畢業(yè)設計工廠10KV高壓配電所設計.doc

工廠10KV高壓配電所設計10KV High Voltage Power distribution design of factory專業(yè)名稱： 電氣自動化技術 作者姓名： 唐方燦 指導老師： 肖 洪 流 2011年12月7日摘 要 工廠10KV配電所是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電氣設備及配電網絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經濟的輸送到每一個用電設備的轉設場所。配電所涉及方面很多，需要考慮的問題多，分析配電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數據進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定配電所的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網絡及導線，進行短路電流計算，選擇配電所高低壓電氣設備。本配電所的初步設計包括了：（1）功率補償（2）變壓器確定 （3）系統(tǒng)接線方案選擇 （4）短路電流的計算 （5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內容關鍵詞：配電所；主接線；繼電保護Abstract 10KV substation power plant is an important part of the system, the electrical equipment and wiring distribution network according to a certain way of composition, he obtained power from the power system, through its transformation, distribution, transportation and protection functions, then energy safe, reliable, economical transportation to each place setting to switch electrical equipment. Distribution involves many aspects, many problems need to be considered, analysis of distribution of the tasks and user load, etc., select the site, the use of user data for load calculation to determine the reactive power compensation device users. While the choice of a variety of transformers in order to determine the distribution of the wiring, then short-circuit current calculation, select the electric Transmission and Distribution network and conductors, the short-circuit current calculation, select the high and low voltage electrical distribution equipment. The distribution of the preliminary design include: (1) power compensation (2) to determine the transformer (3) system wiring scheme selection (4) short-circuit current calculation (5) relay selection and tuning (6), lightning protection and grounding protection, etc. Keywords: distribution of; main wiring; relay目錄第一章緒論61.1工廠變配電所設計指導思想61.2原始負荷6第二章 配電所負荷確定及功率補償62.1負荷等級劃分62.2無功補償計算7第三章 配電所變壓器臺數和容量的確定83.1變壓器的分類8 3.2變壓器的構造及常用連接組別83.3電力變壓器的型號93.4主變壓器選型應考慮的因素93. 