工厂供电课程设计pro

1、学号：06工厂供电课程设计（2013级本科）题目:某变电所一次系统设计学院:物理与机电工程学院专业:电气工程及其自动化作者姓名:指导教师:职称：班主任完成日期： 2015 年 1月3日河西学院本科生课程设计任务书论文题目某变电所一次系统设计作者姓名所属系、专业、年级物电系电气132班指导教师姓名、职称任务下达日期设计的主要内容设计内容：负荷计算和无功功率补偿；变电所主变压器和主接线方案的选择；短路电流的计算等。设计依据1 、气象资料：工厂所在地区的年最高气温为34 C，年平均气温为15 C ,年最低气温为-18C，年最热月平均最高气温为25 C，年最热月平均气温为18 C，年最热月地下0.8m

2、处平均温度为21 C。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为2 、地质水文资料：工厂所在地区平均海拔1500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m 。3 、电费制度：工厂与当地供电部门达成协议，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。每月基本电费按主变压器容量计为18元/ kVA，动力电费为0 .20元/kw h,照明电费为元/kw h。工厂最大负荷时的功率因数不得低干，此外，电力用户需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。4 、工厂负荷情况见下表:序号名称类别设备容量Pe(kW)需要系数Kdcostan计算负荷P30（

3、kW）Q3o（k var）S30（kVA）l30（A）1铸造车间动力290照明10小计3002锻压车间动力200照明10小计2103仓库动力30照明5小计354电镀车间动力100照明8小计1085工具车间动力220照明10小计2306组装车间动力200照明30小计2307维修车间动力200照明13小计2138金工车间动力400照明16小计4169焊接车间动力830照明46小计87610锅炉房动力100照明3小计10311热处理车间动力200照明10小计21012生活区照明80总计(380V侧)动力照明取K P 0.9 nK q 0.95设计的基本要求、设计及计算说明书(1)说明书要求书写整齐，

4、条理分明，表达正确、语言简练。(2)主要计算过程和步骤完整无误，分析论证过程简单明了，各设计内容列表汇丿总。、图纸(1)绘制电气主接线图(2)原理图要求用标准符号绘制，布置均匀，设备符号大小合适清晰美观。三.设计进度安排阶段设£计各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料查阅有关资料、阅读设计要求必读的参考资料负荷计算电气主接线设计短路电流计算主要电气设备及载流导体选择书写课程设计说明书打印整理课程设计资料四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）【1】刘涤尘、王明阳、吴政球 .电气工程基础M.武汉：武汉理工大学出版社.2003年张学成.工矿企业供电设计指导书M

5、.北京：北京矿业大学出版社.1998年刘介才.工厂供电简明设计手册M.北京：机械工业出版社.1993年刘介才.实用供配电技术手册M.北京：中国水利水电出版社 .2002年刘介才.工厂供电M.北京：机械工业出版社.1997年【6】同济大学电气工程系.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（补充本）.北京：水利电力出版社.1990【9】JGJ16-2008民用建筑电气设计规范【10】GB50054-95低压配电设计规范【11】GB50052-95供配电系统设计规范【12】GB

6、50217-2007电力工程电缆设计规范【13】GB50060-92 3110KV高压配电装置设计规范教 研 室 意 见负责人签名：系（ 部 ）意见负责人签名：年 月日年 月日目录目录1绪论12引言12设计原则13本设计所做的主要工作132负荷计算及电容补偿15负荷计算的方法15负荷统计计算17电容补偿193变压器选择及主接线方案确定20主变压器台数选择20主变压器容量选择21主接线方案确定22变电所主接线方案的设计原则与要求22变电所主接线方案的技术经济指标22工厂变电所常见的主接线方案23确定主接线方案24无功功率补偿修定274 高低压开关设备选择29短路电流的计算29短路计算的方法29本

