變電所電氣一次初步設(shè)計(jì)培訓(xùn)講學(xué)

1、10kV變電所電氣一次初步設(shè)計(jì)10kV變電所電氣一次初步設(shè)計(jì)1.1 引言4.2 原始資料5.2.1 電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖5.2.2 負(fù)荷情況5.3 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算5.3.1 負(fù)荷分析5.3.2 負(fù)荷計(jì)算6.3.3 無(wú)功補(bǔ)償 無(wú)功補(bǔ)償概述 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 無(wú)功補(bǔ)償方法 并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制1.24 主變壓器的選擇4.1 3.4.2 概述1.1. .1.2 主變臺(tái)數(shù)的確定1.31.3 主變?nèi)萘亢托吞?hào)的確定1.35 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 電氣主接線(xiàn)概述1.55.2 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則1.5此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流5.3 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基

2、本要求1.55.4 主接線(xiàn)設(shè)計(jì).1.5.6 短路電流計(jì)算 概述.1 產(chǎn)生短路的原因 短路的種類(lèi) 短路電流計(jì)算的目的1.76.2 短路電流計(jì)算的方法和短路點(diǎn)的選擇 短路電流計(jì)算方法 短路點(diǎn)的選擇1.87電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 電氣設(shè)備選擇的一般原則 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件2.37.2 斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇 低壓刀開(kāi)關(guān)的選擇 低壓斷路器的選擇2.57.3 母線(xiàn)、柱子和穿墻套管的選擇及校驗(yàn) 母線(xiàn)2.7

3、.7.3.2 支柱絕緣子 穿墻套管 互感器的選擇3.07.4.1 電壓互感器:3.07.4.2 電流互感器。3.07.6配電裝置的選擇3.19變電所的防雷保護(hù) 變電所防雷概述3.11.2 避雷針的選擇3.11.3 避雷器的選擇3.1摘要：隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，特別是供穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設(shè)計(jì)和配置。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)10kv變電所電氣一次初步設(shè)計(jì)，此變電站有兩路進(jìn)線(xiàn)，一路采用架空線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)，一路采用電

4、纜進(jìn)線(xiàn)，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞10kV變電所設(shè)計(jì)1 引言電能是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無(wú)形的、不能大量?jī)?chǔ)存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。要滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。變電所作為變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，合理的變電所不僅能充分地

5、滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨螅€能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。本次設(shè)計(jì)根據(jù)一般變電所設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用兩路電源供電，一路采用架空進(jìn)線(xiàn)1, 一路采用電纜進(jìn)線(xiàn)U（進(jìn)線(xiàn)端共計(jì)2千米）。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，低壓側(cè)要有聯(lián)絡(luò)；變配電所要有防雷保護(hù)；要方便對(duì)變配電所中的變壓器或低壓斷路器等重要設(shè)備進(jìn)行安全檢修；低壓母線(xiàn)的每一路配出線(xiàn)要能分別控制,并在配電屏上顯示其輸出電壓與電流；每一路總的電源進(jìn)線(xiàn)柜內(nèi)要設(shè)置總的有功電度表,顯示其耗電量,且有電壓、電流輸出顯示。2原始資料2.1 電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖A變電所負(fù)荷2km300m待設(shè)計(jì)變電所2.2 負(fù)荷情況負(fù)荷分別為30+j40KVA（三級(jí)負(fù)荷）、75+j90KVA（一級(jí)負(fù)荷

6、）、100+j120KVA（二級(jí)負(fù)荷）；A路所帶負(fù)荷也分3條支路，負(fù)荷分別為：35+j45KVA（三級(jí)負(fù)荷）、90+j100KVA（二級(jí)負(fù)荷）、80+j90KVA（一級(jí)負(fù)荷）。3負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算3.1 負(fù)荷分析根據(jù)用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為以下三類(lèi)：1 .一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷害的負(fù)荷，中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的負(fù)荷，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、生產(chǎn)企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程被打亂而需要長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)等；中斷供電將影響重要用電單位正常工作的負(fù)荷，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、重要賓館、大型此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流體

