10kv變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10kv變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)名目

1引言(2)

1.1.用戶供電系統(tǒng)(3)

2變電所負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算(2)

2.1負(fù)荷狀況(2)

2.1.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)全廠的用電設(shè)備統(tǒng)計(jì)如下表(2)

2.2變電站的負(fù)荷計(jì)算(2)

2.1.2負(fù)荷計(jì)算(2)

2.3無功補(bǔ)償?shù)哪康暮头桨?3)

2.4無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算及設(shè)備選擇(3)

3變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇(5)

3.1變壓器的選擇原則(5)

3.2變壓器類型的選擇(5)

3.3變壓器臺(tái)數(shù)的選擇(5)

3.4變壓器容量的選擇(6)

4主接線方案的確定(7)

4.1主接線的基本要求(7)

4.1.1平安性(7)

4.1.2牢靠性(7)

4.1.3敏捷性(7)

4.1.4經(jīng)濟(jì)性(7)

4.2主接線的方案與分析(7)

4.3電氣主接線的確定與繪圖(8)

5短路電流的計(jì)算(11)

5.1短路電流及其計(jì)算(11)

5.2三相短路電流的計(jì)算(10)

6變電所高壓進(jìn)線、一次設(shè)備和低壓出線的選擇(14)

6.1用電單位總計(jì)算負(fù)荷(14)

6.2高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)(14)

6.2.1架空線的選擇(14)

6.2.2電纜進(jìn)線的選擇(14)

6.3變電所一次設(shè)備的選擇(14)

6.3.1高壓斷路器的選擇(14)

6.3.2高壓隔離開關(guān)的選擇(15)

6.3.3高壓熔斷器的選擇(15)

6.3.4電流互感器的選擇(15)

6.3.5電壓互感器的選擇(16)

6.3.6高壓開關(guān)柜的選擇(16)

6.4低壓出線的選擇(17)

6.4.1低壓母線橋的選擇(17)

6.4.2低壓母線的選擇(17)

7防雷愛護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)(18)

7.1架空線路的防雷措施(18)

7.2變配電所的防雷措施(18)

7.3變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)(19)

7.3.1接地電阻的要求(19)

7.3.2接地裝置(19)

7.4變配電所配電裝置的愛護(hù)(20)

8變電所二次回路方案(21)

8.1繼電愛護(hù)的選擇與整定(21)

8.1.1繼電愛護(hù)的選擇要求(21)

8.1.2繼電愛護(hù)的裝置選擇與整定(21)

結(jié)論(26)

謝辭(27)

1引言

1.1用戶供電系統(tǒng)

電力用戶供電系統(tǒng)由外部電源進(jìn)線、用戶變配電所、凹凸壓配電線路和用電設(shè)備組成。按供電容量的不同，電力用戶可分為大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）

1.大型電力用戶供電系統(tǒng)

大型電力用戶的用戶供電系統(tǒng)，采納的外部電源進(jìn)線供電電壓等級(jí)為35kV及以上，一般需要經(jīng)用戶總降壓變電所和車間變電所兩級(jí)變壓?？偨祲鹤冸娝鶎⑦M(jìn)線電壓降為6-10kV的內(nèi)部高壓配電電壓，然后經(jīng)高壓配電線路引至各個(gè)車間變電所，車間變電所再將電壓變?yōu)?20/380V的低電壓供用電設(shè)備使用。

某些廠區(qū)環(huán)境和設(shè)備條件許可的大型電力用戶也有采納所謂“高壓深化負(fù)荷中心”的供電方式，即35kV的進(jìn)線電壓直接一次降為220/380V的低壓配電電壓。

2.中型電力用戶供電系統(tǒng)

一般采納10kV的外部電源進(jìn)線供電電壓，經(jīng)高壓配電所和10kV用戶內(nèi)部高壓配電線路饋電給各車間變電所，車間變電所再將電壓變換成220/380V的低電壓供用電設(shè)備使用。高壓配電所通常與某個(gè)車間變電所合建。

3.小型電力用戶供電系統(tǒng)

一般小型電力用戶也用10kV外部電源進(jìn)線電壓，通常只設(shè)有一個(gè)相當(dāng)于車間變電所的降壓變電所，容量特殊小的小型電力用戶可不設(shè)變電所，采納低壓220/380V直接進(jìn)線。

