1、編號0814114 課 程 設 計（ 2008級本科）題 目：紅星機械廠變電所一次系統設計系（部）院： 物理與機電學院 專 業： 電氣工程及其自動化 作者姓名： 指導教師： 職稱： 教 授 完成日期： 2010 年 12 月 07 日二一 年 十二 月河西學院本科生課程設計任務書論 文 題 目紅星機械廠變電所一次系統設計作 者 姓 名劉世兵所屬系、專業、年級機電工程系電氣工程及其自動化專業08級指導教師姓名、職稱趙文忠 副教授任務下達日期2010年12月07日設計的主要內容1.1設計內容：負荷計算和無功功率補償；變電所主變壓器和主接線方案的選擇；短路電流的計算等。1.2設計依據1、氣象資料：工

2、廠所在地區的年最高氣溫為 34 ，年平均氣溫為 15 ，年最低氣溫為18，年最熱月平均最高氣溫為 25 ，年最熱月平均氣溫為 18 ，年最熱月地下0 . 8m處平均溫度為21 。當地主導風向為東北風，年雷暴日數為 8 。2、地質水文資料：工廠所在地區平均海拔 1500m ，地層以砂粘土為主，地下水位為 2m 。3、電費制度：工廠與當地供電部門達成協議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為 18 元kva ，動力電費為 0 . 20 元/kwh，照明電費為0.50元/kwh。工廠最大負荷時的功率因數不得低干0.90 ，此外，電力用戶需按新

3、裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費： 6 10kv 為 800 元kva 。4、工廠負荷情況見下表：序號名稱類別設備容量需要系數cos計算負荷1鑄造車間動力2500.40.71.02照明100.80.90.48小計2602鍛壓車間動力2000.30.61.33照明100.70.90.48小計2103倉庫動力300.40.850.62照明50.80.90.48小計354電鍍車間動力2000.50.850.62照明80.80.90.48小計2085工具車間動力2200.30.651.17照明100.90.90.48小計2306組裝車間動力2000.40.71.02照明300.80.9

4、0.48小計2307維修車間動力2000.20.61.33照明130.80.90.48小計2138金工車間動力3200.20.651.17照明80.80.90.48小計3289焊接車間動力8300.30.451.98照明8560.80.90.48小計87610鍋爐房動力1000.70.80.75照明30.80.90.48小計10311熱處理車間動力2500.60.71.02照明100.80.90.48小計26012生活區照明800.70.90.48總計（380v側）動力照明取二、設計的基本要求1、設計及計算說明書（1）說明書要求書寫整齊，條理分明，表達正確、語言簡練。（2）主要計算過程和步驟完

5、整無誤，分析論證過程簡單明了，各設計內容列表匯總。2、圖紙（1）繪制電氣主接線圖（2）原理圖要求用標準符號繪制，布置均勻，設備符號大小合適清晰美觀。三.設計進度安排階段設計各階段名稱起止日期階段設計各階段名稱起止日期1熟悉設計任務書、設計題目及設計背景資料2010.12.27-2010.12.272查閱有關資料、閱讀設計要求必讀的參考資料2010.12.28-2010.12.283負荷計算2010.12.29-2010.12.304電氣主接線設計2010.12.31-2010.12.315短路電流計算2011.01.01-2011.01.016主要電氣設備及載流導體選擇2011.01.02-2

6、011.01.037書寫課程設計說明書2011.01.04-2011.01.06四.需收集和閱讀的資料及參考文獻（指導教師指定）【1】劉滌塵、王明陽、吳政球.電氣工程基礎m.武漢：武漢理工大學出版社.2003年【2】張學成.工礦企業供電設計指導書m.北京：北京礦業大學出版社.1998年【3】劉介才.工廠供電簡明設計手冊m.北京：機械工業出版社.1993年【4】劉介才.實用供配電技術手冊m.北京：中國水利水電出版社.2002年【5】劉介才.工廠供電m.北京：機械工業出版社.1997年【6】 同濟大學電氣工程系.工廠供電m.北京：中國建筑工業出版社.1981年【7】蘇文成.工廠供電m.北京：機械工

