10KV供电系统设计方案

- 1 - 10电系统设计 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配。除某些特殊的大型工业企业带有自备发电站以外，工厂都是由电力系统的终端降压变配电所，即总降（配）变电所提供电能。总降（配）变电所、供电线路和用电设备构成了一个完整的工厂供电系统。供电系统一旦确定，就决定了用户内部用电负荷的供电可靠性和供电质量。电能易于转换，易于传输，分配简单经济，便于调节、控制和测量等特点，使得电能成为了工业生产的主要能源。能否保证供电的可靠性和电能质量直接影响到工业生产能否正常进行，能否做到合理用电 、节约用电、高质量用电成为决定工厂生产力和企业效益的重要因素。因此，设计符合工厂具体负荷情况的供电系统是工业生产的必备条件。 做好工厂供电工作对发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂企业是国家电力的主要用户，完善工厂供电系统的配置对节约能源、支援国家经济建设也有很大的促进作用。为了使工厂供电工作能够切实为工业生产服务，要求做到以下几点： 1) 安全 在电能的供应、分配和使用过程中，不应发生人身事故和设备事故。 2) 可靠 不同级别的负荷对供电可靠性的要求不同，工厂供电系统必须满足相应负荷的要求。 3) 优质 供电系统提供的电能应该满足电力用户对电压、频率等电能质量的要求。 4) 经济 在保证供电可靠性的情况下，供电系统的投资要尽量少，运行费用要尽量低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。 工厂供电设计必须以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程的实际情况进行。按照国家标准 配电系统设计规范、 10以下设计规范、 压配电设计规范、全国通用建筑标准设计 的规 - 2 - 定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： 1） 遵守规程、执行政策； 必须遵守国家有关规定及标准，执行国家有关方针和政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 2） 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。 3） 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。 4） 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，综合考虑，确定合理的设计方案。 工厂供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、生产工艺对负荷的要求、各个车间的负荷数量和性质、负荷布局以及地区供电条件进行的。要求设计成果能应用于生产实际，能够让该供电系统安全、可靠、经济的分配电能，满足工业生产的需要。设计的具体步骤如下： 1） 计算负荷。 2） 定供电电源、电压等级和供电方式。 3） 择变电所的位置、变压器数量和容量。 4） 靠、灵活、经济的主 接线，选择合理的户外高压配电方案。 5） 6） 照正常工作条件、短路时的工作条件、电气设备自身特点进行电气设备的选择和校验，用主接线图表达设计成果。 7). 主变压器和馈线电路保护装置的设计及整定，包括保护方式的确认、保护值的整定、保护装置的选择以及灵敏度校验。 - 3 - 8). 变电所的防雷和接地设计，总降的电照设计。 9) 1 负荷计算及功率补偿 荷计算 荷计算的意义和目的 计算负 荷是供电系统设计计算的基础。工厂供电系统设计的原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。这些设备品种多，数量大，工作情况复杂，因此如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量非常重要。估计的准确程度，直接影响到工程的质量。