毕业设计（论文）某厂总降压变电所及配电系统设计.pdf

兰州理工大学毕业设计（论文）题目某厂总降压变电所及配电系统设计姓 名_学 号_专 业_班 级_指导教师_日 期_摘要众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。供电系统就像工厂的心脏，对工厂的运行有着至关重要的作用。根据变电所配电回路，负荷要求的可靠性级别和计算负荷综 合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。一般10KV及以 下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再 校验电压损耗和机械强度。此外还需要注意防雷接地等安全措施，保证供电系统的正常 运行。关键词：变电所，变电所接线，防雷接地，继电保护ABSTRABSTRWe all know,electricity is the main energy of modern industrial produce and power o Power supply system is the heart of the factory,the factory operation plays a vital role in.According to the number of substation power distribution circuit,the load level of reliability required and the number of integrated computing load terminals Its basic requirements,which have to be flexible to secure the economic,easy to install and easy maintenance.10KV and under high line and low voltage power lines,often press the hot conditions to select the section,then check the voltage loss and mechanical strength.In addition to the attention of lightning protection grounding safety measures,to ensure the normal operation of power supply systems.Key word:Substation Substation connectionLightningprotection grounding Relay protect目录第一章负荷计算和无功功率偿.11.1 负荷计算.11.1.1 负荷计算的目的及方法.11.1.2 各车间的负荷计算.11.2 无功功率补偿及其计算.10第2章供电方案的设计.122.1 变电所位置和型式的选择.122.1.1 变配电所位置选择的要求.122.1.2 高压线路的接线方式.122.2 变电所主接线的选择.122.2.1 对工厂变电所主接线的要求.122.2.2 工厂总降压变电所常见的主接线方案.132.2.3 变电所主接线的选择.15第3章变电所主变压器台数及容量的选择.163.1 变压器选择的原则.163.1.1 变电所主变压器台数的选择原则.163.1.2 变电所主变压器容量的选择.163.2 电力变压器的选择.173.2.1 35KV主变压器的选择.173.2.2 6KV车间变压器的选择.17第4章短路电流及其计算.184.1 短路计算的目的及其计算方法.184.1.1 短路计算的目的.184.1.2 短路的危害.194.1.3 短路电流计算方法.-204.2 短路电流计算.21第5章导线及截面积的选择.-215.1 导线和电缆截面积得选择与校验.225.2 工厂电力线路的选择与校验.225.2.1 35KV架空线的选择.235.2.2 6KV母线的选择.245.2.3 6KV配电线路的选择.25第6章电气设备的选择与校验.266.1 电气设备的校验项目及方法.276.1.1 电气设备选择及检验的一般原则.286.1.2 高压设备的选择校验项目和条件.296.2 工厂35KV高压电气设备的选择.-306.2.1 高压开关柜的选择.-316.2.2 断路器的选择与校验.-326.2.3 隔离开关的选择校验.336.2.4 熔断器 的选择与校验.346.2.5 电流互感器的选择与校验.-356.2.6 电压互感器的选择与校验.-366.2.7 通E 与浦.376.3 6KV 高压电气设备的选择.376.3.1 高压开关柜的选择.376.3.2 断路器的选择与校验.386.3.3 隔离开关的选择与校验.-386.3.4 熔断器的选择.396.3.5 电流互感器的选择.396.3.6 电压互感器的选择.406.3.7 避雷措施及避雷器的选择.41第7章 总降压变电所继电保护设计.427.1 继电保护的任务和要求.427.1.1 继电保护的任务.437.1.2 继电保护的基本要求.437.2 工厂高压线路的继电保护.437.2.1 高压线路的继电保护.447.2.2 动作电流及动作时限的整定.447.3 电力变压器的继电保护.447.3.1 过电流保护.457.3.2 电流速断保护.457.3.3 瓦斯保护.45第8章 总降压变电所接地与防雷设计.468.1 防雷设计.468.2 变电所的防雷措施.468.2.1 都.468.2.2 高压侧装设避雷器.478.2.3 低压侧装设避雷器.478.3 接地设计.488.3.1 撇鳏.488.3.2 电力设备接地基本要求.48结论.49第1章负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算1.1.1 负荷计算的目的及方法负荷计算是供电系统设计的基础，其主要目的是确定“计算负荷”。