2.變電所負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算

2.1負(fù)荷狀況

本廠多數(shù)車間為三班制，最大負(fù)荷利用小時(shí)hT5000max=，除1#、2#、3#車間部分設(shè)備屬二級(jí)負(fù)荷外，其它均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明設(shè)備為單相，額定電壓為220V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)參見下表1-1。供電部門對(duì)功率因數(shù)的要求值：10kV供電時(shí)，cos0.9?≥。

變電所位置已選定，每個(gè)車間距離變電所的距離為：1#車間：110m；2#車間：80m；3#車間：100m；4#車間：90m。

2.2變電站的負(fù)荷計(jì)算

2.2.1負(fù)荷計(jì)算

按需要系數(shù)法計(jì)算各組負(fù)荷：

有功功率P=Kd?Σpei（2.1）

無功功率Q=P??tan（2.2）視在功率S=22QP+（2.3）上述三個(gè)公式中：ΣPei：每組設(shè)備容量之和，單位為kW；Kd：需要用系數(shù)；

?cos:功率因數(shù)。

總負(fù)荷的計(jì)算：

1.有功功率Pc=K∑p?ΣPc.i（

2.4）2.無功功率Qc=K∑q?ΣQc.i（2.5）

3.視在功率Sc=2C2CQP+（2.6）

式中：對(duì)于干線，可取K∑p=0.85-0.95，K∑q=0.90-0.97。對(duì)于低壓母線，由用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，可取K∑p=0.8-0.9，K∑q=0.85-0.95。由干線負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，可取K∑p=0.9-0.95，K∑=0.93-0.97。

2.3無功補(bǔ)償?shù)哪康暮头桨?/p>

由于用戶的大量負(fù)荷如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、氣體放電燈等，都是感性負(fù)荷，使得功率因數(shù)偏低，因此需要采納無功補(bǔ)償措施來提高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9，根據(jù)實(shí)際狀況本次設(shè)計(jì)要求功率因數(shù)為0.92以上，因此，必需實(shí)行措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的方法是裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償并聯(lián)電容器裝置。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，擬定采納低壓集中補(bǔ)償方式進(jìn)行無功補(bǔ)償。

2.4無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算及設(shè)備選擇

我國(guó)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)章》規(guī)定：容量在100kV·A及以上高壓供電用戶，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，如達(dá)不到上述要求，則必需進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。

一般狀況下，由于用戶的大量如：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等都是感性負(fù)荷，使得功率因數(shù)偏低，達(dá)不到上述要求，因此需要采納無功補(bǔ)償措施來提高功率因數(shù)。當(dāng)功率因數(shù)提高時(shí)，在有功功率不變的狀況下，無功功率和視在功率分別減小，從而使負(fù)荷電流相應(yīng)減小。這就可使供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失降低，并可選用較小容量的電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和較小截面的電線電纜，削減投資和節(jié)省有色金屬。因此，提高功率因數(shù)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)大有好處。

要使功率因數(shù)提高，通常需裝設(shè)人工補(bǔ)償裝置。最大負(fù)荷時(shí)的無功補(bǔ)償容量QN·C應(yīng)為：

QN·C='CCQQ-=PC（?tan-'tan?）(2.7)

按此公式計(jì)算出的無功補(bǔ)償容量為最大負(fù)荷時(shí)所需的容量，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，補(bǔ)償容量也應(yīng)相應(yīng)減小，以免造成過補(bǔ)償。因此，無功補(bǔ)償裝置通常裝設(shè)無功功率自動(dòng)補(bǔ)償掌握器，針對(duì)預(yù)先設(shè)定的功率因數(shù)目標(biāo)值，依據(jù)負(fù)荷的變化相應(yīng)投切電容

C

.NC.NqQn=C

CSP9.729506

.619C

.NC.NqQn=C

C

SP器組數(shù)，使瞬時(shí)功率因數(shù)滿意要求。

提高功率因數(shù)的補(bǔ)償裝置有穩(wěn)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備和動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備。前者主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器。動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷。

低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置通常與低壓配電屏配套制造安裝，依據(jù)負(fù)荷變化相應(yīng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)一般有4、6、8、10、12組等。用上式確定了總的補(bǔ)償容量后，就可依據(jù)選定的單相并聯(lián)電容器容量qN·C來確定電容器組數(shù)：

