供电靠得住性的要求。对供有大年夜量一、二级负荷的变电所，

应采取两台变压器，以便当一台变压器产生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负

荷连续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也能够只采取一台变压器，但必须有备

用电源。

2.对季候性负荷或日夜负荷更换较大年夜，适于采取经济运行方法的变电所，可采取两

台变压器。

3.当负荷集中且容量相昔时夜的变电所，虽为三级负荷，也能够采取两台或多台变压器。

4.在确信变电所台数时，应恰当推敲负荷的成长，留有必定的余地。

3.2主变压器容量选择

1.只装一台主变压器的变电所

主变压器容量S应知足全部用电设备总运算负荷S3的须要，即

S>S3(3-1)

2.装有两台主变压器的变电所

每台变压器的容量Sz应同时知足以下两个前提：

(1)任一台变压器零丁运行时，应知足总运算负荷S3的大年夜约60%70%的须要，即

S二(0.6〜0.7)S3Z(3-2)

(2］任一台变压器零丁运行时，应知足全部一、二级负荷的须要，即

(3-3)

依照工厂的负荷性质和电源情形，工厂变电所的主变压器可有下列两种筹划：

筹划1装设一台主变压器

依照式(3-1),主变选用一台接线方法为D.ynll的S9-1250/10(6)型变压器，依照平易近

用建筑规范要求变压器的负载率不宜大年夜于85%,而

Sz=1250x85%=1062.5kl<4>969.4443(3-4)