7、業出版社.2004年【8】工廠常用電氣設備手冊編寫組. 工廠常用電氣設備手冊（補充本）. 北京：水利電力出版社.1990【9】jgj16-2008 民用建筑電氣設計規范【10】gb50054-95 低壓配電設計規范 【11】gb50052-95 供配電系統設計規范【12】gb50217-2007 電力工程電纜設計規范【13】gb50060-92 3110kv高壓配電裝置設計規范教研室意見負責人簽名： 年 月 日系（部） 意 見負責人簽名： 年 月 日摘 要電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能的輸送既簡單經濟，又便于控制，調節和測量，有利于生產過程的自動化。機械廠供電系統的核心部分是變電所。

8、變電所主接線設計是否合理，關系到整個電力系統的安全、靈活和經濟運行。本設計在給定機械廠具體資料的基礎上，依據變電所設計的一般原則和步驟，完成了變電所一次系統設計。本設計中采用并聯電容器的方法來補償無功功率，以減少供電系統的電能損耗和電壓損失，同時提高了供電電壓的質量。此機械廠變電所一次系統設計包括：負荷的計算及無功功率的補償；變電所主變壓器臺數和容量、形式的確定；變電所主接線方案的選擇；進出線的選擇；短路計算和開關設備的選擇；根據設計要求，繪制變電所一次系統圖。關鍵詞：變電所；一次系統；設計。目 錄 1 前言11.1 引言11.2 設計原則1 1.3 設計所做的主要工作 22 負荷計算及電容補

9、償22.1 負荷計算的定義22.2 負荷計算22.2.1 負荷計算的方法22.2.2 負荷統計計算32.3 電容補償53 變壓器選擇及主接線方案確定53.1 主變壓器臺數選擇53.2 主變壓器容量選擇63.3 主接線方案確定63.3.1 變電所主接線方案的設計原則與要求63.3.2 變電所主接線方案的技術經濟指標73.3.3 工廠變電所常見的主接線方案73.3.4 確定主接線方案74 高低壓開關設備選擇104.1 短路電流的計算104.1.1 短路計算的方法104.1.2 本設計采用標幺制法進行短路計算104.2 變電站一次設備的選擇與校驗144.2.1 一次設備選擇與校驗的條件144.2.2

10、 按正常工作條件選擇144.2.3 按短路條件校驗154.2.4 10kv側一次設備的選擇校驗164.2.5 380v側一次設備的選擇校驗165 變電所進出線和低壓電纜選擇175.1 變電所進出線的選擇范圍175.2 變電所進出線方式的選擇185.3 變電所進出導線和電纜形式的選擇185.4 高壓進線和低壓出線的選擇185.4.1 10kv高壓進線的選擇校驗185.4.2 高壓母線的選擇 195.43 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗195.4.4 380v低壓出線的選擇196 總結237 參考文獻248附 件24351 前言1.1引言電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形

11、式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化。在工程機械制造廠里，電能雖然是工業生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小。電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。電能從區域變電站進入機械廠后，首先要解決的就是如何對電能進行控制、變換、分配和傳輸等問題。在機械廠，擔負這一任務的是供電系統，供電系統的核心部

12、分是變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，則整個機械廠的生產過程都將停止進行，甚至還會引起一些嚴重的安全事故。機械廠變電所要很好地為生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到以下基本要求：(1)安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。(2)可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。(3)優質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求(4)經濟 供電系統的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。1.2

13、設計原則按照國家標準gb50052-95供配電系統設計規范、gb50053-94 10kv及以下設計規范、gb50054-95 低壓配電設計規范、jgj16-2008民用建筑電氣設計規范等的規定，進行變電所設計必須遵循以下原則：1、遵守規程、執行政策必須遵守國家的有關規定及標準，執行國家的有關方針政策，包括節約能源，節約有色金屬等技術經濟政策。2、安全可靠、先進合理應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。3、近期為主、考慮發展應根據工作特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能

14、性。4、全局出發、統籌兼顧按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。1.3本設計所做的主要工作目前世界上機械生產能源和動力主要來源于電能。電網的正常運行是保證機械生產安全前提。根據設計任務書的要求，結合實際情況和市場上現有的電力產品及其技術，本文主要做了以下工作：1、負荷計算 機械廠變電所的負荷計算，是根據所提供的負荷情況進行的，本文列出了負荷計算表，得出總負荷。2、一次系統圖跟據負荷類別及

15、對供電可靠性的要求進行負荷計算，繪制一次系統圖，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經濟，安裝容易維修方便。3、電容補償按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數，通過查表或計算求出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或產品樣本選用所需無功功率補償柜的規格和數量。4、變壓器選擇根據電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器型號。5、短路電流計算工廠用電，通常為國家電網的末端負荷，其容量運行小于電網容量，皆可按無限大容量系統供電進行短路計算。求出各短路點的三相短路電流及相應有關參數。6、高、低壓設備選擇及校驗參照