7、设计采用标幺制法进行短路计算29变电站一次设备的选择与校验37一次设备选择与校验的条件37按正常工作条件选择37按短路条件校验3810kV 侧一次设备的选择校验39380V 侧一次设备的选择校验40高低压母线的选择425 变电所进出线和低压电缆选择42变电所进出线的选择范围42变电所进出线方式的选择43变电所进出导线和电缆形式的选择43高压进线和低压出线的选择4310kV 高压进线的选择校验43由高压母线至主变的引入电缆的选择校验44380V 低压出线的选择446.防雷和接地装置的确定48装设避雷针48接地及其装置48确定接地电阻49接地装置初步方案49计算单根钢管接地电阻49确定接地钢管数和

8、最后的接地方案49附录一：变电所 10kV 高压一次系统图：40附录二：变电所 380V 低压一次系统图：40摘要关键词： 工厂供电 负荷计算 短路计算 主接线 变压器 一、二次设备 VISIO在本次课程设计过程中，我们小组共十个人利用两周的时间完成了此次的课设。每个人在组长的分配下，有不同的任务。我的任务是 10KV 高压进线的选择和校验以及由高压母线至主变的引入电缆的选 择校验。10KV高压进线为LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10KV共用电源干线。按发热条件初选为LGJ-16型，再通过校验机械强度及电压损耗确定为LGJ-16型钢芯铝绞线。考虑到高压母线至主变的引入线的美观及耐用程度，采用

9、YJV型交联聚乙烯绝 缘铜芯电缆直接埋地敷设，按发热条件初选为通过校验短路的热稳定度，得知此线满 足条件。 结束后对每个人的工作进行综合， 利用 VISIO 软件进行对主接线、 二次回路、 及短路电路的绘制。绘制过程遇到很多的元器件无法找到，便利用折线及圆形矩形等 图形进行组合绘制。(1) 安全(2) 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。(3) 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求1 绪论引言电能是现代工业生产的主要能源和动力。 电能既易于由其它形式的能量转换而来， 又易于转换为其它形式的能量以供应用； 电能的输送和分配既简单经济， 又便于控制、 调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

10、在工程机械制造厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成 本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或 投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提 高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳 动条件，有利于实现生产过程自动化。电能从区域变电站进入机械厂后， 首先要解决的就是如何对电能进行控制、 变换、 分配和传输等问题。在机械厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是 变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个机械厂的生产过程都将停止进行， 甚至还会引起一些严重的安全事故。机械

11、厂变电所要很好地为生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做 好节能工作，就必须达到以下基本要求：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(4) 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。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，既要照顾 局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。设计原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410kV及以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范、JGJ16-2008民用建筑电气设计规 范等的规定，进行变电所设计必须遵循以下原则

12、：1 、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。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，

13、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。本设计所做的主要工作目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据设计任务书的要求，结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技 术，本文主要做了以下工作：1、负荷计算机械厂变电所的负荷计算，是根据所提供的负荷情况进行的，本文列出了负荷计 算表，得出总负荷。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电 所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方 便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供

14、电部门要 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、变压器选择根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷 以及扩建和备用的需要，确定变压器型号。5、短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限 大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电 设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、电缆的

15、选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行电缆截面选择时必须满 足发热条件：电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热 温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2负荷计算及电容补偿负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。1单台组用电设备计算负荷的计算公式（1）.有功计算负荷（单位为kW）：(2-1)P30Kd Pe式中P30 设备有功计算负荷（单位为kW）;巳一用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kW）；Kd 用电设备组的需要系数。(2).无功计算

16、负荷（单位为KVAR）Q30 = p30 tan(2-2)式中Q30 设备无功计算负荷（单位为KVAR）tan 对应于用电设备组功率因数cos的正切值。(3).视在计算负荷（单位为KVA）S = RoS30 =cos(2-3)式中S30 视在计算负荷（单位为KVA）;cos 用电设备组的功率因数。.计算电流（单位为A）I = S30I30=；M(2-4)式中 I30 计算 电流（单位为A）;S30 用电设备组的视在功率（单位为KVA）;Un 用电设备组的额定电压（单位为KV）。2多组用电设备计算负荷的计算公式（1）.有功计算负荷（单位为kW）P30K PP30i(2-5)式中P30 多组用电设