如果估算过高，会增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量，浪费大量的人力财力；相反，如果估算过低，工厂投产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其老化绝缘速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。由此可见，进 行负荷计算是供电系统设计的基础，能否准确的估算计算负荷决定了设计的系统能否安全、经济、可靠的供电。 计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，负荷计算的目的就是求出这个假想负荷。计算负荷是设计时作为选择工厂电力系统的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据 。供电系统设计的第一步，就是通过负荷计算，将复杂、凌乱的负荷数据整理成设计所需要的资料。 荷计算的常用方法 负荷计算的方法有需要系数法、形状系数法、附加系数法等几种。鉴于本厂的负荷特点以及任务书 所提供的条件，本设计采用需要系数法确定计算负荷。用需要系数法求计算负荷的具体步骤如下： 1） 出各组用电设备的总额定容量。 2） 3） c, 4） 从负荷端逐级算向电源端，而且需要在各级配电点乘以同期系数 K 。在逐级计算时，应记及变压器上的电能损耗，由于厂区高压配电网的距离较短，在负荷计算时可忽略配电网的电能损耗。 - 4 - 间变电所负荷计算 各车间用电负荷计算如下： 1#变电所负荷： 主要计算公式为： i)= i)= i) i) i)。 (2) 3 其中 功、有功、视在功率的单位分别为 算电流 。计算如下： 制条车间： 50 73 273 纱车间： 60 水站： 0 4 54 工车间： 0 4 14 修车间： 00 05 105 儿园： 0 库： 0 2 12 小计： i) K =（ 273+4+14+105+2） i) K =（ ） 30= (2)= 3 1380 变电所 用电单位 设备容量 要系数 30 30 1#变电所 制条车间 350 73 纺纱车间 360 软水站 90 4 锻工车间 40 4 机修车间 300 05 幼 儿园 20 仓库 40 2 9 小计 1200 1380 - 5 - 由于无功和有功的 K 值均为 在小计时 应的 果表达如上表。 2和 3变电所计算方法与此相同。 2#变电所负荷： 变电所 用电单位 设备容量 要系数 30 30 2#变电所 织造车间 600 10 408 染整车间 500 00 312 综合楼 40 0 32 0 餐厅 30 宿舍 20 0 16 0 小计 1190 #变电所负荷： 变电所 用电单位 设备容量 要系数 30 30 3#变电所 锅炉房 200 50 120 水泵房 120 0 化验室 50 0 卸油泵房 30 8 小计 400 所用变负荷计算 0 4 64 8 (2)=80 厂负荷计算 上面三个表格表达了车间变电所低压母线上的计算负荷，其计算结果可用来选择车间变电所变压器的容量，然后选择车间变压器，查表算出变压器上的功率损耗。为了简化计算，可以采用公式 ( (算。当采用低损耗变压器时，也可以用公式 算出车间变压器上的功率损耗。 1变电所： - 6 - 2变电所 : 变电所 : 所用变压器： 80= 80=于厂区高压配电网距离较短，故在确定计算负荷时，厂区高压输电线路上的功率损耗可以忽略不计，因此高压配电所引出 线上的计算负荷可以认为是变电所低压母线上的计算负荷加上变压器的功率损耗。 高压引出线上的计算负荷分别为： + + + + + + 0=P+ + 根据计算负荷的等级查表可知高压配电母线的同期系数为 K 本厂没有高压用电负荷，故配 电所进线上的的计算负荷为： P= ( Q=( 率因数和无功补偿 S= (2)= 功率因数为 计要求达到的功率因数为 上，显然不符合要求，需要进行无功补偿。工厂企业广泛采用的补偿装置是静电电容器，其补偿方式有个别补偿、分组补偿和集中补偿。由于集中补偿具有电容器利用率高，易于管理的特点，故采用集中补偿方式 。