5 配電所主變壓器臺數和容量的選擇93. 5. 1主變壓器臺數的選擇93. 6 變壓器臺數的選擇10第四章 配電所的主接線方案114.1主接線的定義及基本要求114.2供電系統(tǒng)的接線方式124.3 配電所的主接線方式124. 3. 1線路變壓器接線124. 3. 2橋式接線134. 3. 3單母線分段式接線144. 3. 4雙母線接線144.4 配電所接線方案的一般要求144.5 配電所高壓側主接線的選擇15第五章 短路的計算165.1短路電流的基本概念165. 1. 1短路原因165. 1. 2短路的種類165. 1. 3短路的危害175. 1. 4研究短路的目的175. 1. 5進行短路計算的基本假設185.2 短路計算的方法步驟與作用公式185. 2. 1短路計算的方法與步驟185. 2. 2短路計算的常用公式195.3 本設計短路計算19第六章 電氣設備選擇226.1 電氣設備選擇原則226.1.1按正常工作條件選擇額定電壓與額定電流226.2 開關設備的原則236. 2. 1高壓斷路器的選擇及校驗236. 2. 2高壓負荷開關的選擇246. 2. 3隔離開關的選擇246. 2. 4高壓熔斷器的選擇256. 2. 5高壓開關柜的選擇266.3 本配電所10KV的主要設備選擇校驗266.4 母線選擇276. 4. 1材料及形狀的選擇276. 4. 2母線截面積的選擇276. 4. 3 10KV 高壓母線的選擇276.5儀用互感器的選擇296. 5. 1電流互感器選擇296. 5. 2電壓互感器選擇296.6架空線的選擇296.5電纜進線的選擇30第七章 二次回路設計及繼電保護的正定計算307.1概述 307.2二次接線的基本要求307.3二次接線的主要元件317.4配電所二次回路設備的選擇317. 4. 1配電所二次回路的類別及其功能317. 4. 2繼電保護裝置選擇的一般要求327. 4. 3自動裝置選擇的一般要求337. 4. 4絕緣監(jiān)察裝置與測量儀表選擇的一般要求337. 4. 5斷路器控制和信號回路選擇的一般要求347. 4. 6操作電源選擇的一般要求357.5繼電保護和自動裝置357. 5. 1過電流保護裝置357. 5. 2繼電保護裝置的整定計算35第八章 配電所的防雷和接地378.1 概述378.2 雷電的形式及危害性378.3 10KV配電所的防雷保護388. 3. 1概述388. 3. 2 10KV配電所的防雷保護388. 3. 3 10KV配電線路防雷措施398. 3. 4 10KV配電所設備防雷措施408.4 配電所的接地網41附表42總結43第1章 緒論1.1 工廠配電所設計指導思想工廠的供配電系統(tǒng)是是電力系統(tǒng)的終端網絡，它的供電環(huán)節(jié)多少不是固定不變的，它是工廠總負荷量的大小、工廠與供電電源之間的距離以及地區(qū)電網的供電條件等綜合因素決定的。因此本次設計主要考慮到以下問題：(1)設備安全和人身安全。要滿足這一點，必須按照國家標準和范圍規(guī)定，正確選擇電器設備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和正常情況下的保護系統(tǒng)，考慮到各種人身安全的技術措施。(2)供電的可靠性。接線應滿足不同負荷的不中短供電要求。(3)供電的靈活性。由于負荷的分散性以及工廠擴建的可能性和利用最小的切換，能適應不同的運行方式。例如：負荷不均衡時，能自動的切除不許要的變壓器，而在最大負荷時，有能方便的投入，以利于經濟運行。檢修時操作簡單，不至于斷電。(4)工廠的經濟性。在滿足以上的情況下，保障設計投資少，但不要以投資最少為最佳方案，因為投資的限額可能會影響到靈活性和經濟性，以至工廠停電，造成工廠的更大經濟塤失。接線的方式還應考慮到滿足現在和將來的發(fā)展需要。 由此，在總體規(guī)劃中要實現經濟、社會、和環(huán)境效益的綜合優(yōu)化，達到布局合理，功能齊全，投資經濟，節(jié)能節(jié)地，既能分期實施，又能相對完整，同時考慮遠期的發(fā)展，按照動態(tài)體系進行規(guī)劃。