“计算负 荷”是按照发热条件选择电气设备的一个假象持续负荷，“计算负荷”产生的热 效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。它是选择供电系统变压器，导线以 及开关等电气设备的依据。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量 程的依据，也是整定继电保护的重要数据。企业进行电力设计的原始资料是工艺 部门提供的用电设备的安装容量，这些用电设备品种多，数量大，工作情况复杂。估算的准确程度，影响工厂的电力设计质量，估算过高，会增加供电设备的容量,使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量。工厂电力需用 量是国家电力系统建设的基础，如果使用不合理将给国民经济建设带来很大的危 害。如估算过低，又会使工厂投入生产后，供电系统的线路及电气设备由于承担 不了实际电流而过热，如加速绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗：甚至烧毁，以致安全事故，影响供电系统的正确可靠运行，给国家造成损失。确定全厂的计算负荷的方法很多，目前最常用是的需要系数法，即先从用电 端求逐级起往电源方向计算，首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功 计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高 压侧的计算负荷。需求常数法比较简便。其次是二项式法，二项式法也比较简便，它考虑了事数台大功率设备工作时 对负荷影响的附加功率。但计算结果往往偏大，一般用于低压配电支干线和配电 箱的负荷计算。1.1.2 各车间的负荷计算(1)NO.1 车变1)380V低压侧计算负荷铸钢车间：R”K,P尸.45x 22OOHV=990人的Q=p；Jan =990kW x 0.88=871.20k var990 人卬COS(P0.75=1320 kVA5v._ 13201 比一百 J百xO.38kV=2005.5342)变压器的功率损A pr=0.015=0.015 x 1320匹4=19.80kIVA Q=0.06 S 5=0.06 x 1320攵 E4=79.20k var3)高压侧(6kV)计算负荷p30=p A p产 99()kW+19.8W=10()9.8(MW。30=。=811.2k var+79.2*var=896.40k vars 30=JP3；+Q 3(：=J1OO9,8、896 4=1350.27匹a;S30 _1350.274E4 h。-4iu J&6kv=129.93A(2)NO.2 车变1)380V低压侧计算负荷 铸铁车间：PwK,P=0.45 x 1500HV=675HVQ弗)=Pv ujtan(p=615kWxl.02=6g8.50k var、尸协_ 675&W 如-cos,0.70=983.57”4S?o(i)983.57女四3001 731/v-73x038V=1494.38/4砂库:P*=KP=0,7x2(XRW=140&WQ=p”tan*=140kWxl.17=163.80varS一公聘S腌)215.38 攵忆4 7M.:瓦元=两丽=327.24A取 Kep=0.9,Kzg=09所以PX K)尸加+p.o(2)=O.9x(675+14O)=733.5WQ J Km硼+Qw卜0.9X(688.5+163.8)=767.07&var 叉=，尸30二。3；=J733.5+767.O7=106L33E4Sy 106L33kE4-.=_30 一6U/6x038匹=1612.5242）变压器的功率损耗尸=0.015 =0.015 x 1061.33&E4=15.92&WA Q=0.06 犯=0.06 x 1061.33=63.68*var3)高压侧(6kV)计算负尸 30=Pr+A Pt=733.5JtWr+I5.92kw=149A2kW。3。=2,+A Q=767.07&var+63.68*var=83055*var3。=尸30“+。30,=7749.42830.752=ms va_ S30 _ U 18.83公13。-&6kV=106.99A(3)NO.3 车变1)380V低压侧计算负荷p、=K p=U.35xl4lXUW=49U%WQ=p呜 tan(p=490AW x 1.52=744,8*var佛焊车间:S-鬻二曙=89S30M 89O.9KE4.广而7：=标丽E353.60A1#水泵房:P训 2)=KP=07x5MW=35kW。剂=35AWx0.75=26,25k var$、P.m)_35kW-cos/_ 0.80=43.75”以S 刈2 _ 43.751E4 训”.6U n-V3xO.38V=66.47A取 K“=0.9,Kq=0-9所以 九=七庐9+P3*”09x(490+35)=472.5k印2川=K/。,则+Qw J=0-9x(744.8+26.25)=693.95*varSs=Mo?