16、短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇高、低壓配電設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據需要進行熱穩定和力穩定檢驗，并列表表示。7、電纜的選擇 為了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行，進行電纜截面選擇時必須滿足發熱條件：電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2負荷計算及電容補償2.1負荷計算的方法負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法及二項式等幾種。由于本機械廠用電部門較多，用電設備臺數較多，設計采用需要系數法予以確定。1單臺組用電設備計算負荷的計算公式(1).

17、有功計算負荷(單位為kw)： (2-1)式中 設備有功計算負荷(單位為kw)；用電設備組總的設備容量(不含備用設備容量，單位為kw)；用電設備組的需要系數。(2).無功計算負荷(單位為kvar) (2-2)式中 設備無功計算負荷(單位為kvar)；對應于用電設備組功率因數的正切值。(3).視在計算負荷(單位為kva) (2-3)式中 視在計算負荷(單位為kva)；用電設備組的功率因數。(4).計算電流(單位為a) (2-4)式中 計算電流(單位為a)；用電設備組的視在功率(單位為kva)；用電設備組的額定電壓(單位為kv)。2多組用電設備計算負荷的計算公式(1).有功計算負荷(單位為kw) (

18、2-5)式中 多組用電設備有功計算負荷(單位為kw)； 所有設備組有功計算負荷之和； 有功負荷同時系數，可取0.80.95。(2).無功計算負荷(單位為kvar) (2-6)式中 多組用電設備無功計算負荷(單位為kvar)；所有設備組無功計算負荷之和； 無功負荷同時系數，可取0.80.95。(3).視在計算負荷(單位為kva) (2-7)(4).計算電流(單位為a) (2-8)(5).功率因數 (2-9)2.2負荷統計計算 根據提供的資料，列出負荷計算表。因設計的需要，計算了各負荷的有功功率、無功功率、視在功率、計算電流等。表中生活區的照明負荷中已經包括生活區各用戶的家庭動力負荷。具體負荷的統

19、計計算見表2-1。表1-紅星機械廠負荷計算表序號名稱類別設備容量需要系數cos計算負荷1鑄造車間動力2500.40.71.02100102照明100.80.90.4883.8小計260108105.8151.2229.72鍛壓車間動力2000.30.61.336079.8照明100.70.90.4873.4小計2106783.2106.8162.33倉庫動力300.40.850.62127.4照明50.80.90.4841.9小計35169.318.528.14電鍍車間動力2000.50.850.6210062照明80.80.90.486.43.1小計208106.465.1124.7189.

20、55工具車間動力2200.30.651.176677.2照明100.90.90.4894.3小計2307581.5110.8168.36組裝車間動力2000.40.71.028081.6照明300.80.90.482411.5小計23010493.1139.4212.17維修車間動力2000.20.61.334053.2照明130.80.90.4810.45小計21350.458.277.0117.08金工車間動力3200.20.651.176474.9照明80.80.90.486.43.1小計32870.478105.1159.69焊接車間動力8300.30.451.98249493照明85

21、60.80.90.4828.813.8小計876277.8506.8577.9878.110鍋爐房動力1000.70.80.757052.5照明30.80.90.482.41.2小計10372.453.790.1137.011熱處理車間動力2500.60.71.02150153照明100.80.90.4883.8小計260158156.8222.6338.212生活區照明800.70.90.485626.93857.8總計（380v側）動力28001161.41318.4照明223取929.11054.71405.62135.62.3電容補償由表1知：，因此該廠380v側最大負荷時的功率因數為

22、。供電部門要求該廠10kv進線側最大負荷時的功率因數不應低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380v側最大負荷時功率因數應稍大于0.9，本文取0.92來計算380v側所需無功功率補償容量： (2-10)選pgj1型低壓自動補償屏，并聯電容器為bw0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1臺與方案4（輔屏）5臺相組合，總共容量112kvar6=672kvar。因次無功補償后工廠380v側和10kv側的負荷計算如表2： 表 2項目cos計算負荷380v側補償前負荷0.661929.11054.71405.62135.6380v側無功補償容量-672380v側補償后負荷0.925