1.2原始負荷(1)負荷指標根據工廠變變所現有的工作系統(tǒng)的特點及今后發(fā)展的需要，本工程各主要車間的負荷指標是7000千伏安。第2章配電所負荷確定及功率補償2.1 負荷等級劃分由于工廠用電設備多、負荷大，對供電的可靠性要求很高，因此應準確劃分負荷的等級，做到安全供電，節(jié)約投資。對負荷等級的劃分標準是：(1)一級負荷：中斷供電將造成人員傷亡者或重大設備損壞給國民經濟帶來重大損失。；(2)二級負荷：中斷供電將造成大量減產和廢品，以至損壞生產設備，在經濟上造成重大損失；(3)三級負荷：凡不屬一級和二級負荷者。而本設計作為變點所的變電所，它包含有一級、二級和三級負荷。主要為二級負荷。2.2 無功補償計算無功補償計算就是把無功功率因數由cos1提高到cos2時需要補償的無功功率補償容量（kvar）由=0.82 （S=7000） 得=5740KW 由=7000kvA 得=4006kavr 無功補償計算按下式計算：380V側無功補償容量：QC=P30（tan1- tan2） （2-7） =5740（1.02-0.43） =57400.59 =3386.6kvar其中： cos1=0.7 cos2=0.92 tan1=1.02 tan2=0.43380V側補償后無功負荷：Q130=Q30-QC （2-8）=4006-3386.6=619.4kvar380V側補償后視在負荷： S130= =5906 KVA補償后功率因數達到：cos1=P30/S130=5740/5906=0.97主變壓器的功率損耗：P0.025S130=0.025906=118.12kWQ0.1S130=0.15906=590.6kvar10kV側的負荷 有功：P230=5740+118.12=5858.12kW 無功：Q230=619.4+590.6=1210kvar 視在：S230=5978補償后的功率因數：cos2=P230/S230=5858.12/6166.4=0.95第3章 配電所主變壓器臺數和容量的確定3.1 變壓器的分類變壓器通常分為電力變壓器和特殊變壓器兩大類。工廠變電所常用的是電力變壓器。電力變壓器可按下列方法分類：(1) 按用途分類：有升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡變壓器（聯(lián)絡幾個不同電壓等級的電網用）和廠用變壓器（供發(fā)電廠自用電）等。(2)按相數分類：有三相變壓器、單相變壓器。(3) 按線圈數分類：有雙線圈變壓器、三線圈變壓器。(4) 按冷卻方式分類：有油浸自冷變壓器、油浸風冷變壓器、油浸水冷變壓器、強迫油循環(huán)風冷變壓器、強迫油循環(huán)水冷變壓器、干式空氣自冷變壓器、干式澆注絕緣變壓器等。3.2 變壓器的構造及常用連接組別電力變壓器一般由器身（鐵心、線圈、絕緣、引線及分接開關等）、油箱（油箱以及放油閥門、活門、小車、接地螺絲、銘牌等附件）、冷卻裝置（散熱器或冷卻器）、保護裝置（油枕、油表、安全氣道、呼吸器、測溫元件、凈油器、氣體繼電器等）和出線裝置（高壓套管、低壓套管）等組成。變壓器接線組別是指變壓器各相線圈的連接方法，以及一次線電壓和二次線電壓之間的相位關系。國家規(guī)定單相電力變壓器連接組別有三種，即1/112、1/11212和01/11212；三相電力變壓器有五種，即Y/Y012、Y/11、Y0/11、Y0/Y12和Y/Y12。目前，三相電力變壓器常用的接線組標號為Y/Y012、Y/11、Y0/11。在區(qū)別不同的連接組時，我國采用的是時鐘表示法。具體做法是把高壓和低壓側的線電壓向量作為時鐘面上的長針和短針。當長針固定指向12點時，短針所指的鐘點就是連接組的組別。例如：當長針指向12點而短針也指向12點，而針重合時，則接線組別為12，即表示高低壓兩側線電壓同相；若長針指12點，而短針指在11，則接線組別為11，即表示高低壓兩側線電壓相差330O。3.3 電力變壓器的型號國內變壓器的型號用字母和數字表示，它分兩部分，前一部分有漢語拼音字母和一位阿拉伯數字組成，分別表示變壓器的類別、結構、特征、用途及設計序號等。后一部分有兩位數字和兩個字母組成，分別表示變壓器容量、高壓線圈電壓及防護代號等。而電力變壓器的型號有SL7型、S7型和S9型等。舉例說明：SL7125/6表示三相、油浸自冷式、鋁導線線圈、額定容量為125KVA、高壓線圈電壓6KV、第七次系列設計的電力變壓器。