高压补偿的电容器比较便宜，电容器利用率高，但是投切电容器的开关设备及保护装置价格都比较高；低压补偿的补偿效果好，开关及保护设备价格低且易于实现自动投切，但是电容器利用不充分。考虑到低压静电电容器与高压静电电容器价格差别不大，而高压断路器等开关设备价格高昂、维护费用高，从节约建设和运行成本的角度考虑，在设计中采用低压补偿的方式。为了提高车间变 - 7 - 电所变压器的负荷能力，在车间变电所的低压侧进行集中补偿。 补偿容量计算： 1变电所： 变电所低压侧视在计算负荷： 压侧功率因数： 在低压侧装设补偿电容器，考虑到变压器的无功损耗，低压侧补偿后的功率因数应稍高于 妨取 低压侧无功补偿容量： (择低压单相并联电容器 个容量为 14选 24 个，由于所选电容器是单相的，所以个数应为 3 的倍数，符合条件。则补偿容量整合为 2414=336 补偿后的数据： 变电所低压侧视在计算负荷： *（ =压器的功率损耗： 电所高压侧的计算负荷： P=(= (2)=电所 高压侧的功率因数： 理， 2变电所选择 21个 则： 变电所低压侧计算负荷及功率因数： P= Q= S= (2)= 电所高压侧计算负荷及功率因数： P= Q= S= (2)= 变电所选择 6个 则： 变电所低压侧计算负荷及功率因数 ： P= Q= S= (2)= 电所高压侧计算负荷及功率因数： P= Q= S= (2)= 用变压器选择 3个 则： - 8 - 变压器低压侧计算负荷及功率因数： P=64 Q=24 S= (2)= 压器高压侧计算负荷及功率因数： P= Q= S= (2)= 厂的功率因数计算： P= Q= S= P=K * P= Q=K * Q= (2)= P/ S=过无功补偿以后，全厂功率因数为 足设计要求。在装设无 功补偿装置以后，减少了无功损耗，因此总的视在计算负荷也随之减小，有可能使进线选用更细的导线，车间变压器容量可能选小 1级，节约了有色金属和变电投资。这不仅可以降低初投资，而且可以减少企业的电费支出，对提高电能质量和系统调压能力也有好处。计算负荷以补偿后的为准。 2 供电方案和厂区配电电压选择 任务书的分析 本工厂供电系统的电源是从电业部门某 35/10电所用 10回架空线引入厂变的，架空线的长度为 线电压等级为 10于一般车间变压器的进线电压等级。具体的供电电压选择要看负 荷情况而定。一般工厂供电系统有两种供电方案，即一次降压供电和二次降压供电。 电方案论证 电源使用方案： 从可靠性上来看，如果电源的投切速度够快的话，双回线路同时工作和一回工作一回备用的方式的可靠性都比较高，两者区别不大；从经济性上来看，双回线路供电时系统能耗较少，因此本设计中的两路架空线都当作工作电源。 系统供配电方案： 由于电源进线为 10果采用二次降压供电的话，应该将电压降至 6者3后再降至 0.4 行供电。由于本工厂没有高压电动机等高压用电负荷（没有 6（ 3） 用电设备 ），二次降压没有实际性的作用，相反还增加了变电设备的 - 9 - 投资，加大了维护的工作量和难度，增加了电能损耗和有色金属消耗，从技术性和经济性的角度都不应该采用二次降压供电。一次降压供电又有两种可能：一是不设置总降压变电所而仅设一个总配电所，以 10压输送电能到车间，在经车间变压器将电压降至 低压负荷供电；二是将整个工厂变电所当成一个车间变电所，在工厂变电所装设 10/压器，通过低压配电系统将电能分配到各个车间，再通过车间低压配电母线送往各用电设备。从技术性角度来看，如果先降压再配电的话，由于全 厂计算负荷 S=假设工厂变电所采用 2台主变（变电所一般只有 1 2台变压器）， 2台主变按照暗备用方式运行（可减小单台变压器的容量），每台主变的容量为 70%=1368.4 按照相关规定，由于低压开关的断流能力有限，车间变电所单台变压器的容量不宜大于 1250 以选择先降压再配电的方式会造成一些安全隐患。如果采取先配电再降压的方式，由于负荷被分到了 3个车间中，单台变压器承受的负荷减小，便不存在这个问题；从经济性来考虑，先配电再降压的方式采用的是高压配电线路，和先降压 再配电的方式相比，可以减小电能损耗，选取供电导线时也可以选择较细的导线，节约了有色金属。从企业的长期发展考虑，先配电再降压的供电方式从经济性和可靠性上来看都是较优的方案，故在设计中采用电源 总配电所 车间变电所 用电负荷的供电方式。 