23、929.1382.71004.81526.7主變壓器損耗10kv側負荷總計0.905944.1442.71042.760.23變壓器選擇及主接線方案確定3.1主變壓器臺數選擇選擇主變壓器臺數時應考慮下列原則：1應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須有備用電源。2對季節性負荷或晝夜負荷變動較大，適于采用經濟運行方式的變電所，可采用兩臺變壓器。3當負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。4

24、在確定變電所臺數時，應適當考慮負荷的發展，留有一定的余地。3.2主變壓器容量選擇1只裝一臺主變壓器的變電所 (3-1)2裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量應同時滿足以下兩個條件：(1)任一臺變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷s3的大約60%70%需要，即 (3-2)(2)任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即 (3-3)根據工廠的負荷性質和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：方案1 裝設一臺主變壓器根據式(3-1)，主變選用一臺接線方式為y.yn0的s91250/10筑規范要求變壓器的負載率不宜大于85%，而 (3-4)顯然滿足要求。至于機械廠的二級負荷的

25、備用電源，由與鄰近單位相聯的高壓聯絡線來承擔。因此裝設一臺主變壓器時選一臺接線方式為y.yn0的s91250/10型低損耗配電變壓器。方案2 裝設兩臺主變壓器根據式(3-2)和(3-3)，可知 因此選兩臺接線方式為y.yn0的s9800/10低損耗變壓器，互為備用。3.3主接線方案確定3.3.1變電所主接線方案的設計原則與要求變電所的主接線，應根據變電所在供電系統中的地位、進出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足安全、可靠、靈活和經濟等要求。(1)安全 應符合有關國家標準和技術規范的要求，能充分保證人身和設備的安全。(2)可靠 應滿足電力負荷特別是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求

26、。(3)靈活 應能必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發展。(4)經濟 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節約電能和有色金屬消耗量。3.3.2變電所主接線方案的技術經濟指標1.主接線方案的技術指標(1)供電的安全性。主接線方案在確保運行維護和檢修的安全方面的情況。(2)供電的可靠性。主接線方案在與用電負荷對可靠性要求的適應性方面的情況。(3)供電的電能質量主要是指電壓質量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。(4)運行的靈活性和運行維護的方便性。(5)對變電所今后增容擴建的適應性。2.主接線方案的經濟指標(1)線路和設備的綜合投資額 包括

27、線路和設備本身的價格、運輸費、管理費、基建安裝費等，可按當地電氣安裝部門的規定計算。(2)變配電系統的年運行費 包括線路和設備的折舊費。維修管理費和電能損耗費等。(3)供電貼費（系統增容費） 有關部門還規定申請用電，用戶必須向供電部門一次性地交納供電貼費。(4)線路的有色金屬消耗費 指導線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。3.3.3工廠變電所常見的主接線方案1.只裝有一臺主變壓器的變電所主接線方案只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側一般采用無母線的接線，根據高壓側采用的開關電器不同，有三種比較典型的主接線方案：(1)高壓側采用隔離開關-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側采用負荷開

28、關-熔斷器或負荷型跌開式熔斷器的主接線方案；(3)高壓側采用隔離開關-斷路器的主接線方案。2.裝有兩臺主變壓器的變電所主接線方案裝有兩臺主變壓器的變電所的典型主接線方案有：(1)高壓無母線、低壓單母線分段的主接線方案；(2)高壓采用單母線、低壓單母線分段的主接線方案；(3)高低壓側均為單母線分段的主接線方案。3.3.4確定主接線方案1.10kv側主接線方案的擬定由原始資料可知，高壓側進線有一條10kv的公用電源干線，為滿足工廠二級負荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯絡線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側有兩條電源進線，一條工作，一條備用，同時為保證供電的可靠性和對擴建的適應性所以10kv

29、側可采用單母線或單母線分段的方案。2.380v側主接線方案的擬定由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對電能進行匯集，使每一個用電部門都可以方便地獲得電能。3.方案確定根據前面章節的計算，若主變采用一臺s9型變壓器時，總進線為兩路。為提高供電系統的可靠性，高壓側采用單母線形式，低壓側采用單母線形式，其系統圖見：圖1 采用一臺主變時的系統圖。若主變采用兩臺s9型變壓器時，總進線為兩路，為提高供電系統的可靠性，高壓側采用無母線分段形式，兩臺變壓器在正常情況下分裂運行，當其中任意一臺出現故障時另一臺作為備用，當總進線中的任一回路出現故障時兩臺