7、育館、大型銀行營(yíng)業(yè)廳的照明、一般銀行的防盜系統(tǒng)、大型博物館、展覽館的防盜信號(hào)電源等2 .二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的負(fù)荷，大量產(chǎn)品報(bào)如主要設(shè)備損壞、廢，連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響較重要用電單位正常工作的負(fù)荷，如交通樞紐，通信樞紐等用電單位中的重要負(fù)荷、大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要公共場(chǎng)所等。3 .三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷應(yīng)為不屬于一級(jí)和二級(jí)的負(fù)荷。對(duì)一些非連續(xù)性的生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報(bào)廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬三級(jí)負(fù)荷3.2負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷情況PCi.i75kwQi. i90

8、 k varPen. 180kwP i.2100 kwQi. 2120 k var巴 1.2CP i.330 kwQci. 340k var八C1.每路變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：取同時(shí)系數(shù)90kw35kwK pOcn. 190 k varOcn. 2100k varOen. 3, 45 vark0. 95 K q 0. 7I路:Fei K pPci .iQi K q Qci .i0.95*(7510030)194.75kw0.7*(9040)242.5kvarSciP2I.194.2242.52311.2KVA75.II路：35)194.75 kw45)227.95kvar299. 81 KVA

9、FenKpFcn.iKqQn.iSCn、PiQin0.95*(80900.7*(90100194.752227.952PtIQTIn路PtiQTI4. 67kw18.66 kw4. 50kw17. 99 kw阪I路：PA In 路：COS 11 Sen194. 50. 650299.812 .變壓器損耗0.015Sci0.015*311.020.06Sci0.06*311.020.015Sen0.015*299.810.06Sen0.06*299.813 .變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷I路PciRi194.754.67199.42QciQiQi242.518.66261.16kvarSeiQ2199.

10、422261.162328.59KVAn路PCnFenRn194.754.50199.25kwSenQI199.52245.942316.52KVAQCnQnQn227.9517.99245.94kvar4 .每路低壓側(cè)的功率因數(shù)cos11b194.75,0.626SCI311.025 .每路高壓側(cè)功率因數(shù)PCi199.42cosI20.607I路：SCI3328.59II品§：COI2S199.250.630316.52Sen負(fù)荷名稱(chēng)計(jì)算負(fù)荷回路數(shù)供電方式有功(kW無(wú)功(kvar)1#出線(xiàn))75901電纜2#出線(xiàn)1001201電纜3#出線(xiàn)30401電纜4#出線(xiàn)80901電纜5#出線(xiàn)

11、901001電纜6#曲線(xiàn)35451電纜電容器回路-23.3無(wú)功補(bǔ)償331無(wú)功補(bǔ)償概述功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。用戶(hù)中絕大多數(shù)用電設(shè)備，如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電力變壓器、電焊機(jī)及交流接觸器等，他們都要從電網(wǎng)吸收大量無(wú)功電流來(lái)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，其功率因數(shù)均小于1,需要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。感性用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，從而降低功率因數(shù)。功率因數(shù)太低將會(huì)給供配電系統(tǒng)帶來(lái)電能損耗增加、電壓損失增大和供電設(shè)備利用率降低等不良影響。所以要求電力用戶(hù)功率因數(shù)必須達(dá)到一定值，低于某一定值時(shí)就要進(jìn)行補(bǔ)償。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3485-1998評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電導(dǎo)則中規(guī)定：“在