+030?=荷725、693.95,=839.54人打j=S-839.54火 VA 1275 554lw 6 Uv 6x0.38 W2)变压器的功率损耗A pr=0.0155 v)=0.015x 839.5软必1=12.59kW Q=0.06Sr 0 06x839.54LEA=50.37 var3)高压侧(6kV)计算负荷p30=p o+A p=472.5AW+12.59kW=485.09%W。30=。1。,=693.95k var+50.37k var=744.32k varS30=向0+。30”=7485.09：+744.322=888MkVA888.44KV443x6kV(4)NO.4 车变1)380V低压侧计算负荷=85.494空压站:PK,P=0.8x42(RW=336HV eMl)=P*“an =336x0.88=295.68A varS=2(!=336KW _448kVA7 _ S50O)_ 448匹4,/初一网U N _ 6x0.38吐一机修车间：P加=KP=0-35xl8(W=632。例,)=Puii?jan =63kW x 1.02=64.26k var且幽二色把二阿必 cos(P 0.7t-SxH _=136 74人一 75 V3xO.38itV锻造车间：P.明=KdPO.35X2OOHV=7QkWQ,=p.n|tan(p=70kWxO.88=61.6*var5=-93,33kVAJ 切 cos。0.75j Smh?)9333kVA木型车间：PxX4)=K,P尸 045x 1600V=120kWQ=Pwi4M=720HVx0.88=633.6k varP=72OHV=96omJ W)cos(p 0.75T SkH4)960kVA i jco a/刈=析石由857人制材厂：总咐=KP.=35x354W=12.25&WQ=p“tan夕=12.25kWxl.l7=l433k var综合场:S30(5)夕如二12.25%W cos(p 0.65=18.85*VX:18.85人以 刈外一6U-V3x0.38iV=28.64APr KP.=0.90 x35旧=3L50kWQ Wj 二尸的出。=31.54W x0=0*var5=?L*-=3L5(RE40 x,(6)cose LOOj S 31X6)31.5OAVA d-Z砧=耳彘而取 Ke”=0.5,Kj=0.5所以P*=Kji“Kij*尸和+P*K3j+Pmi(4)+PNV+P.J=0.5 x(336+63+7。+720+12.25+31.5)=616.38 WQw-Kj匕硼+Q J Q却访+Q洲寸+Q加+。期J=0.5 x(295.68+64.26+61.6+633.6+14.33+0)=534.74k var30=VP3O+(?3O 2=616 381+534-74=816 0imSw 二 816.3664一 J&。.38吐=1239.8。A2）变压器的功率损耗A pr=0.015 5=0,015 x 816.0 It VA=12.24kWA=0.06 S*=0.06 x816.0UV=48.96A:var3)高压侧(6kV)计算负荷Pw=0,“+A=616,38AW+12.24kW=628.62AW。3。=2吗=534.7软 var+48.96A var=583.7#varS 30=Jp302+Q30,=j628.62、+583.7=857.83J 二 S30 二 73。857.834以V3x6JtV=247.644(5)NO.5 车变1）380V低压侧计算负荷 锅炉房：Pr AGP=U75x260AW=195AWQ 帆=尸:M Jan(p=1951Vx0.75=146.25k varS=319=WiU1=182.841%cos 夕 0.80F Sm 182.8 次内/咐=砧=石E7=277.75A2#水泵房：P 加=/GP/75x80AW=6MWQw=(p=60kV x(J.75=45k varS衿=2空1=迎匕=75 Hso 巩2)cos 伊 0.80二 S.2）二 75人以W 石石XO.38=113.954仓库（1,2）：Pwj=K,P=O.3x75kW=22KWQw二川3)=70.4kIVxl.17=82.37/:vars=尸孙Jw82.37kW 0.65126.72 日4126.72太办一6X0.38AV=192.544污水提升站:凡“4)=K/.=065x20&W=I3*W。山=?虫产岬=W x 0.75=9.75*vars 叩)=-1=-=e.25kVA0 初 cos(p().8()S刈4)_ 16.25kVA刘4)一 百xO.38W取Ke0=0.5,Kgq=0.524.694所以P 30=Ke 0 30(1)+尸 30(2)+尸30(3)+P 30(4)=0.5x(195+60+22.5+13)=145.25出卬QjO 一 Kfq 30(1)+QjO +2 却(3)+。3。(1=0.5 x(146.25+45+82.37+9.75)=141.69/r vars广扃迈=)145.25、14L692=202.9kV4_ 3=202.9 IkVA加一 V5U6xO.38kV=308.3042）变压器的功率损耗 p7=0.0155 加=00 15 x 202.9 Ik VA=3.05HVA Q=0.06 S 边=0 06 x 202.9 UE4=12.20k var3)高压侧(6kV)计算负荷p3f)=p+p,=45.25kW+3.05kW=148.30Wz。