30、變壓器并列運行。低壓側采用也單母線分段形式，其系統圖見：圖2 采用兩臺主變時的系統圖。表3-3 兩種主接線方案的比較比較項目裝設一臺主變的方案裝設兩臺主變的方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只有一臺主變，靈活性不好由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應性差一些更好經濟指標電力變壓器的綜合投資額按單臺22.598萬元計，綜合投資為222.598=45.196萬元按單臺15.217萬元計，綜合投資為415.217=60.868萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額按每臺4.2萬元計,綜合投資約為

31、51.54.2=31.5萬元6臺gg-1a（f）型柜綜合投資約為61.54.2=37.8萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費約7萬元主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費約10萬元交供電部門的一次性供電貼費按800元/kva計，貼費為16000.08萬元=128萬元貼費為210000.08=160萬元從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主接線方案優于裝設一臺主變的方案。從經濟指標來看，裝設一臺主變的方案優于裝設兩臺主變的方案。本設計采取一臺主變的方案。4高低壓開關設備選擇4.1短路電流的計算4.1.1 短路計算的方法進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在

32、計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算出電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統來說，由于將電力系統當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（又稱有名單位制法，因其短路計算中

33、的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名）和標幺制法（又稱相對單位制法，因其短路計算中的有關物理量采用標幺值即相對單位而得名）。4.1.2本設計采用標幺制法進行短路計算1標幺制法計算步驟和方法 (1)繪計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應將短路計算中需計入的所以電路元件的額定參數都表示出來，并將各個元件依次編號。(2)設定基準容量和基準電壓，計算短路點基準電流。一般設=100mva，設=（短路計算電壓）。短路基準電流按下式計算： (4-1) (3)計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值。一般只計算電抗。電力系統的電抗標幺值 (4-2)式中 電力系統出口斷路器的斷流容量（單位為mva）。電力線路的

34、電抗標幺值 (4-3)式中 線路所在電網的短路計算電壓（單位為kv）。電力變壓器的電抗標幺值 (4-4)式中 變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； 變壓器的額定容量（單位為kva,計算時化為與同單位）。(4)繪短路回路等效電路，并計算總阻抗。用標幺制法進行短路計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路只有一個。(5)計算短路電流。分別對短路計算點計算其各種短路電流：三相短路電流周期分量、短路次暫態短路電流、短路穩態電流、短路沖擊電流及短路后第一個周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值）。 (4-5)在無限大容量系統中，存在下列關系：= (4-6)高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列

35、公式近似計算：=2.55 (4-7)=1.51 (4-8)低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算：=1.84 (4-9)=1.09 (4-10)(6)計算短路容量 2繪制計算電路 如圖3： (4-11) 圖3 短路計算電路3.確定短路計算基準值。(1)根據原始資料及所設計方案，繪制計算電路，選擇短路計算點，如圖3。 (2)設定基準容量和基準電壓，計算短路點基準電流,設=100mva，=，即高壓側=10.5kv,低壓側=0.4kv,則 (4-12) (4-13)(3)計算短路電路中各元件的電抗標幺值電力系統的電抗標幺值 (4-14)式中 電力系統出口斷路器的斷流容量架空線路的電抗標幺

36、值，查得lgj-150的單位電抗，而線路長8km,故 (4-15)電力變壓器的電抗標幺值，查得s9-1250的短路電壓=4.5，故 (4-16)(4)繪制等效電路圖，如圖4-2所示：(5)求k-1點（10.5kv側）的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標幺值 (4-18)三相短路電流周期分量有效值 (4-19)三相短路次暫態電流和穩態電流=1.96ka (4-20)三相短路沖擊電流=2.55=2.551.96ka=5.0ka (4-21)第一個周期短路全電流有效值=1.51=1.511.96ka=2.96ka (4-22)三相短路容量 (4-23)（6）求k-2點（0.4kv側

37、）的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標幺值 (4-24)三相短路電流周期分量有效值 (4-25)三相短路次暫態電流和穩態電流=22.5ka (4-26)三相短路沖擊電流 =1.84=41.4ka (4-27)第一個周期短路全電流有效值 =1.09=24.5ka (4-28)三相短路容量 (4-29)4.短路電流計算結果短路電流計算結果見表4:表4 短路計算點三相短路電流/ka三相短路容量/k-11.961.961.965.02.9635.7k-222.522.522.541.424.515.64.2變電站一次設備的選擇與校驗正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟

38、的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩妥地采用新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。電氣設備的選擇同時必須執行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和適當的留有發展余地，以滿足電力系統安全經濟運行的需要。4.2.1 一次設備選擇與校驗的條件為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗：(1) 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。(2) 按短路條件，包括動穩定和熱穩定來校驗。(3) 考慮電氣設備運行的環境條件和溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4.2.2 按正常工

39、作條件選擇1.按工作電壓選擇 設備的額定電壓不應小于所在線路的額定電壓，即 (4-36)2.按工作電流選擇設備的額定電流不應小于所在電路的計算電流，即 (4-37)3.按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量不應小于設備分斷瞬間的短路電流有效值或短路容量，即 (4-38)或 (4-39) 4.2.3 按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導體在短路時的動穩定和熱穩定。1.隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩定度校驗(1)動穩定校驗條件 (4-40) 或 (4-41) 式中 、開關的極限通過電流（動穩定電流）峰值和有效值（單位為ka）；、開關所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為ka

40、）。(2)熱穩定校驗條件 (4-42) 式中 開關的熱穩定電流有效值（單位為ka）； 開關的熱穩定試驗時間（單位為s）；開關所在處的三相短路穩態電流（單位為ka）；短路發熱假想時間（單位為s）。2.電流互感器的短路穩定度校驗(1)動穩定校驗條件 (4-43) 或 (4-44) 式中 電流互感器的動穩定電流（單位為ka）；電流互感器的動穩定倍數（對）；電流互感器的額定一次電流（單位為a）。熱穩定校驗條件 (4-45)或 (4-46)式中 電流互感器的熱穩定電流（單位為ka）；電流互感器的熱穩定試驗時間，一般取1s；電流互感器的熱穩定倍數（對）。4.2.4 .1. 10 kv側一次設備的選擇校驗

41、如表5:表5 10kv側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓/kv電流/a短流能力ka動穩定度ka熱穩定度其他裝置地點條件參數數據1060.21.965.07.3一次設備型號規格額定參數高壓少有斷路器sn10-10i/630106301640512高壓隔離開關 10200-25.5500高壓熔斷器 rn2-10100.550-避雷器fs4-1010-戶外隔離開關 gw4-12/40012400-25500表5所選一次設備均滿足要求2. 380v側一次設備的選擇校驗 如表6:表6 380v側一次設備的選擇校驗 選擇校驗項目電壓/v電流/a短流能力ka動穩定度ka熱穩定度其他裝置地點條件參數數據38

42、01004.822.541.4354一次設備型號規格額定參數低壓斷路器dw15-1500/3d380150040- 低壓斷路器 dz20-630380630(i30)30-低壓斷路器dz20-200380200 (i30)25-低壓刀開關hd13-1500/303801500-5變電所進出線和低壓電纜選擇5.1 變電所進出線的選擇范圍1.高壓進線(1)如為專用線路，應選專用線路的全長。(2)如從公共干線引至變電站，則僅選從公共干線到變電站的一段引出線。(3)對于靠墻安裝的高壓開關柜，柜下進線時一般須經電纜引入，因此架空進線至變電站高壓側，往往需選一段引入電纜。2.高壓出線(1)對于全線一致的架

43、空出線或電纜出線，應選線路的全長。(2)如經一段電纜從高壓開關柜引出再架空配電的線路，則變電站高壓出線的選擇只選這一段引出電纜，而架空配電線路在廠區配電線路的設計中考慮。3.低壓出線(1)如采用電纜配電，應選線路的全長。(2)如經一段穿管絕緣導線引出，再架空配電線路，則變電站低壓出線的選擇只選這一段引出的穿管絕緣導線，而架空配電線路則在廠區配電線路或車間配電線路的設計中考慮。5.2 變電所進出線方式的選擇1.架空線。在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠供電設計中優先選用。2.電纜。在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設計中優先選用。5.3 變電所進出導線和電纜形式的選擇1. 高壓架空線(1)一般采用鋁絞線。(2)當檔距或交叉檔距較長、電桿較高時，宜采用鋼芯鋁絞線。(3)沿海地區及有腐蝕性介質的場所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線。2.高壓電纜線(1)一般環境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應采用銅芯電纜。(2)埋地敷設的電纜，應采用有外護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶有外護層的鉛包電纜。3.低壓電纜線(1)一般采用鋁芯電纜，但