12、企業(yè)應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝置集最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9,凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的,中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備”。為豉勵(lì)提高功率因數(shù)，供電部門(mén)規(guī)定，功率因數(shù)低于規(guī)定值予以罰款，相反，規(guī)律因數(shù)高于規(guī)定值予以獎(jiǎng)勵(lì)，即實(shí)行“高獎(jiǎng)低罰”的原則。332無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算1.確定每路補(bǔ)償容量現(xiàn)要求高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9,補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)，考慮到變壓器有損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92來(lái)計(jì)算。I路：QFAtaniitan口)194.75*(tan(arccos0.626)tan(arccos0.92)159.64kvar參照供配電技術(shù)(第三版)唐志平主編技術(shù)P309附錄表A-2并聯(lián)電容器的參數(shù)。選取BIM

13、J0.4-14-3型電容器，需要數(shù)量E.ci15964niQN.CI1412II路:實(shí)際補(bǔ)償Qc.ci 12 14 168kavrI 路：Qc.ciPci (tantan n2)144.72k var參照供配電技術(shù)(第三版)唐志平主編P309附錄表A-2并聯(lián)電容器的技術(shù)參數(shù)選取BZMJ0.4-10-3型電容器，需要數(shù)量Q144.72nn15Qn.C210實(shí)際補(bǔ)償：Qc.ci1510150kvar補(bǔ)償后每路計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)I路：低壓側(cè)：Scz.lPTP2（QI3.相加2208.51kvA!g0.015S"（卻I0.06向12.51kvar高壓側(cè)：p I.hQ i.hSc I.hRiR

14、i197.88kwQiQ.ciQ87.01kvarP2.hQ-I7216.16kvAcosI2Pm0.915S.hI路cSi20.915>0.9符合要求22U低壓側(cè)：Ssn.iP2cn（QnQ.cn）209.77kvA路：Prn0.015Scn.i3.15kwQTn0.06Scn.112.59kvar高壓側(cè)n 路 c S n20.9090.9若有一路變壓器發(fā)生故障,則要閉合低壓聯(lián)絡(luò)，使一臺(tái)變壓器帶兩路的所pcn.hQn.hRnQnPnQ.cn197.9kwQn90.54kvar2n.h.Q;h217.63kvaPcLcosn2PCn-0.909Scn.h有負(fù)荷;低壓側(cè):PCPaPin38

15、9.5QQ.ciQnQ.cn152.45kvarSi.PC2Q2418.27kva空0.9310.9coscSc符合要求高壓側(cè)：R0.015Sc395.77kwQQ0.06Sc177.55kvarScPcQ2433.77kva2cosn0.9120.9nSc,ScIcc25.04AJ3Un符合要求3.3.3無(wú)功補(bǔ)償方法功率因數(shù)不滿(mǎn)足要求時(shí)，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)，然后進(jìn)行人工補(bǔ)償。(1)提高自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)是指未裝設(shè)任何補(bǔ)償裝置的實(shí)際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，就是不添置任何補(bǔ)償設(shè)備，采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無(wú)功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。1 .合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型

16、號(hào)。2 .防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空載運(yùn)行。3 .保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量。4 .合理選擇變壓器的容量。5 .交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行。(2)人工補(bǔ)償功率因數(shù)用戶(hù)的功率因數(shù)僅靠提高自然功率因數(shù)一般是不能滿(mǎn)足要求的，因此，還必1. 并聯(lián)電容器補(bǔ)償。是目前用戶(hù)、企業(yè)內(nèi)廣泛采用的一種補(bǔ)償裝置。具有#有功損耗小，為0.25%-0.5%,而同步調(diào)相機(jī)為1.5%-3%;#無(wú)旋轉(zhuǎn)部分，運(yùn)#個(gè)別電容器損壞不影響整個(gè)行維護(hù)方便；#可按系統(tǒng)需要，增加或減少補(bǔ)償容量；裝置運(yùn)行。2. 同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。3. 動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償。3.3.4并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制1. 并聯(lián)電容器的接線(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鞔蠖嗖捎媒泳€(xiàn)，低壓（0.5kv以下）