SJL1100/10 表示三相、油浸自冷式、鋁導線線圈、額定容量為100KVA、第一次系列設計的電力變壓器。3.4 主變壓器選型應考慮的因素(1)變電所所在的具體位置；(2)主要用電設備對供電的要求；(3)當地供電部門對變電所的管理體制；(4)當地氣候條件。3.5 配電所主變壓器臺數和容量的選擇3.5.1 主變壓器臺數的選擇當SNS30時，選一臺變壓器；當SN0.7S30，SN TS30（+0時，選用兩臺變壓器。其中SN T為單臺主變壓器容量，S30為變電所總的計算負荷。S30（+）為變電所一、二級負荷的計算負荷。擁有兩臺或多臺變壓器的變電所，各臺變壓器通常采取分別運行。如果采取并列運行時，應滿足：變壓比相同、聯(lián)接組別相同、短路電壓相同等，容量差別不宜過大?？偨祲鹤冸娝儔浩鲾盗考叭萘窟x擇是根據變壓器過負荷能力投資，可靠性綜合考慮結果，總降壓變電所中設置2臺變壓器是好處的。2臺變壓器的備用方式有2種：(1)明備用：即1臺工作，1臺備用。2臺變壓器均按100%計算負荷選擇。(2)暗備用：每臺變壓器都按計算負荷的70%選擇。正常運行時2臺變壓器承擔50%的最大負荷。則完全滿足經濟運行要求；而在故障時，由于0.75，可以過負荷1.4倍，一臺變壓器可承擔全部最大負荷。這種備用方式既滿足正常工作時經濟要求，又能在故障情況下承擔全部負荷，是較合理的備用方式，因此應用較廣泛。電力變壓器容量的最后決定還應綜合考慮發(fā)展負荷及變電所主接方案的選擇，做出幾個方案進行經濟比較后再作最后的決定。3.6變壓器容量的選擇 變壓器的容量SNT首先應保證在計算負荷SC下變壓器能長期可靠運行。 對有兩臺變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應同時滿足以下兩個條件： 滿足總計算負荷70%的需要，即SNT(0.6-0.7） S =（42004900） 滿足全部一、二級負荷SC(I+II)的需要，即SNTSC(I+II) 條件是考慮到兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受總計算負荷的50%，負載率約為0.7，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總計算負荷時，只過載40%，可繼續(xù)運行一段時間。在此時間內，完全有可能調整生產，可切除三級負荷。條件是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。根據無功補償后的計算負荷，S=7000kVA 即SNT0.6*7000=4200kVA 取變壓器容量為5000kVA表3.1 主變壓器的選擇因此，選擇為S95000/10型電力變壓器。額定容量SN /kVA聯(lián)結組別空載損耗PO /kW短路損耗PK /kW空載電流I O %阻抗電壓U K %5000Yd116390.95.5第4章 配電所主接線方案4.1 主接線定義及基本要求變電所的（電氣）主結線也稱一次（系統(tǒng)）結線。它的含義是指由各種開關電器、電力變壓器、母線、電力電纜及電抗器、避雷器、電容器等電氣設備以一定次序連接起來的接受和分配電能的電路。而主接線圖是指該種電路的接線方式。主接線對變配電所電氣設備選擇、配電裝置、運行的可靠性，均有重要影響。對主接線要求做到：可靠性、靈活性、安全性、經濟性。其中，安全可靠的技術是首要的，決不允許在運行或檢修時由于設計不合理而發(fā)生人身事故和重大設備事故。經濟節(jié)約是一貫的原則，仍應重視，但必須是考慮投資與運行費用的總效果最為經濟。（1） 供電可靠應根據負荷等級的不同采取相應的接線方式來保證其不同的可靠性要求。不可片面強調供電可靠性而造成不必要的浪費。在設計時，不考慮雙重事故。（2） 操作方便，運行靈活供電系統(tǒng)的接線應保證工作人員在正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和檢修，以及運行靈活，倒閘方便。為此，應簡化接線，減少供電層次和操作程序。（3）經濟合理接線方式在滿足生產要求和保證供電質量的前提下應力求簡單，以減少設備投資和運行費用。提高經濟性的有效措施之一就是高壓線路盡量深入負荷中心。（4） 便于發(fā)展接線方式應保證便于將來發(fā)展，同時應能滿足分期建設的需要。