30=Qo+aQ/=141.69 攵 var+12.20k var=153.89女 vars 30=J P 3(/+Q 30,=Jl48.3h+153.89=213.72/$30 _213/72kVA 门口.配j gskv=20.574(6)高压设备计算负荷电弧炉：Pm)=K P=0.90 x(2x 1300)=2340WQ=PW1)tan(p=23WW xO.62=1450.80*:varS 50(1)-COS(P二 23心卬=2752.94kE40.85=5皿)_ 2752.945W 八刈-6“、-V3x6V=264.914工频炉:夕3刈=K,P,=0.85x(2x250)=425Q 制=P 剂 2)tan(P=425k 卬 x 0.48=.25%varS 30P刘2)_ 425AW cos(p 0.90=472.22左1贽S2)=472.22kVA“2厂6UV3x6V=45.444空压机:P加=K.P.=08x(2x2802W)=448AW 0“K 0=心)tan(p=448VV x0.75=336k var_ S 560kVA _ 如一6。J 6x6匹-5359人所以Pw=R喇+R。+Pw=2340+425+448=3213kW 2丁。项)+。叫+。*=1450.8+192.25+336=1978.05k varSlMoM7=J321A1978.(=3773.O7 4S“*i)3773.07皿 6x6kV=363.074(7)全厂总的计算负荷取92O.Kp=,95O.Kq=,则35/6kV低压母线的计算负荷为:Pw=KexPwj=0.92 x(l 009.8+733.5+485.09+628.62+148.3+3213)=5720.85 W。r Kt-ZQ 如=0.95 x(896.4+767.07+744.32+583.7+153.89+1978.05)=4867.26k varS.加o+篇=a/5720.852+4867.262=p RScos 3=口=-=0.7610498799=0.76S.*,7517.051.2无功功率补偿及其计算按我国原电力工业部1996年颁布实施的供电营业规则规定：“用户应 在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做 到随其负荷和电压变动及时的投入或切除，防止无功电力倒送。除电网有特殊要 求的用户外，用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下 列规定：lOOKv及以上的高压供电用户，功率因数为0.9以上。其他电力用户和 大、中型电力排灌站，功率因数为8.5以上。”因此工厂的功率因数达不到上述 要求时，必须增设无功功率的人工补偿装置。根据该工厂的实际设计要求，工厂采用高压集中补偿为主。该厂6kV侧最 大负荷是的功率因数只有0.76o而供电部门要求该厂35kV进线侧最大负荷时功 率因数不应低于0.9。考虑到主变电器的无功损耗远大于有功损耗，因此6kV侧 最大负荷时功率因数应稍大于0.9,暂仅0.93来计算6kV侧所需无功功率补偿容 量：0=P/tan e-tan叭=5720.85k W x(tan arccos().76-tan arccosO.93)=5720X5AIV x(0.8361-0.3952)=2522.32A var取 Q=2522k var,则补偿后35/6kV变电所低压侧的计算负荷为:Pw=5720.85dVO=4867.26-2522=2345.26 var匕30Sb 宿拓?=J572O.85-+2345.26=618291MMS30 二 6182.9 I&V4 u J 6x6kv=594.96A主变压器损耗:A pT=O.OI55W,=0.015x6182.9kVA=92J4kWA Q=0.06 5=0.06x6182.9kVA=370.97k var补偿后35/6kV高压侧计算负荷：p30=p +A=5720.85k W+92.74k W=5813.59k W。3。=。户2=2345.26k var+370.97k var=2716.23k vars 30=,P30,Q 30、J5813.59+2716.23,=.坨.83&va八。=粤亚上=105.86人JU N 6x352因为采用并联电容器进行高压集中补偿。选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89uF,，Qc=2522.32kvaro取Qc=2522kvar,因此其电容器的个数为n=252%o=25.22（个）而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，即选取27个并联电容o第2章供电方案的设计2.1 变电所位置和型式的选择2.1.1 变配电所位置选择的要求(1)进出线方便，特别是便于架空线进出。(2)接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。(3)设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高压成套配电装置 的运输。(4)不应设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时，应有防震和 隔热的措施。(5)尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和 有色金属消耗量。(6)不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所。当无法远离，不设在污 染源的下风侧。