(2.8)

在用戶供電系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償裝置位置一般有三種安裝方式：

(1)高壓集中補(bǔ)償補(bǔ)償效果不如后兩種補(bǔ)償方式，但初投資較少，便于集中運(yùn)行維護(hù)，而且能對(duì)企業(yè)高壓側(cè)的無功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償，以滿意企業(yè)總功率因數(shù)的要求，所以在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用。

(2)低壓集中補(bǔ)償補(bǔ)償效果較高壓集中補(bǔ)償方式好，特殊是它能削減變壓器的視在功率，從而可使主變壓器的容量選的較小，因而在實(shí)際工程中應(yīng)用相當(dāng)普遍。

(3)低壓分散補(bǔ)償補(bǔ)償效果最好，應(yīng)優(yōu)先采納。但這種補(bǔ)償方式總的投資較大，且電容器組在被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止運(yùn)用時(shí)，它也將一并被切除，因此其利用率較低。

本次設(shè)計(jì)采納低壓集中補(bǔ)償方式。

PCQCSC取自低壓母線側(cè)的計(jì)算負(fù)荷，?cos提高至0.92

?cos===0.85

QN·C=PC（?tan-'tan?）=619.506*=120kvar選擇BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，qN·C=20kvar

（2.9）

=120kvar/20kvar=6取n=6補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷

SC=2C·NC2CQQ(P）-+=674.19kV·A?cos==0.92

3.變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇

3.1變壓器的選擇原則

電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、安排和使用，對(duì)變電所主接線的形式及其牢靠性與經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺(tái)數(shù)和容量，是對(duì)接下來主接線設(shè)計(jì)的一個(gè)主要前題。

選擇時(shí)必需遵照有關(guān)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜，結(jié)合實(shí)際狀況，合理選擇，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品，并優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品。

3.2變壓器類型的選擇

電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組形式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組別等。，

變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩種。用戶變電所一般采納三相變壓器。

變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。10kV配電變壓器一般采納無載調(diào)壓方式。

變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器等。用戶供電系統(tǒng)大多采納雙繞組變壓器。

變壓器按絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。

10kV配電變壓器有Yyn0和Dyn11兩種常見聯(lián)結(jié)組。由于Dyn11聯(lián)結(jié)組變壓器具有低壓側(cè)單相接地短路電流大，具有利于故障切除、承受單相不平衡負(fù)荷的負(fù)載力量強(qiáng)和高壓側(cè)三角形接線有利于抑制零序諧波電流注入電網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，從而在TN及TT系統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3.3變壓器臺(tái)數(shù)的選擇

變壓器的臺(tái)數(shù)一般依據(jù)負(fù)荷等級(jí)、用電容量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜合考慮確定?！?0kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50053－94》中規(guī)定，當(dāng)符合以下條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的變壓器：⑴有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；⑵季節(jié)性負(fù)荷變化較大；⑶集中負(fù)荷容量較大。

變電所中單臺(tái)變壓器（低壓為0.4kV）的容量不宜大于1250kV·A。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可選用較大容量的變壓器。

在一般狀況下，動(dòng)力和照明宜共用變壓器。當(dāng)屬下列狀況之一時(shí)，可設(shè)專用變壓器：

一、當(dāng)照明負(fù)荷較大或動(dòng)力和照明采納共用變壓器嚴(yán)峻影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時(shí)，可設(shè)照明專用變壓器；

二、單臺(tái)單相負(fù)荷較大時(shí)，宜設(shè)單相變壓器；

三、沖擊性負(fù)荷較大，嚴(yán)峻影響電能質(zhì)量時(shí)，可設(shè)沖擊負(fù)荷專用變壓器。四、在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地，電氣裝置外露導(dǎo)電體就地接地系統(tǒng)（IT系統(tǒng)）的低壓電網(wǎng)中，照明負(fù)荷應(yīng)設(shè)專用變壓器。

由于本單位的用電設(shè)備負(fù)荷有二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50053－94的要求，宜裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，選擇臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。