17、并聯(lián)電容器，廠商已做成三相，其內(nèi)部已接成形，少數(shù)大容量高壓電容器采用丫形接線(xiàn)。2. 并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點(diǎn)# 高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所的6-10KV母線(xiàn)上。# 低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車(chē)間變電所或建筑物變電所的低壓母線(xiàn)上。# 單獨(dú)就地補(bǔ)償單獨(dú)就地補(bǔ)償是指在個(gè)別功率因數(shù)較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組。我們?cè)O(shè)計(jì)的是10千伏變電所所以應(yīng)該采用高壓集中補(bǔ)償。3. 并聯(lián)電容器的控制方式兩并聯(lián)電容器的控制方式是控制并聯(lián)電容器的投切，有固定控制方式和自動(dòng)控制方式兩種。固定控制方式是并聯(lián)電容器不隨負(fù)荷的變化而投入或切除。自動(dòng)控制方式是并聯(lián)電容器的

18、投切隨著負(fù)荷的變化而變化，且按某個(gè)參量進(jìn)行分組投切控制，包括：#按功率因數(shù)進(jìn)行控制#按負(fù)荷電流進(jìn)行控制#按受電端的無(wú)功功率進(jìn)行控制電容器的分組采用循環(huán)投切（先投先切，后投后切）或編碼投切的工作方式。4主變壓器的選擇4.1 概述變壓器是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。變壓器的分類(lèi)方法比較多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三按冷卻方 式和繞組絕緣分有油浸相變壓器；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器；式、干式兩大類(lèi)，其中油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等，而干式變壓器又有澆注式、開(kāi)啟式、充氣式等；

19、按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器；按調(diào)壓分有無(wú)載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。安裝在總變壓變電所的變壓器通常稱(chēng)為主變壓器，6-10（20）kv變電所的變壓器常被叫做配電變壓器。4.2 主變臺(tái)數(shù)的確定1. 應(yīng)滿(mǎn)足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變壓器選擇也可多于兩臺(tái)。2. 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變壓器。3. 三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用兩路電源供電，一路采用架空進(jìn)線(xiàn)I,一路采用電纜進(jìn)線(xiàn)U;兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，

20、低壓側(cè)要有聯(lián)絡(luò)。所以需要采用兩臺(tái)變壓器。4.3 主變?nèi)萘亢托吞?hào)的確定裝有兩臺(tái)變壓器時(shí) 任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足總計(jì)算負(fù)荷的60%70%的要求，即SN（0.60.7）SC0.6418.270.7418.27250.96292.79KVA 任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷Sc"J的需要,Fc（i 2）K p（Fci.ii 12Qc（i 2）K q（ Q i .ii 1Fc n.i）327.75kwi 12Qcn.i ） Qc.ciQc .c ni 170kvar足（11Q.335.14KVA» 表 A-3-1SnSc（12）335.14KVA綜上，再考

21、慮到未來(lái)負(fù)荷的發(fā)展，參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）選擇S11-M500/10型電力變壓器，Dynll聯(lián)結(jié)組別由于當(dāng)聯(lián)絡(luò)閉合時(shí)，可能會(huì)存在兩變壓器并聯(lián)運(yùn)行，要滿(mǎn)足以下條件:1 .所有并列變壓器的電壓比必須相同即額定一次電壓和額定二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等，容許差值不得超過(guò)±5%o否則將在變壓器的二次繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，即二次電壓高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，引起電能損耗，導(dǎo)致繞組過(guò)熱甚至燒毀。2 .所有并列變壓器的連接組別必須相同連接組別不同，將使繞組的二次側(cè)電壓由現(xiàn)300的相位差，這一U也將在兩臺(tái)變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能導(dǎo)致變壓器繞組燒壞。3 .并列變壓器的短路電壓（阻抗電壓）必