4.2 供電系統(tǒng)的接線方式供電系統(tǒng)的接線方式按網絡接線布置方式可分為放射式、干線式、環(huán)式及兩端供電式等接線系統(tǒng)；按其網絡運行方式可分為開式和閉式網絡接線系統(tǒng)；按對負荷供電可靠性的要求可分為無備用和有備用接線系統(tǒng)。在有備用接線系統(tǒng)中，其中一回路發(fā)生故障時，其余回路能保證全部供電的稱為完全備用系統(tǒng)；如果只能保證對重要用戶供電的則稱為不完全備用系統(tǒng)。備用系統(tǒng)的投入方式，可分為手動投入、自動投入和經常投入等幾種。4.3 配電所的主接線方式變電所的主接線是由各種電氣設備及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路數、電壓和負荷的大小、級別以及變壓器的臺數、容量等因素有關，所以變電所的主接線有多種形式。確定變電所的主接線對變電所電氣設備的選擇、配電裝置的配置及運行的可靠性等都有密切的關系，是變電所設計的重要任務之一。4.3.1線路變壓器接線當供電電源只有一回路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組接線。如圖41所示。變電所的變壓器的高壓側可以裝設隔離開關QS、高壓跌落式熔斷器FU或高壓斷路器QF受電，裝設哪種設備合適視具體情況而定。線路變壓器組接線方式的優(yōu)點是接線簡單，使用的設備少，基建投資省。缺點是供電可靠性低。當主接線中任一設備發(fā)生故障或檢修時，全部負荷都將停電。所以，這種接線方式多用于僅有二、三級負荷的變電所，如大型企業(yè)的車間變電所和小型用電單位的10KV變電所等。4.3.2 橋式接線為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用有兩回路電源受電和裝設兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為內橋、外橋和全橋三種，其接線如圖42所示。圖中WL1和WL2為兩回電源線路，經過斷路器QF1和QF2分別接至變壓器T1和T2的高壓側，向變電所送電。斷路器QF3猶如橋一樣將兩回線路聯(lián)在一起，由于斷路器QF3可能位于線路斷路器QF1、QF2的內側或外側，故又分為內橋和外橋接線。4.3.3 單母線分段式接線母線采用斷路器分段比用隔離開關操作方便，運行靈活，可實現自動切換以提高供電的可靠性。一般只在出線較少，供電可靠性要求不高時為了經濟才采用隔離開關作為母線的聯(lián)絡開關。單母線分段比雙母線所用設備少，系統(tǒng)簡單、經濟，操作安全。圖4.2 單母線分段主接線4.3.4 雙母線接線 變電所每回進、出線通過隔離開關可以接在任何一段母線上，兩母線之間用斷路器聯(lián)絡。因此不論那一段與母線同時發(fā)生故障，都不影響對用戶的供電，故可靠性高，運行靈活。缺點是設備投資多，結線復雜，操作安全性較差。這種結線主要用與負荷容量大，可靠性要求高，進、出線回路多的重要變電所。4.4 配電所主接線方案的一般要求在高壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側，必須裝設高壓隔離開關。在低壓斷路器（自動開關）的電源側及可能反饋電能的另側，必須裝設低壓刀開關。在裝設高壓熔斷器負荷開關的出線柜母線側，必須裝設高壓隔離開關。35KV及以上的線路末端，應裝設與隔離開關聯(lián)鎖的接地刀閘。變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關，線路上避雷器前不必裝隔離開關h。變電所的主結線方案，必須與負荷級別相適應。對一級負荷，應由兩個電源供電；對二級負荷，應由兩回路或者一回專用架空線路供電。接于公共干線上的變電所電源進線首端，應裝設帶有短路保護的開關設備。對一般生產區(qū)的變電所，宜采用放射式高壓配電，以確保供電的可靠性，但對生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。變電所低壓側的總開關，宜采用低壓斷路器。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和低壓母線分段開關均應采用低壓斷路器。變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行；當只一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并列運行。