电线路 查表可知， 10空线输送 3000功率时可以输送 5 15厂的负荷小于 3000可输送更远距离，因此选择 10 区配电电压选择 电源进线为 10没有高压用电设备，加之 10术经济指标好，高 压配电显然选择 10配电电压较合理。低压配电采用较常见的 380/220V。 厂供电系统概况 高压配电所以两回 105/10出线接至工厂车间变电所。车间变电所高压侧中性点经消弧线圈接地，低压侧中性点直接接地。 3 总配电所电气主接线及厂区高低压配电系统设计 - 10 - 电所电气主接线 接线的基本要求 主接线的选择，要达到安全、可靠、灵活、经济的要求。要在满足供电可靠性的情况下，尽量节省投资。 安全：要求选择合适的电气设备，具有良好的监视和保护系统 ，以保证人身和设备安全。 可靠：满足各级负荷的不中断供电要求。 灵活：利用较少的切换来适应不同的运行方式，检修方便，电源和负荷投切方便。 经济：保证供电可靠性的情况下，尽量节省初投资和年运行费用。 此外，变电所扩建的可能性较大，其主接线应该方便改造和扩建。 接线的选择 主接线对变电所设备的选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。在工厂供电系统中，最主要的部分就是总降压变（配）电所。总降压变电所中，高压侧（电源侧）的主接线概括为两类：线路 路变压器组方式即“一进线一主变”方式，用于二、三级负荷的供电，也可扩展成为双回线路 于一、二级负荷供电。桥型方式能实现线路和变压器的充分利用，可靠性非常高，但线路复杂，操作不便，投资较大。主变的低压侧（配电所的电源进线）接到母线上进行电能分配。在工厂供电系统中涉及到的母线制较少，常用的母线制有：单母线，单母分段，双母。 由于没有总降压变电所，故电源进线直接接到高压配电母线上。电源进线为两回，负荷等级为二级，因此单母线方式不能适应该供电系统的可靠性要求。 双母线制尽管可靠性比较高，但是开关数目较多，连锁机构复杂，切换操作繁琐，造价高，经济上不合理。采用单母分段方式配电，当一回线路故障时，合上分段开关可保证对所有重要负荷的供电；当一段母线故障时，另一段母线上的负荷不受影响。从电压等级以及该配电所在电力系统中的位置来看，该工厂的用电负荷用单母分段方式已经可以完全满足其供电可靠性，和双母线方式相比它又节约了安装维护费用，因此，高压配电所采用单母分段接线。 - 11 - 单母分段开关在运行时是合是分，要按照具体情况进行技术经济比较而定。在本设计的工厂供电系统中，有双回路同 时供电，采取“分”的方式运行比较好，分析原因如下： 如果采取“合”的方式，一路电源故障时，其电源侧开关跳开，所有负荷由另一路电源供电；一段母线故障时，两个电源侧断路器都跳开，整条母线停电，也就是说停电范围波及到了另外一段正常的母线及其负荷，而且这时运行人员不好确定是哪段母线故障，出于安全考虑，不可能快速恢复供电。而采取“分”的方式，一路电源故障时，入口开关跳开，合上分段开关对故障部分的负荷供电，这中间会有短时的停电，这是“分”的不足之处；但采取“分”的方式时，如果一段母线故障，不会影响 到另一段母线的正常供电。而且出现故障后，运行人员马上就能发现哪一段是故障母线，缩小了故障排查范围，能够较快地恢复供电。 采取“分”的方式运行时，如果检修线路和母线的话，可以采用分段检修，不会使全部负荷中断；采取“合”的方式的话，如果断开电源检修，会使全部负荷的供电中断，显然不合理，如果也采取分段检修方式，要求先拉闸，检修完以后又合闸，加大了工作量，也降低了断路器的寿命，经济上不合理。 采用分段运行方式，显然短路电流会比较小，对限 制短路电流起到很明显的作用。 综上所述，该配电所在正常情况下采用分列运行方式，单母分段开关要拉开。 压配电系统设计 压配电系统的类型 工厂供电系统常用的典型配电方式有放射式，树干式和环式三种。 放射式：放射式的特点是配电母线上每条馈出线仅给车间变压器、高压电动机以及高压配电所的母线等设备单独供电。放射式的优点是： 障发生后影响范围小。 于整定且易于实现自动化。 换操作方便。 - 12 - 其缺点有：一旦线路或开关设备发生故障，由该回路供电 的负荷将中断供电且难以恢复；配电线路和高压开关柜数量多，投资大。