22、須相等或接近相等并列變壓器的短路電壓須相等或接近相等，容許差值不得超過(guò)±10%。因并列運(yùn)行的變壓器的實(shí)際負(fù)載分配和他們的阻抗電壓值成反比，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。4 .并列變壓器的容量應(yīng)盡量相同或相近其最大容量和最小容量之比不宜超過(guò)3:1.否則可能導(dǎo)致變壓器間的環(huán)流增加，很容易造成小容量的變壓器發(fā)生過(guò)負(fù)荷情況。5電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)5.1電氣主接線(xiàn)概述供配電系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線(xiàn)；對(duì)應(yīng)的接線(xiàn)圖叫主接線(xiàn)圖，或主電路圖，又稱(chēng)一次電路圖、一次接線(xiàn)圖。1 發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用；2 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模；3 負(fù)荷大小和重要性；4 系

23、統(tǒng)備用容量大??；5 系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)對(duì)電氣主接線(xiàn)提供的具體資料。5.3 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 安全：充分保證人身和設(shè)備的安全。 可靠：滿(mǎn)足不同等級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求。 靈活：能適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，并能靈活地轉(zhuǎn)換，使之便于操作、檢修和適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。 經(jīng)濟(jì)：力求接線(xiàn)簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低，節(jié)約有色金屬。5.4 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)6短路電流計(jì)算6.1 概述在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，還要考慮系統(tǒng)的異常狀態(tài)和故障情況。供配電系統(tǒng)的故障有多種類(lèi)型，如短路、斷線(xiàn)或它們的組合，最嚴(yán)重的故障是短路故障。短路是指不同相之間，相對(duì)中線(xiàn)或地線(xiàn)之間的之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接短路

24、計(jì)算的目的主要是供母線(xiàn)、電纜、設(shè)備等選擇和繼電保護(hù)鑒定計(jì)算之用。6.1.1 產(chǎn)生短路的原因絕緣損壞；誤操作及誤接；飛禽跨接裸導(dǎo)線(xiàn)；短線(xiàn)、倒桿、碰線(xiàn)或人為破壞等等。6.1.2 短路的種類(lèi)1.三相短路2兩相短路3單項(xiàng)短路4單相接中性點(diǎn)短路A6.1.3短路電流計(jì)算的目的1電氣主接線(xiàn)比選；2選擇導(dǎo)體和電器；3確定中性點(diǎn)接地方式；4計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；5確定分裂導(dǎo)線(xiàn)間隔棒的間距；6驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。6.2 短路電流計(jì)算的方法和短路點(diǎn)的選擇6.2.1短路電流計(jì)算方法1. 根據(jù)短路計(jì)算要求畫(huà)出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件，并標(biāo)

25、出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。2. 畫(huà)出計(jì)算短路電流的等效電路圖。3. 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值，再將等效電路求出短路回路的總阻抗的標(biāo)幺值。4. 根據(jù)計(jì)算公式，由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，再計(jì)算短路各量。622短路點(diǎn)的選擇短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過(guò)的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。取最嚴(yán)重的短路情況別在0.4kv側(cè)的母線(xiàn)和10kV側(cè)的母線(xiàn)上發(fā)生短路情況（點(diǎn)k1.k2點(diǎn)k3k4發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計(jì)算。6.3 短路電流的計(jì)算（1）

26、 .Ka點(diǎn)短路已知電力系統(tǒng)出口斷路器斷流容量Soc1000MVA,取基準(zhǔn)容量Sd100MVA基準(zhǔn)電流分別為Id1、Id2則各電路抗標(biāo)幺值：八？*1 路：XS0.1Ooc參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）表3-2知10kv架空線(xiàn)單位長(zhǎng)度的電抗平均值Xo10.38/kmy*X0I1卑0.69X1WLI.Ud1Ka點(diǎn)三相短路時(shí)總阻抗標(biāo)幺值XkaI XSI X1WLI0.79Ka所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流IkaIIkaI1*XkaIId1IkaI1.27198kAish.kal2.55Ikai17.80kAS126.58MVAdI*XkalII 路： XsnSd 0.1參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）表3-210kv電纜線(xiàn)單