(7)不应设在地势低洼和可能积水的场所。2.1.2 高压线路的接线方式工厂的高压线路有放射式、树干式和环形式等基本接线方式，由于放 射式线路之间互不影响，因此供电可靠性高，便于自动装置，但是高 压开关设备用得较多，每台高压断路器必须装设一个高压开关柜，使 投资增加，而且这种放射式线路发生故障或检修时，该线路所供电的 负荷都要停电。其他两种接线方式都各有优缺点，根据该厂实际情况需要，这里 的高压部分选择放射式较为合适，低压部分也选用放射式接线方式，这样总的主接线图确定为放射式。2.2 变电所主接线的选择2.2.1 对工厂变电所主接线的要求（1）安全 主接线的设计以符合国家标准有关技术规范的要求，能充分保 证人身和设备的安全。（2）可靠满足用电设备对供电可靠性的要求。（3）灵活适应各种不同的运行方式，操作检修方便。（4）经济满足以上要求的前提下，主接线设计应简单、投资少、运行管理 费用低，一般情况下，应考虑节约电能和有色金属消耗量。2.2.2 工厂总降压变电所常见的主接线方案电源进线电压为35kV及以上的大中型工厂，电源先经工厂总降压变电所降 为6kV的高压配电电压，再经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压，其 中一部分直接送高压用电设备。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能 的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及 其连接线组成，通常用单线表示。工厂总降压变电所常用的几种主接线：（1）一次侧采用内桥式接线 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如图2.1所示，其中一次侧的 QF10跨接在两路电源线之间，形似一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12 的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。这种主结线运行灵活性较好，供电可靠 性较高，适用于一、二级负荷工厂。当某路电源例如WL1线路停电检修或发生 故障时，断开QFH,投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压 器T1的供电，这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的 可能较多、但变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。（2）一次侧采用外桥式接线 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路 图如图2.2所示，一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但是 处在线路断路器QFH和QF12的外侧，靠近电源方向，称为外桥式接线。这种 主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。与内 桥式结线适用的场合有所不同，当某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，断开QFH,投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用变压器需经常切换的总 降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种接线，使环行电 网的穿越功率不通过进线断路器QFH、QF12,对改善线路断路器的工作及其 继电保护的整定都极为有利。图2.1 一次侧采用内桥式接线图2.2 一次侧采用外桥式接线(3)一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图如图2.3所示。这种 主接线图有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用一、二次侧进出线较多的总降压变电所。2.2.3变电所主接线的选择根据本厂的设计要求：工厂电源从供电部门某220/35kV变电站以双回架空线 路引入本厂，其中一路为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，变电站距厂东侧10km.选用一次侧采用内桥式接线的总降压变电所主接线。35kV 电源进线采用双回路架空线，两条进线以断路器联络，以保证供电的可靠性。6kV 侧采用单母分段式接线，当线路或变压器因故障及检修停止运行时，能通过单母 分段断路器联络，以保证供电可靠。第3章 变电所主变压器台数及容量的选择3.1 变压器选择的原则3.1.1 变电所主变压器台数的选择原则在选择变压器时，皮选用低损耗节能型变压器，如S9系列或S10系列。变 压器台数的选择应考虑下列原则：(1)应足用电负荷对可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所,宜选择两台主变压器，以便当一台主变压器发生故障或检修时，另一台主变压器 能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷的变电所而无一级负荷的变电所，可以采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用 电源，或另有自备电源。