17、备有功计算负荷（单位为kvy ；XP30i所有设备组有功计算负荷P30之和;K工?P 有功负荷同时系数，可取。（2）.无功计算负荷（单位为KVAR）QoK qQ30i(2-6)式中Q30 多组用电设备无功计算负荷（单位为KVAR）Q30i 所有设备组无功计算负荷Q30之和;Kq 无功负荷同时系数，可取。（3）.视在计算负荷（单位为KVA）S30Q3o(2-7)（4）.计算电流（单位为A）(2-8)IS30I 30f=亦Un(5) .功率因数cosBoS30(2-9)负荷统计计算根据提供的资料，列出负荷计算表。因设计的需要，计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、计算电流等。表中生活区的照明

18、负荷中已经包括生活区各用户的家庭动力负荷。具体负荷的统计计算见表2-1 0序号名称类别设备容量Pe(kW)需要系数Kdcostan计算负荷P30 (kW)Q30(k var)S30 (kVA)130(A)1铸造车间动力290116照明10小计3001242锻压车间动力20060100照明107小计21067830163仓库动力30照明5小计354电镀车间动力100照明8小计1085工具车间动力220照明10小计2306组装车间动力200照明30小计2307维修车间动力200照明13小计2138金工车间动力400照明16小计4169焊接车间动力830249照明46小计87610锅炉房动力100照

19、明3小计10311热处理车间动力200照明10小计21012生活区照明80总计（380v侧）动力照明取P0. 9q 0.95表2-1某变电所一次系统设计负荷计算表电容补偿由表2-1 知：P301015.02KW, Qo1233.85Kvar, S301597.7KVA，因此该厂 380V侧最大负荷时的功率因数为COS 0. 64供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时的功率因数不应低于。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于，本文取来计算 380V侧所需无功功率补偿容量:Qc 1015. 02tan(arcco s 0. 64) tan(arccos

20、0.93)选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为3型，采用其方案1 （主屏）1台与方 案3 （辅屏）10台相组合，总共容量 75kvar x 11=825kvar。无功补偿后工厂380V侧的负荷计算:P30do1015. 02KW1233825408. 85k varS30'2Q0(1015. 022408. 8521094.27KVA补偿后低压侧的功率因素:cos0.932 Q。无功补偿后工厂10KV侧的负荷计算:P30P'氏010251KWQ0Q Q03843k varS30I 3010948KVA6318Acos0.943变压器选择及主接线方案确定主变压器台数选择选择主

21、变压器台数时应考虑下列原则:1. 应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级 负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必 须有备用电源。2对季节性负荷或昼夜负荷变动较大， 适于采用经济运行方式的变电所， 可采用 两台变压器。3当负荷集中且容量相当大的变电所， 虽为三级负荷， 也可以采用两台或多台变 压器。4在确定变电所台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。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应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即S

22、N.T2 * * S30(3-1)2装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量SZ应同时满足以下两个条件:(1) 任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷 S3的大约60% 70%勺需要，即SN.T0.6 0.7 S30(3-2)(3-3)显然满足要求。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。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为S9-1250/1ffi低损耗配电变压器。S ( 0. 6 0.7)S30(656. 56 765. 99)KVAS S(1.2) (174. 07 65. 89 90. 11) 330. 07KVA因此选两台接线方式为的 S9-800/10

23、 型低损耗配电变压器。两台变压器并列运行，互为备用。主接线方案确定变电所主接线方案的设计原则与要求变电所的主接线，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。(1) 安全应符合有关国家标准和技术规范的要求， 能充分保证人身和设备的安全。(2) 可靠应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。(3) 灵活应能必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。(4) 经济在满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耗量。变电所主接线方案的技术经济指标1. 主接线方案的技