27、位長(zhǎng)度的電抗平均值X010.08/kmX1WLIX01I1鄉(xiāng)0.15Ud1Ka點(diǎn)三相短路時(shí)總阻抗標(biāo)幺值*Xka IXSI X1WLI 。25Ka點(diǎn)短路電流:*11kaI*4XkaIIkaIQIkaI22kAish.kaH2.551kai56.1kAIsh.kal1.511kai33.22kASLi?400MVAXkaI（2） Kb點(diǎn)短路參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）表3-2知0.4kv電纜線(xiàn),X020.06 /kmX*X2WLIX2WIX02l2-Sr0.05U d1*XtiX* Uk% Sd 8Xti8100 SnKb點(diǎn)三相短路時(shí)總阻抗標(biāo)幺值XkblXkalX2WLIXTI8.79XkbHXkan

28、X2WLHXTn8.30Kb點(diǎn)短路電流I路:*1kb ImIkbIId 2*XkblIkbI0?11416 45kAish.kbl 1.84IkbIIsh.kbI1 09 I30.27KA助 17 93 KASkbI冬 11.38MVAXkbI0.1217.32kAH路：1kbnbXkbH*kbHId2Ikbnsh.kbH1.84Ikbn31.87KAsh.kbn1.091kb'18.88KASkbH冬12.05MVAkbn(3)Kc短路時(shí)：變壓器低壓側(cè)最大計(jì)算電流為IcSc603.72AC:則變壓器低壓側(cè)電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備預(yù)選額定電流為1KA?觸頭的接觸電阻（mQ）額定電流50701001

29、402004006001K2K3K自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)1.31.00.750.65刀開(kāi)關(guān)0.150.08隔離開(kāi)關(guān)80.030.02如上表知，對(duì)應(yīng)共接觸電阻0.08m電抗忽略與3WL線(xiàn)路類(lèi)似的還有六條1l cl.1cl.2計(jì)算電流分別為<Pc2I.1Qc21.173uN169.10APcI.2Qc2I.2v3Un225.46A1cl.31cH,111cn.211VPcI.3QcI.3"3Uncn.1QcH.13Un.PcH.2QCH.23UnPcH.3QCH.3i3Un72.17A173.81A194.19A82.29A在六條線(xiàn)路

30、中，按其中最大的計(jì)算電流1c.max225.46A來(lái)預(yù)選每條線(xiàn)路上的刀開(kāi)關(guān)與低壓斷路器額定電流為400A,對(duì)應(yīng)刀開(kāi)關(guān)接觸電阻為0.2mQ,?自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)過(guò)電流線(xiàn)圈的阻抗（mQ）線(xiàn)圈額定電流（A）5070100140200400600電阻（65C時(shí)）5.52.351.30.740.360.150.12電抗60.550.280.100.094如上表知，低壓斷路器接觸電阻為0.4mQ,過(guò)電流線(xiàn)圈電阻與阻抗分別為0.15mQ,0.1mQ。由線(xiàn)電纜根據(jù)截流量預(yù)選截面為180mm的銅導(dǎo)體，參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）表A-15-3知其單位長(zhǎng)度阻值與阻抗分別為Ro0.12km,Xo0.07km

31、,線(xiàn)路電阻RR0L30.120.112m線(xiàn)路阻抗XX0L30.070.17m變壓器的阻抗（Pk5.41kW,Uk%4）Pk (孕)Rt 2SNT(4005.41)23.46m500Uk%100?UNT2SNT100400250012.8mt,玄RT12.823.46212.32則有低壓側(cè)到短路點(diǎn)部分R 0.08 20.20.4 0.1512 12.91mX0.1712.3219.42m三相短路電流Ud240099KA1 KCV'3 R2X2312.91 2 19.42 2Ushkc84 1kc 8.22KAiC1 shkc 1 .091kc10.79KA7電氣設(shè)備的選擇7.1 電氣設(shè)備