需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側應裝設高壓斷路器或高壓負荷開關。主結線方案應與主變壓器經濟運行的要求相適應。主結線方案要考慮到今后的擴展。主結線方案應力求簡單，采用的一次設備特別是高壓斷路器少，而且應選用技術先進，經濟適用的節(jié)能產品。由于工廠變電所一般都選用安全可靠且經濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主結線方案應與選套配電裝置的主結線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供電可靠性要求較高時，才采用手車式和抽屜式。中小型工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場合，則應采用真空斷路器或SF6斷路器。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操動機構，但這只適用于三相短路電流不超過KA的電路中。如短路電流較大或有遠控，自控要求時，則應采用電磁操動機構或彈簧操動機構。工廠的電源進線上應裝設專用的計量柜，其互感器只供計費的電度表用。應考慮無功功率的人工補償，使最大負荷時功率因數達到規(guī)定的要求。4.5 配電所高壓側主接線的選擇屬于一級及二級負荷的工廠，一般多采用雙回路電源進線和兩臺主變壓器組成的內橋型結線。進線可以是兩個獨立電源，或者是單電源的雙回路。少數用電量很大而主變壓器有三臺的工業(yè)企業(yè)，其總降壓變電所常采用擴大橋型接線。對中小型總降壓變電所，如運行方式沒有提出要求，為經濟起見，也可以采用兩組隔離開關做成橋型接線的橋支路。屬于二級及三級負荷的用戶，通常只有一回高壓電源進線，少量的重要負荷宜用610KV備用電源給以解決，這樣，工廠的總降壓變電所可以采用無母線制的線路變壓器組接線。若線路不長，主變壓器高壓側可以不裝斷路器，而由電源側的出線斷路器承擔其任務，僅在變電所進線處裝設帶接地刃的隔離開關，以策變電所檢修時之安全。這種接線之優(yōu)點是：簡單、設備少、基建快、投資費用低。根據具體情況及附近的電源，為了便于工廠的用電管理，提高供電的可靠性及靈活性，本規(guī)劃高壓側采用單母線接線，在負荷區(qū)內設兩座10KV變電所，其中一變電所為備用變電所，一路電路故障時另一路電源可以繼續(xù)運行。第5章 短路電流計算5.1 短路電流的基本概念為保障電力系統(tǒng)及工廠供配電系統(tǒng)的安全、可靠運行，在設計中不僅要考慮系統(tǒng)的正常運行，而且要考慮到故障狀態(tài)下的運行情況，尤其是短路故障情況。所謂短路是指供電系統(tǒng)中不相同的導線或相對地發(fā)生金屬性的連接或經小電阻的連接。5.1.1 短路的原因產生短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣損壞所致。絕緣損壞是由于絕緣老化、過電壓、機械損傷等造成。其他如操作人員帶負荷拉閘或者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作。鳥獸在裸露的載流部分跨越以及風雪等自然現象也能引起短路。5.1.2 短路的種類在三相供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。第一種短路稱為對稱短路，后三種統(tǒng)稱為不對稱短路。一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都可以歸納為對稱短路的計算。這幾種短路的簡況如表51所示。就上述幾種短路故障而言，出現單相短路故障的機率最大，三相短路故障的機率最小。但在配電系統(tǒng)中，三相短路的后果最嚴重，因而以此驗算電器設備的能力。5.1.3 短路的危害發(fā)生短路時，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因而短路電流可能達到很大的數值。強大的短路電流所產生的熱和電動力效應會使電氣設備遭到破壞。短路點的電弧可能燒毀電氣設備。短路點附近的電壓顯著降低，使供電受到嚴重影響或被迫中斷。若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運行接裂，引起嚴重后果。不對稱接地短路所造成的零序電流，會在鄰近的通訊線路內產生感應電勢，干擾通訊，亦可能危及人身和設備的安全。 