24、术指标(1) 供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。(2) 供电的可靠性。 主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。(3) 供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。(4) 运行的灵活性和运行维护的方便性。(5) 对变电所今后增容扩建的适应性。2. 主接线方案的经济指标(1) 线路和设备的综合投资额 包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等，可按当地电气安装部门的规定计算。(2) 变配电系统的年运行费包括线路和设备的折旧费。维修管理费和电能损耗费等。(3) 供电贴费(系统增容费)有关部门还规定申请用电，用户

25、必须向供电部门一次性地交纳供电贴费。(4) 线路的有色金属消耗费指导线和有色金属(铜、铝)耗用的重量。工厂变电所常见的主接线方案1.只装有一台主变压器的变电所主接线方案只装有一台主变压器的变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据高压侧采 用的开关电器不同，有三种比较典型的主接线方案：(1) 高压侧采用隔离开关 - 熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案；(2) 高压侧采用负荷开关 - 熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案；(3) 高压侧采用隔离开关 - 断路器的主接线方案。2.装有两台主变压器的变电所主接线方案装有两台主变压器的变电所的典型主接线方案有：(1) 高压无母线、低压单母线分段的主

26、接线方案；(2) 高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案；(3) 高低压侧均为单母线分段的主接线方案。确定主接线方案 侧主接线方案的拟定由原始资料可知，高压侧进线有一条10kV勺公用电源干线，为满足工厂二级负荷 的要求，又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源，因此，变电所高压 侧有两条电源进线，一条工作，一条备用，同时为保证供电勺可靠性和对扩建勺适应 性所以10kV则可采用单母线或单母线分段的方案。侧主接线方案勺拟定由原始资料可知，工厂用电部门较多，为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母 线或单母线分段接线的方案，对电能进行汇集，使每一个用电部门都可以方便地获得 电能。3. 方案确

27、定根据前面章节的计算，若主变采用一台S11型变压器时，总进线为两路。为提高供 电系统的可靠性， 高压侧采用单母线分段形式， 低压侧采用单母线形式， 其系统图见： 图3-1 采用一台主变时的系统图。若主变采用两台S11型变压器时，总进线为两路，为提高供电系统的可靠性，高压 侧采用单母线分段形式，两台变压器在正常情况下分裂运行，当其中任意一台出现故 障时另一台作为备用，当总进线中的任一回路出现故障时两台变压器并列运行。低压 侧采用也单母线分段形式，其系统图见：图 3-2 采用两台主变时的系统图。VA©006©V6 、VQ 0 0 9VAA图3-1采用一台主变时的系统图10KV电

28、源进线10KV电源进线GN6-10/200/LQJ-10,100/5GN8-10/200NO.101FS4-10RN2-10/0.5-1A(J)-03RN2-10/0.5JDZJ-10GN 810/200JDJ-10,10000/100GN8-10/200LQJ-10100/5SN1O-10I/630GG1A(F)-07iz/GN6-10/200S9-1600/101 vy JS9-1600/10Yyn0*1Yyn0HD13-1500/30 10HD13-1500/30PG2-0515-1500/3 ONC PGlDW515-1500/3LMZJ1-0,5,1500/LMZJ1-0,5,150

29、0/55LQJ-10,100/5GN8-10/200NO.101FS4-10RN2-10/0.5GG-1A(J)-03220/380VJDJ-10,10000/100GN8-10/200GCLQJ-10100/5SN1O- 10I/630GN8-10/200-1 A /lAc-71A(F)-07'1 丄SN10-10I/630CD-旷护LQJ-100/5GN6-10/100.联络线（备用电F源）图3-2采用两台主变时的系统图比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技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术供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗

30、略小指标灵活方便性只有一台主变，灵活性不好由于有两台主变，灵活性较好l/J、扩建适应性差一些更好电力变压器的按单台万元计，综合投资按单台万元计，综合投资综合投资额为2X =万元为4X =万元经高压开关柜(含计量按每台万元计，综合投资约为6台GG-1A( F)型柜综合投资约济柜)的综合投资额5 XX =万元为6XX = 万元指电力变压器和高压主变和高压开关柜的折旧和维修主变和高压开关柜的折旧和维修标开关柜的年运行费管理费约7万元管理费约10万元交供电部门的一次按800元/KVA计，贴费为1250贴费为2X 800X =128万元性供电贴费X万元=100万元表3-3两种主接线方案的比较从上表可以看

31、出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案优于装设一台主变的方案。从经济指标来看，装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案。由于集中负 荷较大，已经大于1250kVA,低压侧出线回路数较多，且有一定量的二级负荷，考虑今 后增容扩建的适应性，从技术指标考虑，采用于装设两台主变的方案。无功功率补偿修定低压采取单母线分段接线方式，考虑铸造车间、电镀车间和锅炉房为二级负荷，采 用双回路供电，但在正常状态下只由一回路供电，另回路作为备用。计算负荷时则,只考虑其中一回路。为使两段母线的负荷基本平衡，I段母线负荷设计为：铸造车间、 锻压车间、仓库、组装车间、工具车间、维修车间、热处理车间；n段母线负荷设计 为

32、：锅炉房、电镀车间、金工车间、焊接车间、生活区。I 段母线的负荷情况P 5644KW Q573 64k var， S 804. 7KVA,同时系数取为 Kp0. 95, Kq0. 97PKp564. 40. 95536. 18KWQKq573. 640. 97556. 4KvarSi772. 7KVAcos536.18KW772. 7KVA0. 69n段母线的负荷情况:Pi563. 4KW ,Qi725.0KvarSii918. 2KVA同时系数取为：Kp0.95,Kq0.97Pi535. 23KVy Q703. 3Kvar SII883. 8KVAcos II0. 61对无功功率补偿进行修定

33、:计算I段母线所需无功功率补偿容量，取cos 0. 92 :QcP(tan 1 tan 2)53618 tan(arccos0.69 tan(arccosO. 92)k var53618 (1.05 0.43)3324k var选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW型，采用其方案2 （主屏）1台与53618方案4 （辅屏）4台相组合，总共容量112kvar x 6=672kvar。补偿后的功率因素cos I B 一0.93 S 拥(Q Qi)2计算n段母线所需无功功率补偿容量，取cos 0. 92 :QiiP (tan I tan J 53523 tan(arccosO. 61) ta

34、n(arccosO.90k var535 23 (1.29 0.43)选 PGJ1460 3Ck var型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW型，采用其方案1 （主屏）1台与方案4（辅屏）2台相组合，总共容量112kvar x 2+84=308kvar。补偿后的功率因素Pi cos II Si53523092JP (Q Qii)24高低压开关设备选择短路电流的计算短路计算的方法进行短路电流计算，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

35、，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算出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（又称有名单位制法，因其短路计算中的 阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名）和标幺制法（又称相对单位制法，因其短路计 算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名）。本设计采用标幺制法进行短路计算1.标幺制法计

36、算步骤和方法(1)绘计算电路图，选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所以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Sd和基准电压Ud，计算短路点基准电流Id。一般设Sd=100MVA设Ud=Uc (短路计算电压)。短路基准电流按下式计算:(4-1)(3)计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值。一般只计算电抗。电力系统的电抗标幺值Xs* SSoc(4-2)式中SOc电力系统出口断路器的断流容量(单位为MVA。电力线路的电抗标幺值XWLX0lU c(4-3)式中Uc 线路所在电网的短路计算电压(单位为 KV。电力变压器的电抗标幺值V* Uk% SdXt100