32、選擇的一般條件7.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則(1) 按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備的型號(hào)(2) 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流(3) 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度(4) 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)7.1.2 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件(1)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電壓Un應(yīng)不低于設(shè)備所在的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓Uns,即Un>=Uns(2)按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)的最大負(fù)荷電流Imax(或計(jì)算電流Ic),即ln>=Imax或ln>=lc7.2 斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇7.2.1 .高壓斷路器的

33、選擇兩路電源進(jìn)線(xiàn)，按最大短路電流選擇斷路器即按聯(lián)絡(luò)閉合時(shí)選擇斷路器，按兩路在Ka點(diǎn)短路時(shí)二者的最大短路電流校驗(yàn)，即按U路短路來(lái)校驗(yàn)高壓側(cè)最大計(jì)算電流Ic2504A參見(jiàn)供配電技術(shù)（第3版）表A-4選擇ZN48A-12/1600型真空斷路器ZN48A-12/1600型真空斷路器的校驗(yàn)序號(hào)ZN48A-12選擇要求電氣條件結(jié)論項(xiàng)目項(xiàng)目im1Un12kVUN.S10kV合格2IN1600AIc25.04A合格31CS31.5kAIkan22kA合格4Nmax80kAIsh.kan56.1kA合格5I2t1thHhIt2tth31.543969kA2sI21IkanLima2221484kA2S合格所以1

34、QF、2QF、14QF、15QF均選擇ZN48A-12/1600型真空斷路器7.2.2低壓刀開(kāi)關(guān)的選擇在短路電流計(jì)算時(shí)得變壓器低壓側(cè)最大計(jì)算電流為1c6O3.72A且短路計(jì)算時(shí)預(yù)選額定電流為1KA,參考低壓刀開(kāi)關(guān)全型號(hào)表示和含義：?低壓刀開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示和含義：口口口一口心菖他證證一0-無(wú)滅靶罩-有滅弧罩板前結(jié)鎬9-板后菇線(xiàn)極數(shù)一 1-*?2一敢極A三根頷定電流（抑1QK、2QK、3QK、7QK、8QK、12QF刀開(kāi)關(guān)-產(chǎn)品名稼結(jié)構(gòu)形式D-草頭5-雙頭機(jī)構(gòu)特征11-中央手柄式12-側(cè)方正面杠桿操作13-中央正面杠桿模作,選擇HD13BX1000/31六條曲線(xiàn)最大計(jì)算電流為怙.2225.46A,

35、則13QK、14QK均選擇HD13BX-1000/31。7.2.3 低壓斷路器的選擇（1）變壓器低壓側(cè)最大計(jì)算電流為1c603.72A參見(jiàn)供配電技術(shù)（第3版）表A-9-5，選擇CW2-1600型低壓斷路器，CW2-1600型低壓斷路器的校驗(yàn)序號(hào)CW2-1600選擇要求電氣條件結(jié)論項(xiàng)目項(xiàng)目1UN.QF400V>Un400V合格21N.QF1600A>IN.OR630A合格3I N.QR800AI C603.72A合格4ICS50kAIk.maxI .maxIKb.H 17 32kA合格長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定lop(2) Kreilc 1.1 603.72664.09參見(jiàn)供配

36、電技術(shù) 參見(jiàn)供配電技術(shù)（第3版）表A-9-6 ,動(dòng)作電流整定為1 op1 nor 800 A（第3版）表A-9-8,瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流整定為IoP(i)81P(1)6.4kA滿(mǎn)足要求。（2）各由線(xiàn)中計(jì)算電流最大的是lc|2225.46A，裝在曲線(xiàn)上做線(xiàn)路保護(hù)用的低壓短路，參見(jiàn)供配電技術(shù)（第3版）表A-9-1,選擇CM2-400L型CM2-400L型低壓斷路器的校驗(yàn)參見(jiàn)供配電技術(shù)（第3版）表A-9-1 ,動(dòng)作電流整定為op 51N 0. R1.25kA參見(jiàn)供配電技術(shù)10I3.5kA（第3版）表A-9-1,瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流整定為序號(hào)CM2-400L選擇要求電氣條件結(jié)論項(xiàng)目項(xiàng)目1UN.