3.4變壓器容量的選擇

變壓器的容量SN·T首先應(yīng)保證在計(jì)算負(fù)荷SC下變壓器能長(zhǎng)期牢靠運(yùn)行。

對(duì)有兩臺(tái)變壓器的變電所，通常采納等容量的變壓器，每臺(tái)容量應(yīng)同時(shí)滿意以下兩個(gè)條件：

①滿意總計(jì)算負(fù)荷70%的需要，即SN·T≈0.7SC；（3.1）②滿意全部一、二級(jí)負(fù)荷SN的需要,即SN·T≥SC(I+II)（3.2）條件①是考慮到兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器各承受總計(jì)算負(fù)荷的50%，負(fù)載率約為0.7，此時(shí)變壓器效率較高。而在事故狀況下，一臺(tái)變壓器承受總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只過載40%，可連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級(jí)負(fù)荷。條件②是考慮在事故狀況下，一臺(tái)變壓器仍能保證一、二級(jí)負(fù)荷的供電。

依據(jù)無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷，SC=674.19kV·A即SN·T≥0.7*674.19=471.933kV·A

取變壓器容量為500kV·A

因此，選擇S9-500/10Dyn11型電力變壓器。為油浸式、無載調(diào)壓、雙繞組變壓器。

表3.1主變壓器的選擇

額定容量SN/kV·A聯(lián)結(jié)組別空載損耗△PO/kW短路損耗△PK/kW空載電流IO%阻抗電壓UK%500

Dyn11

1.03

4.95

3

4

4.主接線方案的確定

4.1主接線的基本要求

主接線是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按肯定次序連接的接受和安排電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。概括地說，對(duì)一次接線的基本要求包括平安、牢靠、敏捷和經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。

4.1.1平安性

平安包括設(shè)備平安及人身平安。一次接線應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確選擇電氣設(shè)備及其監(jiān)視、愛護(hù)系統(tǒng)，考慮各種平安技術(shù)措施。

4.1.2牢靠性

不僅和一次接線的形式有關(guān)，還和電氣設(shè)備的技術(shù)性能、運(yùn)行管理的自動(dòng)化程度因素有關(guān)。

4.1.3敏捷性

用最少的切換來適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，適應(yīng)負(fù)荷進(jìn)展。

4.1.4經(jīng)濟(jì)性

在滿意上述技術(shù)要求的前提下，主接線方案應(yīng)力求接線簡(jiǎn)化、投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低。采納的設(shè)備少，且應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品?？傊冸娝ㄟ^合理的接線、緊湊的布置、簡(jiǎn)化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到削減變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計(jì)，節(jié)省材料，削減人力物力的投入，并能牢靠平安的運(yùn)行，避開不必要的定期檢修，達(dá)到降低投資的目的。

4.2主接線的方案與分析

主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。

1．單母線接線

這種接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)潔清楚、設(shè)備少、操作便利、便于擴(kuò)建和采納成套配電裝置；

缺點(diǎn)：不夠敏捷牢靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障檢修，均需要使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。

適用范圍：適應(yīng)于容量較小、對(duì)供電牢靠性要求不高的場(chǎng)合，出線回路少的小型變配電所，一般供三級(jí)負(fù)荷，兩路電源進(jìn)線的單母線可供二級(jí)負(fù)荷。

圖4.1單母線不分段主接線

2．單母線分段主接線

當(dāng)出線回路數(shù)增多且有兩路電源進(jìn)線時(shí)，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線。母線分段后，可提高供電的牢靠性和敏捷性。在正常工作時(shí)，分段斷路器可接通也可斷開運(yùn)行。兩路電源進(jìn)線一用一備時(shí)，分段斷路器接同運(yùn)行，此時(shí)，任一段母線消失故障，分段斷路器與故障段進(jìn)線斷路器都會(huì)在繼電愛護(hù)裝置作用下自動(dòng)斷開，將故障段母線切除后，非故障段母線便可連續(xù)工作，而當(dāng)兩路電源同時(shí)工作互為備用時(shí)，分段斷路器則斷開運(yùn)行，此時(shí)若任一電源消失故障，電源進(jìn)線斷路器自動(dòng)斷開，分段斷路器可自動(dòng)投入，保證給全部出線或重要負(fù)荷連續(xù)供電。