37、 Sn(4-4)式中Uk% 变压器的短路电压(阻抗电压)百分值;Sn 变压器的额定容量(单位为 KVA计算时化为与Si同单位)。(4)绘短路回路等效电路，并计算总阻抗。用标幺制法进行短路计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个。"(5)计算短路电流。分别对短路计算点计算其各种短路电流： 三相短路电流周期分 量lk3)、短路次暂态短路电流|"、短路稳态电流I、短路冲击电流iS：)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)I S3)(4-5)I (3) Id IkX在无限大容量系统中，存在下列关系:"(3)I "(3) = I

38、 =1 k3)(4-6)高压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算:isS3) = I"(3)(4-7)"(3)isJ"(3)(4-9)IsJ"(3)(4-10)(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计算:(1)根据原始资料及所设计方案,图4-1(6)计算短路容量(4-11)2.两台变压器并列运行时绘制计算电路，选择短路计算点，如图4-1所示。并列运行时短路计算电路 设定基准容量Si和基准电压Ud，计算短路点基准电流Id,设Sd =100MVAUd=Uc，即高压侧Ud1=,低压侧Ud2=,则I d1Sd73Ud1严 5.5kA7

39、3 10.5kV(4-12)I d2Sd73Ud2背也144kA73 0.4kV(4-13) 计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值X； S 浓 0.2(4-14)式中SOc电力系统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x0 0.36 /km，而线路长9km,(4-15)X；0. 36 10100MVA3.27(10. 5KV)2电力变压器的电抗标幺值，查得 S9-800的短路电压Uk% = ,故X34_51005.62580CKW(4-16)X3 X44.5(4-17)(4) 绘制等效电路图，如图4-2所示:3k-1K-21 20723727At

40、45.63图4-2并列运行时短路等效电路图(5) 求k1点(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 (K1)X1X20. 23. 273. 47(4-18)三相短路电流周期分量有效值I (3)1 d1IK1 r5. 5kA3.471. 59KA(4-19)三相短路次暂态电流和稳态电流"I "(3) = I =ik3) =(4-20)三相短路冲击电流"(3)iS?=广=x =(4-21)"(3)第一个周期短路全电流有效值(4-22)三相短路容量sK3)Sd*X ( K1)100MVA 28. 82MVA3.47(4-23

41、)(6)求k2点(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6 28X* K 2X；X2X31| X40.2三相短路电流周期分量有效值I1 K2I d2X* K 2144KA6. 2822 93KA三相短路次暂态电流和稳态电流"(3)I "(3) = I (3) = lS =(4-26)三相短路冲击电流iSAl="(3)(4-27)第一个周期短路全电流有效值lS3)=l="(3)(4-28)三相短路容量10QMVA6. 2815 92MVA(4-29)3.两台变压器分裂运行时图4-3分裂运行时短路计算电路(2) 基准值和短抗标幺值同并

42、列运行时所算各值。(3) 绘制等效电路图，如图4-4所示:3563k-22327k-4k-35.63 cm图4-4分裂运行时短路等效电路图(4) k1点的短路计算值同并列运行时k1点的计算值。(5) k2点(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* K2* *XX2X；0.2 3 27 5.63 9.1(4-30)三相短路电流周期分量有效值I d 144X915.82KA(4-31)三相短路次暂态电流和稳态电流l"=1=隠="(3)(4-32)iS3) = i"(3) =三相短路冲击电流(4-33)第一个周期短路全电流有效值"(

43、3)IS? = I ' = X =(4-34)三相短路容量(4-35)SK3SdX100MVA 11.0MVA9. 1(6) k3点的短路计算值同k2点的计算值。4.短路电流计算结果短路电流计算结果见表4-1、表4-2 :表4-1并列运行时短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/ MVAIkI "(3)Ii ( 3)i sh1(3)I shSS kK1K2表4-2分列运行时短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/ MVAIkI "(3)1i ( 3)i shI sTSS kK1K2K3比较变压器并列和分裂运行两种情况下的短路计算，可得出分裂运行时的低压侧短路电流较并列运行时有明显减小，因此，为降低短路电流水平，所设计变电站通常 情况下应分裂运行。变电站一次设备的选择与校验正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行 设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用 新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济