根据不同的供电可靠性要求，可以选择单回路或者是双回路放射式配电。（如下图） 树干式：树干式的特点是一条配电线路沿厂区走线，连接多个用户，为检修方便，线路通常采用架空线，一般用于对三级负荷供电。树干式的优点是配电所馈出线回路数少，投资小，结构简单，其缺点是可靠性差，线路，线路故障范围大。 环式：环形接线供电可靠性较高，运行方式灵活，可用于对二、三级负荷供电。环式配电系统的保护装置整定和配合都比较复杂。 压配电方案的选择 从 本厂的负荷分布情况、供电可靠性要求、自动化程度要求以及工程投资综合考虑，认为利用放射式供电是较优的方案。根据变压器个数的不同，大致拟定 3种方案： 方案一： 3个变电所可以全部采用两台变压器，用双回路放射式配电。这样做的好处是供电可靠性高，在变压器故障时，另外一台变压器可以承担车间的全部负荷；其缺点是接线复杂，投资较大。 方案二：全部采用 1 台变压器，用单回路放射式配电。由于变压器故障率比较低，所以两台及以上变压器同时故障的情况我们不考虑。观察本厂的负荷情况，虽然是二级负荷，但是其容量并不大。将 1号车间和 3号车间接至 102 号和所用接至第二分段，可以看到两段母线上承受的负荷为 10221024 1 号和 2 号， 1 号和 3 号， 2 号和 3 号车间之间装设低压联络线，形成环形的低压联络，联络线在正常运行时处于断开状态。当 1 号或者 3 号的变压器故障时，由 2 号的联络线给他们的低压负荷供电；当 2 号的变压器故障或者是母线二分段故障时，由 1号和 3号同时对 2号车间供电；当母线一分段故障时， 1号和 3 号的变压器均被切除，这时由 2 号车间变压器同时对 3 个车间供电。在故 - 13 - 障最严重时，即母线故障或者 2号车间变故障 时，单台变压器过负荷率约为 100%，允许的抢修时间较短，约为 10分钟。 方案三： 1号车间和 3号车间变电所均只设一台变压器。 2号车间装设两台变压器，分别由两段母线供电，其低压侧也采用单母分段制，对重要的用电设备由两段母线交叉供电。车间变电所的低压侧，设低压联络线相互连接，以提高供电系统运行的可靠性和灵活性。观察 2号变电所的负荷特点，调整两段母线的负荷，将染整车间和织造车间分别连在不同的分段上，可以使两段母线带的负荷比较平均。 当 1 号车间变压器故障时，由 2 号车间变压器通过联络线供电，变压器过负荷率约为（ 690+450 800 43%，保证了 1 号车间重要负荷的持续供电； 2号车间变电所两台变压器互为备用，可靠性较高； 3号车间变电所通过 2号车间的联络线也能保证其供电可靠性。本方案可靠性高，允许的抢修时间长（ 50 分钟左右），和方案一相比投资较少，缺点是配电方案依然复杂，不便于维护。 由于母线的故障率也很低，一般情况下不考虑母线故障的情况。即使母线故障，由于本厂还是存在一些不重要的负荷。在出现母线故障的时候，可以切除部分不重要的负荷，可以将变压器的过负荷倍数控制在 30% 40%左右，同理， 2 号车间变故障的时候也能 控制过负荷倍数在这个范围内。因此 2 号方案中的变压器的实际工作条件并不是那么恶劣。由此可见，采用 2 号方案时，如果发生故障，变压器能够在过负荷情况下保证重要负荷的供电，满足本厂对供电可靠性的要求。方案 2 采用低压联络，和双回放射有着同样的可靠性保证，在投资方面却有了很大的节省，因此该方案比较合理。 综合考虑，由于 2 号方案已经能够保证该工厂负荷的供电可靠性，而该方案和其他方案相比，所选变压器个数最少，高压开关设备最少，具有投资省，接线清晰，便于运行检修的特点，因此选择 2 号方案。在配电方案确定以后，也可以确定每个车间 都是选择 1台变压器。 在所用变采用高压熔断器进行保护，以节省投资；根据馈出线方案的相关规定，负荷小于 500 馈出线可以用熔断器保护，由于 3 号车间的负荷较小（ ，出于经济性考虑，馈线可采用带熔断器的负荷开关。 1号和 2号车间由于负荷较大，采用断路器馈电以保证供电的可靠性。（此图为草图，主接线以 - 14 - 手绘图为准）。 至 3 号 车 间至 2 号 车 间至 1 号 车 间至所用变至所用变分段开关10 源进线10 源进线（供电系统草图） 压配电系统的线路 工厂配电系统中，和架空线相比，电缆具有 的优点有： 靠，不受外界影响。 