明显知足要求。至于机械厂的二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线

来承担。是以装设一台主变压器时选一台接线方法为D.ynll的S11-1600/10型低提耗配电变

压器。

筹划2装设两台主变压器

依照式(3-2)和(3-3),可知

S=(0.6〜0.7)x969.44=(581.66〜678.60kVA

S>S3(I+II)=(94.09十133.86十65.89)=293.84《以

是以选两台接线方法为D.ynll的S9・800/10(6)型低损耗配电变压器。两台变压器并列运

行，互为备用。

3.3主接线筹划确信

3.3.1变电所主接线筹划的设计原则与要求

变电所的主接线，应依照变电地点供电体系中的地位、进出线回路数、设备特点

及负荷性质等前提确信，并应知足安稳、靠得住、灵活和经济等要求。

(1)安稳应相符有关国度标准和技巧规范的要求，能充分包管人身和设备的安稳。

(2)靠得住应知足电力负荷专门是个中一、二级负荷对供电靠得住性的要求。

⑶灵活应能须要的各类运行方法，便于切换操作和检修，且适应负荷的成长。

(4)经济在知足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电

能和有色金属消费量。

3.3.2变电所主接线筹划的技巧经济指标

1.主接线筹划的技巧指标

(1)供电的安稳性。主接线筹划在确保运行爱护和检修的安稳方面的情形。

(2)供电的靠得住性。主接线筹划在与用电负荷对靠得住性要求的适应性方面的情形。

(3)供电的电能质量主假如指电压质量，包含电压误差、电压波动及高次谐波等方面

的情形。

(4)运行的灵活性和运行爱护的便利性。

(5)对变电所往后增容扩建的适应性。

2.主接线筹划的经济指标

(1)线路和设备的综合投资额包含线路和设备本身的价格、运输费、治理费、

基建安装费等，可按本地电气安装部分的规定运算。

(2)变配电体系的年运行费包含线路和设备的折旧费。修理治理费和电能损消费等。

(3)供电贴费(体系增容费)有关部分还规定中请用电，用户必须向供电部分一次性

地交纳供电贴费。

(4)线路的有色金属消消费指导线和有色金属(铜、铝)耗用的重量。

333工厂变电所常见的主接线筹划

1.只装有一台主变压器的变电所主接线筹划

只装有一台主变压器的变电所，其高压侧一样采取无母线的接线，依照高压侧采取的

开关电器不合，有三种比较典范的主接线筹划：

(1)高压侧采取隔分开关-熔断器或户外跌开式熔断器的主接线筹划；

(2)高压侧采取负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线筹划；

(3)高压侧采取隔分开关-断路器的主接线筹划。

2.装有两台主变压器的变电所主接线筹划

装有两台主变压器的变电所的典范主接线筹划有：

(1)高压无母线、低压单母线分段的主接线筹划；

(2)高压采取单母线、低压单母线分段的主接线筹划；

(3)高低压侧均为单母线分段的主接线筹划。

3.3.4确信主接线筹划

1.10kV侧主接线筹划的拟定

由原始材料可知，高压侧进线有一条H)kV的公用电源干线，为知足工厂二级负荷的要求，

又采取与邻近单位连接高压联络线的方法取得备用电源，是以，变电所高压侧有两条电源

进线，一条工作，一条备用，同时为包管供电的靠得住性和对扩建的适应性因此10kV侧可

采取单母线或单母线分段的筹划。

2.380V侧主接线筹划的拟定

由原始材料可知，工厂用电部分较多，为包管供电的靠得住性和灵活性可采取单母线或单

母线分段接线的筹划，对电能进行聚拢，使每一个用电部分都能够便利地获得电能。

3.筹划确信

依照前面章节的运算，若主变采取一台S11型变J5器时，总进线为两路。为进步供电体

系的靠得住性，高压侧采取单母线分段情势，低压侧采取单母线情势，其体系图见：图3-1

采取一台主变时的体系图。

若主变采取两台S11型变压器时，总进线为两路，为进步供电体系的靠得住性，高压侧采取

单母线分段情势，两台变压器在正常情形下决裂运行，当个中随便率性一台显现故障时另

一台作为备用，当总进线中的任一回路显现故障时两台变压器并列运行。低压侧采取也单

母线分段情势，其体系图见：图3-2采取两台主变时的体系图。

图3-1采取•台主变时的体系图

Q

/

r

图3-2采取两台主变时的体系图

比较项目装设一台主变的筹划装设两台主变的筹划

供电安稳性知足要求知足要求

供电靠得住性全然知足要求知足要求

因为一台主变，电压损耗略大年

因为两台主变并列，电压损耗略小

技供电质量夜

巧

指只有一台主变，灵活性不行因为有两台主变，灵活性较好

灵活便利性

标

扩建适应性差一些更好

经电力变压器的按单台22.598万元计，综合投按单台15.217万元计，综合投资

济综合投资额资为4X15.217=60.868万元

指为2X22.598=45.196万元

标

高压开关柜（含计量按每台4.2万元计，综合投资约为6台GGJA（F）型柜综合投资约

柜）的综合投资额5X1.5X4.2=31.5万元为6X1.5X4.2=37.8万元

电力变压器和高压主变和高压开关柜的折旧和修理主变和高压开关柜的折旧和修理

开关柜的年运行费治理费约7万元治理费约10万元

交供电部分的一次按800元/kVA计，贴费为1600

贴费为2X1000X0.08=160万元

性供电贴费X0.08万元=128万元

表3-3两种主接线筹划的比较

从上表能够看出，按技巧指标，装设两台主变的主接线筹划优于装设一台主变的筹划。从

经济指标来看，装设一台主变的筹划优于装设两台主变的筹划。因为集中负荷较大年夜,

差不多大年夜于1250kVA,低压侧出线回路数较多，旦有必定量的二级负荷，推敲往后增容

扩建的适应性，从技巧指标推敲，采取于装设两台主变的筹划。

3.4无功功率补偿修定

低压采取单母线分段接线方法，推敲锻造车间、电镀车间和锅炉房为二级负荷，