(2)对季节性负荷或昼夜负荷变动交大而宜于采用经济运行方式的变电 所，也可考虑采用两台变压器。(3)除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但负荷集 中且容量较大大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。(4)在选择变电所主变压器台数时，适当考虑负荷的发展，留有一定的余 地。3.1.2 变电所主变压器容量的选择(1)只装一台主变压器的变电所主变压器的容量STN.(设计中，一般可概略地当作额定容量NS)，应满足 全部用电设备的计算负荷S30的需要，即：S NT S.M(3.1)(2)装有两台变压器容量的变电所每台变压器容量ST.N(一般可以概略地当用NS)，应同时满足下列两个条 件：任意一台变压器单独运行时，满足总计算负荷S30的大约60%70%的需 要，即:1)S、7=(O.6O.7)S3u(3.2)2)任一台变压器单独运行时，满足全部一、二级负荷的需要，即：30P+口)(3.3)(3)车间变电所主变压器的单台容量上限车间变电所中主变压器的单台变压器容量不宜超过1000k(4)考虑负荷的发展应当考虑电力负荷的增长，留有一定的余地，但同时又要顾及变压器的正常 过负荷的能力。3.2电力变压器的选择3.2.1 35kV主变压器的选择根据木厂的设计要求及及第二章变电所主接线的设计，该厂所有负荷均为 二级负荷，选用两台35/6kV的主变压器。35/6kV变电所6kV侧的计算负荷 30S=6182.91kVAo当地的年平均气温/为23度。变压器实际容量(出力)：仇20、100 j由STS30得,23-20、100 5)VT 6182.9kE4所以主变压器的容量：5、”6374.13”4根据我国生产的变压器的型号选用S9-6300/35型主变压器。3.2.2 6kV车间变压器的选择(1)NO.1车间变压器的选择NO.1车变为二类负荷，属于比较重要的负荷，所以要考虑装设两台变压器。NO.1车变所380V低压侧计算负荷：二i320kVA变压器实际容量(出力)：St=1 欧-201由SNS30得，所以主变压器的容量：之1360.824A根据我国生产的变压器的型号选用S9-1000/10(6)o(2)N0.2车间变压器的选择NO.2车变为二类负荷，属于比较重要的负荷，所以要考虑装设两台变压器。NO.2车变所380V低压侧计算负荷：S30=1061.33kVA变压器实际容量(出力)：夕n.20100)Snt山 St-530 得，1-鼠，N1O6I.33AE4I 100 尸 2所以主变压器的容量：入.,网门根据我国生产的变压器的型号选用S9-1000/10(6)o(3)NO.3车间变压器的选择NO.3车变为二类负荷，属于重要性一般的负荷，所以要考虑装设一台变压 器。NO.3车交所380V低压侧计算负荷：$30=839.54kA变压器实际容量(出力)：仇20：100;Snt由 S/NS30得，(23-20、!一_io(r)N839.54&E4所以主变压器的容量：ST-S6-lkVA根据我国生产的变压器的型号选用S9-630/10(6)o(4)NO.4车间变压器的选择NO.4车变为二类负荷，属于比较重要的负荷，所以要考虑装设两台变压器。NO.4车变所380V低压侧计算负荷：S?o=816.01k A变压器实际容量(出力)：St=1 狐-20、100 jSnt由 Sr?S3u得，所以主变压器的容量：2320、100)M25kVA5 V J 816.014根据我国生产的变压器的型号选用S9-400/10(6)o(5)NO.5车间变压器的选择NO.5车变为二类负荷，属于比较重耍的负荷，所以要考虑装设两台变压器。NO.5车变所380V低压侧计算负荷：5m=202.91kVA变压器实际容量(出力)：S N T由Sry和得，23-20 029RVAI 100 尸所以主变压器的容量：S、“2 209.19kV八根据我国生产的变压器的型号选用S9-250/10(6)。根据上述计算，变电所的主变 压器及各车间的变压器型号如表3.1所示。表3.1各车间变压器型号列表名称变压器型号变压器台数35/6kV主变压器S96300/352NO.1车间S9-1000 10(6)2N0.2车间S9-1000 10(6)2N0.3车间59-630/10(6)1N0.4车间59-100/10(6)1N0.5车间89-250/10(6)1第4章 短路电流及其计算4.1 短路计算的目的及其计算方法4.1.1 短路计算的目的随着经济的快速增长和社会的不断进步,供电系统的安全性和可靠性问题成为人们关注的焦点。在低压电力系统的运行过程也有很多原因可能导致系统发生 多种类型的故障，其中短路就是常见的一种，它对电力系统的危宙巨 大。系统一旦发生短路，相关电气量会发生急剧的变化。准确计算短 路电流，掌握短路电流的大小及其变化规律，对于继电保护的配置和 电气设备的选择非常重要。为了消除可能引起短路的一切因素，需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使电气设备具有足够的动稳定性和热稳 定性，保证在发生可能有的最大断路电流时不致损坏。选择切除短 路故障的无关电器，整定短路保护的继电器保护和选择限制短路电 流的元件等也必须计算短路电流。4.1.2 短路的危害发生短路时，由于短路回路的阻抗很小，短路电流较正常电路 大数十倍，在大电力系统中，短路电流可达几万甚至几十万安。