用占地，节约钢材，木材，水泥。 受路面和地上建筑物的影响，不影响厂区美化。 易燃易爆等条件特殊的场所。 因此，本设计中厂区采用电缆配电。综合本厂情况考虑，将电缆敷设在深约 1m,底部宽约 压配电系统设计 低压配电系统，采用树干式与放射式混合配电。 4 总配电所位置及车间变压器台数和容量选择 - 15 - 配电所的位置选择 总配电所的位置应该接近负荷中心，同时还要考 虑电源的进线方向，以节省导线的费用和减小线路的电能损耗。另外，总配电所的位置还应该根据生产厂房布置、进出线路环境、工厂工艺装备的布局、防火要求、厂区运输、安全保卫以及其他因素综合考虑选择。 间变压器台数和容量选择 压器选择的原则 变压器的台数选择：变压器台数应根据供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑而定。变电所的变压器台数一般不超过两台。供电可靠性要求不高时，可用一台变压器供电；当一、二级负荷较大时，为满足供电可靠性，应采用两台变压器供电，在有足够容量的低压备用电源时也可采 用一台变压器。 变压器的容量选择： 压器能够长期可靠运行。对于单台变压器 于两台并列运行的变压器 +， +，式中 、 分别为并列运行的两台变压器的额定容量。 适用工厂发展和调整的需要，变压器容量还应留有一定的裕量。 暗备用方式运行时，变压器的容量为 70%S 50%S，满足条件 1、 2；其负荷率为 50%S/70%S 70%,负荷率大于 68%，满足条件 3。暗备用方式投资省，能耗小，故应用广泛。 变压器调压方式选择：视负荷大小、可靠性要求、电压质量要求而定，一般车间变电所不使用有载调压变压器。 变压器相数选择：一般选择三相变压器。 间变压器台数选择 由负荷计算的结果， 1#车间， 2#车间， 3#车间，所用变低压侧的计算负荷分别为： 1#车间： P= Q= S=#车间： P= Q= S=- 16 - 3#车间： P= Q= S=用变： P=64 Q=24 S=于变压器故障率是比较低的，且各车间计算负荷 000照规定各车间均可只设一台变压器。考虑到该工厂属于二级负荷，对供电可靠性要求较高，为了防止变压器或者母线故障时供电中断，保证负荷的持续供电，可以考虑采用低压联络线。当然，在车间选择 2 台变压器可以提高供电可靠性，也是合理的方案。经过配电方案的比较，决定 选用 1 台变压器，方案比较的内容在高压配电系统设计中已完成。 间变压器容量选择 1 号变电所选用 1 台变压器，其低压侧计算负荷为 压器选择时应留有一定裕量，但是也要保证其负荷率不能过低，这样会浪费变压器的容量。综合考虑后，决定选择 800 变压器。 2 号变电所选择 1 台 1000变压器供电。 3 号变电所选用 1 台变压器，其容量为 315用变压器选择 2 台，按照暗备用方式，容量应为 0%=虑到所用变的重要性，留出一些裕量，选择其 容量为 80 唐山 地区年平均气温和宜昌接近，约为 18C 。在年平均温度为 20C时，变压器的寿命为正常寿命，因为厂区的气温比较接近 20C，为了方便计算，变压器的容量可不必校正。 在选出车间变压器的容量以后，可以由此算出变压器上的功率损耗。对于 1号车间变电所： 有功损耗 2 = 00） 2 =功损耗 2 =（ 00） *1000+（ 00） *1000*（ 00） 2 = 号车间采用 1 台变压器，容量为 1000功率损耗为： 有功损耗 2 =- 17 - 无功损耗 2 =变压器容量验算车间变压器的损耗，和前面的运算结果误差较小，证明变压器的选择符合设计的要求。 间变压器型号选择 选择 低损耗变压器 ， 按照其容量大小，选择变压器型号为： 1号车间： 800/10， 800 （ 6； 10） /Y, 1台 2 号车间： 1000/10， 1000 （ 6； 10） /Y, 1台 3 号车间： 315/10， 315 （ 6； 10） /Y, 4 1台 所用变压器： 80/10， 80 （ 6； 10） /Y, 4 2台 所选的 压范围是 5%，足以保证电压质量。 5 短路电流计算 路电流计算的目的和步骤 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。 