采取双回路供电，但在正常状况下只由一回路供电，另回路作为备用。运算负荷时则，

只推敲个中一回路。为使两段母线的负荷全然均衡，I段母线负荷设计为：铸

造车间、仓库、电镀车间、对象车间、金工车间、焊接车间；n段母线负荷设计为：

锻压车间、组装车间、修理车间、锅炉房、热处理车间、生活区。

I段母线的负荷情形：同时系数取为，

n段母线的负荷情形：同时系数取为，

对无功功率补偿进行修定：

运算I段母线所需无功功率补偿容量，取：

选PGJ1型低压主动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采取其筹划2（主屏）1台与筹划4

（辅屏）4台相组合，总共容量112kvarX5=560kvar。补偿后的功率身分。

运算II段母线所需无功功率补偿容量，取：

选PGJ1型低压主动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采取

其筹划1（主屏）1台与筹划4（辅屏）2台相组合，总共容量U2kvar

X3=336kvaro补偿后的功率身分。

4高低压开关设备选择

4.1短路电流的运算

4.1.1短路运算的方法

进行短路电流运算，起重要绘制运算电路图。在运算电路图上，将短路运算所推敲的

各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确信短路运算点。短路运算点

要选择得使须要进行短路校验的电气元件有最大年夜可能的短路电流畅过。

接着，按所选择的短路运算点绘出等效电路图，并运算出电路中各重要兀件的阻抗。

在等效电路图上，只需将被运算的短路电流所流经的一些重要元件表示出来，

并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。关于工厂供电体系来说，因为将电力体系

算作无穷大年夜容量电源，同时短路电路也比较简单，是以一样只需采取阻抗串、并联的

方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后运算短路电流和短路容量。

短路电流运算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法，因其短路运算中的阻抗都采

取有名单位“欧姆”而得名）和标幺制法（又称相对单位制法，因其短路运算中的有关物

理量采取标幺值即相对单位而得名）。

4.1.2本设计采取标幺制法进行短路运算

1.标幺制法运算步调和方法

（1）绘运算电路图，选择短路运算点。运算电路图上应将短路运算中需计入的因此电

路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。

（2）设定基准容量和基准电压，运算短路点基准电流。一样设=100MVA,设二

（短路运算电压）。短路基准电流按下式运算：

〃=-^-（4-1）

（3）运算短路回路中各重要元件的阻抗标幺值。一样只运算电抗。

电力体系的电抗标幺值

X：=^(4-2)

黑

式中S4电力体系出口断路器的断流容量（单位为MVA）。

电力线路的电抗标幺值

X："=X(4-3)

式中U,一一线路地点电网的短路运算电压（单位为kV）。

电力变压否的电抗标幺值

AT--------1'(4-4)

100SN

式中〃％变压器的短路电压（阻抗电压）百分值;

—变压器的额定容量（单位为kVA,运算时化为与S1同单位）。

（4）绘短路回路等效电路，并运算总阻抗。用标幺制法进行短路运算时，不管有几个短路

运算点，其短路等效电路只有•个。

⑸运算短路电流。分别对短路运算点运算其各类短路电流：三相短路电流周期重量、

短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全

电流有效值（又称短路冲击电流有效值）。

X：(4-5)

量体系中，存鄙人列关系:

-(3)(3)(3)

7=/=/(4-6)

高压电路的短路冲击电流及其有效值按卜.列公式近似运算:

婢=2.55r⑶(4-7)

(4-8)

低压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似运算:

琮84/⑶(4-9)

看)=i.09r⑶(4-10)

（6）运算短路容量

_AL(4-11)

图4-1并列运行时短路运算电路

2.两台变压器并列运行时

(1)依照原始材料及所设计筹划，绘制运算电路，选择短路运算点，如图47所示。

⑵设定基准容量和基准电压，运算短路点基准电流，设=100MVA,=,即高

压侧=10.5kV,低压侧=0.4kV,则

I=S//Ud\)=1OOMVz4/(V3x10.5)火V=5.5n

dl(4-12),(4-13)

I(l2=Sj/UdO=10()A/VA/(V3x0.4)kV=144L4

(3)运算短路电路中各元件的电抗标幺值

电力体系的电抗标幺值

*_S=1()()MVA

A.--------------------(4-14)

S“500MVA

式中S〃.一一电力体系出口断路器的断流容量

架空线路的电抗标幺值，查得LGJ-150的单位电抗，而线路长8km,故

X；=0.36x8x100AfVA/(10.5)2=2.6(4-5)

电力变压器的电抗标幺值，查得S9-800的短路电压二5,故

X3=X4=5(4-16)

(4)绘制等效电路图，如图4-2所示:

o

图4-2并列运行时短路等效电路图

⑸求kl点(10.5kV侧)的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量

总阻抗标幺值

=X；+X；=0.2+2.6=2.8(4-18)

三相短路电流周期重量有效值

_A/i_5.5kA，八/…

-----=].96kA(4-19)

V3

八工(W2.8

三相短路次暂态电流和稳态电流