如 此大的短路电流可对供电系统产生极大危害，具体表现为：(1)短路产生很大的热量，导体温度升高，使短路电路中的原 件或周围原件损坏。(2)短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损伤坏。(3)短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏。(4)短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不 便。(5)严重的短路将影响电力系统的稳定性，使并列的同步发电 机组失去同步，造成系统解列，甚至崩溃。(6)单相短路产生的不平衡磁场，对附近的通信线路和弱点设备产生严重的电磁干扰，影响其正常的工作，甚至使之发生误动作。由此可见短路的后果是非常严重的，因此必须设法消除可能引起短路 的一切因素，同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备,使电气设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的 最大短路电流时不致损坏，为了选择切除短路故障的有关电气设备，整定短路保护的继电器保护和选择限制短路电流的元件等也必须计 算短路电流。在供配电系统的设计和运行中应采用有效措施，消除可能引起短 路的一切原因。为了减轻短路的严重后果和防止故障扩大，需要计算 短路电流，以便正常的选择和校验各种电气设备，计算和整定保护短 路的继电器保护装置和选择限制短路电流设备（如电抗器）等。4.1.3 短路电流计算方法短路电流计算的方法，有欧姆法（又称有名单位制法）、标幺制 法（又称相对单位制法）和短路容量法（又称兆伏安法）。要进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图O在计算电路图上,将短路计算所需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，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。然后，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，计算电路中各主 要元件的阻抗。在等效电路图上，将被计算的短路电流所流经的一些 主要元件表示出来，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。4.2 短路电流计算图4.1总降压变电所供电系统图(1)最小运行方式=1)确定基准值取 sd=10(mrA.Uc=36.75kV,30kViflj_ w _ 100A/VAV3i/rl V3x36.75W=1.57M100WK4八一 6uQx6.30kW=9J6M2)计算短路中各主要元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值：(S“=S=320MV4)Soe 32OMVA架空线路的电抗标幺值(X。=4%，)X*-X：=xlOAmx 八 =0.30力 河(36.75电力变压器的电抗标幺值给二7.5)5%Sd 7.5x100171 一八X 4 X，=1-19100S.V 100 x6300kl 3绘制等效电路图如图4.2所示，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并 标明短路计算点。KK 2图4.2最小运行方式下的等效短路电路图3）计算K-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总的电抗标幺值Xdi）=X；+XV/X；=0.31+=0.46三相短路电流周期分量有效值=3.41M阳=0.46其他三相短路电流3=/）=/*=3.41 以楸=2.55/=2.55 x3.41M=8.70M用）=L51/=1.51 x 3.41 公=5.15M 三相短路容量工=100MI=217.39MVAX 0.464）计算K-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值X2（i）=X；+X；X；+X；X；=0.31+=1.055 1.062 2三相短路电流周期分量有效值2=9.16姑=8.64MX v（*-2）1.06其他三相短路电流=/2）=/巴=8.64M源=2.55/=2.55x8.64姑=22.03姑看=1.51/(3)=l.51x 8.64M=13.05M三相短路容量SdX：（i）IOOMVA1.06=94.34 MVA最大运行方式下S=600M VA）1）确定基准值 取Sd=100MVA,Ucl=36.75kVUc2=6.30kVSd _ 100MVA V5x36.75kW=1.57M而Sd 100/WVAJ.=-也Uc 6x6.30kW2）计算短路中各主要元件拓电抗标幺值=9A6kA电力系统的电抗标幺值=S=600MVA）=100=017Soc 600ME4架空线路的电抗标幺值（X。=0,4。/公）Xz=X、=Xol工=0.4%m义14*100ME4(3675丫=0.30电力变压器的电抗标幺值（U，%=7.5）一；(A%S-7.5x100ME4 x 一 x 几=105.86A,因此满足发热条件。(3)校验机械强度35kV架空钢芯铝线的机械强度最小截面为Amin=35/沏汀 葭 594.9643 K 096=619.754选择LG