37、QF400VUn400V合格2IN.QF400AIN.OR350A合格3IN.QR250AIcI.2225.46A合格4ICS50kAIk.maxI.maxIKb.H1732kA合格N.ORIop(i)0長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定10PKreJd.21.1225.46248A線(xiàn)路脫扣器的配合：曲線(xiàn)允許載流量Ial296.28A>'.OR250A符合要求。（3）為了保證前后級(jí)斷路器選擇性要求，在動(dòng)作電流選擇配合時(shí)，前一級(jí)動(dòng)作電流大于后一級(jí)動(dòng)作電流的1.2倍，即op.(1)1.21op.由于低壓斷路器保護(hù)特性時(shí)間誤差為土20%±30%,為防止誤動(dòng)作，應(yīng)把前一級(jí)動(dòng)作時(shí)間

38、計(jì)入負(fù)誤差（提前動(dòng)作），后一級(jí)動(dòng)作時(shí)間計(jì)入正誤差（滯后動(dòng)作）在這種情況下，仍要保證前一級(jí)動(dòng)作時(shí)間大于后一級(jí)動(dòng)作時(shí)間，才能保證前后級(jí)斷路器選擇性配合。lop1.25KA1.2Iop.（2）1.2800A0.96KA符合要求（4）靈敏校驗(yàn)Ks（2）呢991.551.3lop6.4Ks（D聽(tīng)992.831.3lop3.5符合要求該設(shè)計(jì)中，高壓側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)僅用來(lái)檢修時(shí)閉合接地，工作在非正常工作狀態(tài)，通過(guò)的電流很小，可按安裝地點(diǎn)電壓級(jí)直接選擇，JN15-10型號(hào)的高壓隔離開(kāi)關(guān)7.3 母線(xiàn)、柱子和穿墻套管的選擇及校驗(yàn)7.3.1母線(xiàn)高壓側(cè)的計(jì)算電流Ic25.04A低壓側(cè)的計(jì)算電流Ic603.72A參見(jiàn)供配電

39、技術(shù)（第三版）表A-11-2，高壓側(cè)選擇TMY-40X5的母線(xiàn)，低壓側(cè)選擇TMY-63X6.3的母線(xiàn)S00.5S40.5636.3198.45mm2參見(jiàn)供配電技術(shù)（第三版）表A-11-2，中性母線(xiàn)的選擇LMY-40X5.動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定校驗(yàn)b40高壓側(cè)母線(xiàn)跨距l(xiāng)=0.8m中心距a=0.3m,母線(xiàn)ab30040bh405查圖3-12，形狀系數(shù)K5?1.05三相短路最大電動(dòng)力l7Fc J3Kfi： h.kaH- 10 7 V 3 1.05 (56.1 10 a最長(zhǎng)的母線(xiàn)橫跨了三個(gè)開(kāi)關(guān)柜，則母線(xiàn)擋數(shù)為3)23,0 8 710 7 1.53kw0.3K=10FclkbAh1.53 0.8 10 3 122.4N.M100.042 0.0041.07 10 6 m3計(jì)算應(yīng)力M122.4610144.39mpaW1.07ai140mpac滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定最小允許截面S405200mm22$由191mm滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求低壓側(cè):母線(xiàn)跨距L=1m母線(xiàn)b=63mm22063636.3中心距a=0.2mh=6.3mm1.98查圖3-12形狀系數(shù)kf1.0三相最大短路電動(dòng)力fc73kfishgV31.05(31.87103)最長(zhǎng)的母線(xiàn)橫跨了三個(gè)開(kāi)關(guān)柜，則母線(xiàn)檔數(shù)為107923.6N6.23,k=10M空！W4.17計(jì)算應(yīng)力cl140MPa