表51短路的種類短路種類示意圖代表符號性質三相短路K（3）三相同時在一點短接，屬于對稱短路兩相短路K（2）兩相同時在一點短接，屬于不對稱短路兩相接地短路K（1.1）在中性點直接接地系統(tǒng)中，兩相在不同地點與的短接單相接地短路K（1）在中性點接地系統(tǒng)中，一相與地短接5.1.4 研究短路的目的為了限制短路的危害和縮小故障影響的范圍，在變電所和供電系統(tǒng)的設計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決下列技術問題：(1)選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。(2)選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。(3) 確定限流措施，當短路電流過大造成設備選擇困難或不夠經濟時，可采取限制短路電路的措施。(4) 確定合理的主結線方案和主要運行方式等。5.1.5 進行短路計算的基本假設供電系統(tǒng)短路的物理過程是很復雜的，影響因素很多。為了簡化分析和計算，采取一些合理的假設以滿足工程計算的要求。通常采取以下基本假設：(1) 忽略磁路的飽和與磁滯現象，認為系統(tǒng)中的各元件參數為恒定。(2) 忽略各元件的電阻。高壓網的各種電氣元件，其電阻一般都比電抗小得多。在計算短路電流時，即使R=1/3X，略去電阻所求得的短路電流僅增大5%，這在工程上是允許的。但電纜線路或小截面架空線路當R1/3X時，電阻不能忽略。此外，在計算暫態(tài)過程的時間常數時，電阻不能忽略。(3) 忽略短路點的過渡電阻。過渡電阻是指相與相之間短接所經過的電阻，如被外來物體短接時，外來物的電阻，接地短路的接地電阻，電弧短路的電弧電阻等。(4) 除不對稱故障處出現局部不對稱外，實際的電力系統(tǒng)通常都可以當作三相對稱。5.2 短路計算的方法、步驟與常用公式對于一般中小型變電所來說，電源方向的大型電力系統(tǒng)可看作是無限大容量的系統(tǒng)。無限大容量電力系統(tǒng)的基本特點是其母線電壓總維持不變。這里只介紹無限大容量電力系統(tǒng)中的短路計算。5.2.1 短路計算的方法與步驟歐姆法（又名單位制法）的計算步驟如下：(1) 計算短路回路中各主要元件的阻抗；(2) 繪短路回路的等效電路，按阻抗串并聯(lián)求等效阻抗的方法，化簡電路，計算短路回路的總阻抗。(3) 計算三相短路電流周期分量有效值及其他短路電流和三相短路容量。(4)列出短路計算表標幺值法（相對單位制法）的計算步驟如下： 設定基準容量Sd和基準電壓Ud，計算短路點基準電流Id。一般設Sd=100MVA，設Ud=U0（短路計算電壓U0較之同級電網額定電壓高5%），Id=Sd/Ud。 計算短路回路中各主要元件的電抗標幺值。 繪短路回路的等效電路，按阻抗串并聯(lián)回路求等效阻抗的方法，化簡電路，計算短路回路的總電抗標幺值。 計算三相短路電流周期分量有效值及其它短路電流和三相短路容量。 列出短路計算表。5.2.2 短路計算的常用公式電力系統(tǒng)阻抗： （5-1）線路阻抗： （5-2）變壓器阻抗： （5-3）三相短路電流：高壓側： （5-4） 低壓側： 三相短路容量： （5-5）5.3本設計短路計算電源取自距本變電所3km外的35kV變電站，用10kV雙回架空線路向本變電所供電，出口處的短路容量為250MVA。圖5.1 高壓電網短路電流計算圖求10kV母線上K-1點短路和380V低壓母線上K-2點短路電流和短路容量。電源側短路容量定為Sk=250MVA確定基準值：取 Sd=100MVA Uc1=10.5kV Uc2=0.4kVId1= =100MVA/（*10.5kV）=5.50kAId1= =100MVA/（*0.4kV）=144.34kA計算： 電力系統(tǒng) X1*= Sd/Sk=100MVA/250MVA=0.4 架空線路 X2*=X0LSd/Uc2=0.35/km*3km*=0.95 電力變壓器 X3*=Uk%Sd/100SNT=1求K-1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量： 總電抗標幺值X*(k-1) =X1*+X2*=0.4+0.95=1.35 三相短路電流周期分量有效值Ik-1(3) = Id1/X*(k-1) =5.50kA/1.35=4