圖4.2單母線分段主接線

單母線分段接線保留了單母線接線的優(yōu)點(diǎn)，又在肯定程度上克服了它的缺點(diǎn)，如縮小了母線故障的影響范圍、分別從兩段母線上引出兩路出線可保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電等。

4.3電氣主接線的確定與繪圖

電源進(jìn)線為兩路，變壓器臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。二次側(cè)采納單母線分段接線。兩路外供電源容量相同且可供全部負(fù)荷，采納一用一備運(yùn)行方式，故變壓器一次側(cè)采納單母線接線，而二次側(cè)采納單母線分段接線。

該方案中，兩路電源均設(shè)置電能計(jì)量柜，且設(shè)置在電源進(jìn)線主開關(guān)之后。變電所采納直流操作電源，為監(jiān)視工作電源和備用電源的電壓，在母線上和備用進(jìn)線斷路器之前均安裝有電壓互感器。當(dāng)工作電源停電且備用電源電壓正常時(shí)，先斷開工作電源進(jìn)線斷路器，然后接通備用電源進(jìn)線斷路器，由備用電源供全部負(fù)

荷。備用電源的投入方式采納備用電源自動(dòng)投入裝置APD。下表為該變電所的各用電車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，如表4-3所示

間小

計(jì)

-337---101.7160.5190.9290

總計(jì)

(380V側(cè))全部線路1669.5---725.5622.91004.31525.8

取

p

=0.90

K

∑，q

=0.95

K

∑653591.8881.31339

因此最終方案是高壓側(cè)采納單母線，低壓側(cè)單母線分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線。依據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷狀況用電氣CAD對(duì)其繪制主接線電路圖，如圖4-4所示。

圖4-4某車間變電所主接線電路圖

5.短路電流的計(jì)算

5.1短路電流及其計(jì)算

供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)正常的不間斷地牢靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行經(jīng)常由于發(fā)生短路故障而遭到破壞。

所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。

造成短路的主要緣由是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤動(dòng)作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當(dāng)它通過電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時(shí)要考慮它們對(duì)短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點(diǎn)越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動(dòng)機(jī)或其它設(shè)備的正常運(yùn)行。

計(jì)算方法采納標(biāo)幺值法計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算的物理量，不是用詳細(xì)單位的值，而是用其相對(duì)值表示，這種計(jì)算方法叫做標(biāo)幺值法。標(biāo)幺值的概念是：

某量的標(biāo)幺值=

()()

與實(shí)際值同單位該量的標(biāo)準(zhǔn)值任意單位該量的實(shí)際值（5.1）

所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，用標(biāo)幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點(diǎn)電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)幺值。

5.2三相短路電流計(jì)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250MV·A。

圖5.1短路電流計(jì)算圖

求10kV母線上K-1點(diǎn)短路和380V低壓母線上K-2點(diǎn)短路電流和短路容量。電源側(cè)短路容量定為Sk=250MV·A⑴．確定基準(zhǔn)值：

取Sd=100MV·AUc1=10.5kV

Id1=1

cd

U3S=100MV·A/（3*10.5kV）=5.50kA

Zd=d

SU2

cl=(10.5kV)2/100MV·A=1.10?

⑵．計(jì)算：①電力系統(tǒng)

X1*=Sd/Sk=100MV·A/250MV·A=0.4②架空線路

X2*=X0LSd/Uc2=0.35Ω/km*3km*2

)

5.10(·100kVAMV=0.95③電力變壓器

X3*

=Uk%Sd/100SNT=A

·kV500*100A

·kV10*100*43=8

⑶．求K-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量：①總電抗標(biāo)幺值

X*∑(k-1)=X1*+X2*=0.4+0.95=1.35

②三相短路電流周期重量有效值

Ik-1(3)=Id1/X*∑(k-1)=5.50kA/1.35=4.07kA

③其他三相短路電流

Ik-1”(3)=I∞k-1(3)=Ik-1(3)=4.07kAish(3)=2.55*4.07kA=10.38kAIsh(3)=1.51*4.07kA=6.15kA④三相短路容量

Sk-1(3)

=Sd/X*

∑(k-1)=100MV·A/1.35=74.1MV·A·

⑷．求K-2點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量：兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行：①總電抗標(biāo)幺值

X*∑(k-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.4+0.95+