当电源运行状 态变化时，短路电流发生显著变化，选择设备时，需要知道通过该设备最大可能的三相短路电流，因此要按最大运行方式计算短路电流；校验继电保护装置的灵敏度时，按最小运行方式短路时的灵敏系数是否合格，需算出最小运行方式下的短路电流。 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 - 18 - 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。 本设计中，经过短路电流的定性比较，选择 10线和 线作 为短路点。 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。 国家电网供电的工厂，都按“无限大电源系统”进行短路电流计算，使计算内容简化。 工厂供电系统的 短路电路比较简单，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 ，短路方式一般选择按三相短路方式。 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺 值 法。 高压系统的短路电流 计算多用标么值法，用此方法可以避免不同电压等级间复杂的折算。 标 幺值法进行短路计算 大运行方式下短路电流计算 本设计中，需要选择 10 千伏的高压电气设备， 伏的电气设备选择不做要求，只需作一个保护值的整定计算，不必详细计算低压侧的短路电流。由于 3个变电所的情况比较相似，选择负荷较大的 2号车间的低压母线计算短路电流。 选取功率基准值 00， 对于 K 1 点 短 路 时 ， 取 基 准 电 压 则 基 准 电 流j/( 3100/( 3* 对于 K 2 点 短 路 时 ， 取 基 准 电 压 则 基 准 电 流 3100/( 3* 计算各元件阻抗的标么值 电源电抗标么值： X*1M=)=100/187=0千伏单回架空线路电抗标么值： X*2=J/00/于是采用最大运行方式，则两回架空线并列运行，其等效阻抗为： X*2=- 19 - 高压母线阻抗较小，其阻抗值可以忽略 。厂区配电使用电缆，电缆的阻抗较架空线小很多，从厂区的分布图可以看出，比例尺为 1： 4000，到 2 号车间变电所的电缆长度大约为 24000=这段电缆的阻抗为： 00/段阻抗完全可以忽略。为了方便计算， 伏的母线也是不计阻抗的。 2号车间变压器电抗标么值： X*3 =( 100)*(00)*（ 100/1） =求电源至短路点总阻抗 对 K 1点： X* X*1M + X*2= K 2点： X* X*1M + X*2+ X*3=求短路电流的周期分量、冲击电流及短路容量 对 K 1：周期分量有效值 I X* 击短路电流 i I 路电流最大有效值 I 相短路容量 S I *J=1/ X* J=1/00=160 对 K 2：周期分量 I 路冲击电流 i 路电流最大有效值 I 相短路容量 S 00/ 最大运行方式下的短路电流计算电路图： - 20 - 电源阻抗车间变压器阻抗0 . 4 k V 短 路 点1 0 k V 短 路 小运行方式下短路电流计算 选取功率基准值 00， 对于 K 1点短路时，取基准电压 基准电流 对于 K 2点短路时，取基准电压 基准电流 计算各元件阻抗的标么值 电源电抗标么值： X*1M=100/107=0千伏单回架空线路电抗标么值： X*00/小运行方式下单母分段开关打开，两回线路分列运行，电源 车间母线单线供电，架空线路阻抗为 变压器电抗标么值： X*B=00*（ 100/1） =求电源至短路点总阻抗 对 K 1点： X* K 2点： X* 求短路电流的周期分量、冲击电流及短路容量 对 K 1：周期分量有效值 I 击短路电流 i - 21 - 短路电流最大有效值 I 相短路容量 S 00/ 对 K 2：周 期分量 I 路冲击电流 i 路电流最大有效值 I 相短路容量 S 00/ 最小运行方式下的短路电流计算电路图： 线短路10 果表达 最大运行方式下的短路电流计算： 三相短路电流 /相短路容量 / I i 60 小运行方式下的短路电流计算： 三相短路电流