第一章车间电力负荷计算及变压器的选择.docx

目录
第一章车间电力负荷计算及变压器的选择
1.1 负荷计算的目的……………………………………………………………3
1.2负荷计算的方法及加氢裂化装置主要原始资料…………………………3
1.3按需要系数法确定负荷计算………………………………………………7
1.4尖峰电流……………………………………………………………………11
1.5车间变压器选择……………………………………………………………13
第2章 短路及短路电流的计算
2.1短路的概述…………………………………………………………………18
2.2电力网路中的短路计算……………………………………………………21
第3章 导线及其截面的选择
3.1导线和电缆的选择…………………………………………………………29
3.2导线截面选择及校验的方法………………………………………………30
第4章 车间高、低压电气设备及其选择
4.1 低压电气的选择及校验条件………………………………………………35
4.2 高压电气选择及校验条件…………………………………………………37
第5章 车间变电所和供配电系统的主结线
5.1 车间变电所所址选择的要求………………………………………………47
5.2 车间变电所的总体布置及要求……………………………………………48
5.3 车间供电系统的主结线……………………………………………………49
第6章供电系统的继电保护
6.1 继电保护的概述……………………………………………………………53
6.2 常用继电保护的结线及整定计算…………………………………………53
6.3 车间部分装置的继电保护 ………………………………………………55
第7章 防雷和接地
7.1 变电所的防雷保护…………………………………………………………57
7.2 配电变压器和电容器的保护………………………………………………58
7.3 接地保护……………………………………………………………………59
谢 辞…………………………………………………………………………60
参考文献………………………………………………………………………61

摘要
工业企业生产所需要的电能，除大型厂矿企业建有自备发电厂可供应部分外，通常均由电力系统供给。工业企业所使用的电能都是通过企业的各级变电站经过变换电压后，分配到各用电设备。因此，工业企业变电站可以说是企业电力供应的枢纽，所处地位十分重要。
本人对炼油厂1000万吨/年炼油系统改造工程---200万吨/年加氢裂化装置供配电系统进行了设计,石化企业负荷等级属等一类负荷, 它对供电的可靠性和电能品质的要求很高,这类负荷在供电突然中断时将造成人身伤害危险或造成重大设备损坏且难以修复,或给国民经济带来极大损失.所以,如何正确地计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备，这是保证企业安全可靠供电的重要前提。进行企业电力负荷计算的主要目的就是为了正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学的依据。一般常用于企业电力负荷计算的方法有需用系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。此设计采用的是需用系数法、标幺值法等方法对加氢裂化装置电力负荷、最大短路电流等进行了计算的。经过优化计算, 科学合理对配电间进行选址、布局,并选用新一代S10系列节能型变压器, 最大化的为企业节省投资、运行成本,为加氢裂化装置供配电系统方面的安全稳定节能可靠运行、保证优质供电提供了强有力的保证.

炼油厂1000万吨/年炼油系统改造工程
200万吨/年加氢裂化装置供配电系统设计
第1章 车间电力负荷计算及变压器的选择
1.1 负荷计算的目的
工业企业生产所需要的电能，除大型厂矿企业建有自备发电厂可供应部分外，通常均由电力系统共给。工业企业所使用的电能都是通过企业的各级变电站经过变换电压后，分配到各用电设备。因此，工业企业变电站可以说是企业电力供应的枢纽，所处地位十分重要。如何正确地计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备，这是保证企业安全可靠供电的重要前提。进行企业电力负荷计算的主要目的就是为了正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学的依据。
1.2 负荷计算的方法及加氢裂化装置主要原始资料

一般常用于企业电力负荷计算的方法有需用系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。
此设计采用的是需用系数法来对加氢裂化装置进行电力负荷计算的。
因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。

（表1.1） 加氢裂化装置及相关参数一览表
装置名称
台数
规格型号
Pe（KW）
Ue(V)
Ie(A)
分馏塔顶冷凝水泵
2
YB132S-4
5.5
380
11.6
硫化剂泵
1
YB200L-4
30
380
56.8
反冲洗污油泵
2
YB200L-4
30
380
56.8
循环氢压缩机
1
YB132S1-2
5.5
380
11.1
重污油抽油泵
1
YB180M-2
22
380
42
轻污油抽油泵
1
YB180M-2
22
380
42
新氢压缩机水站水泵
2
YB200L1-2
30
380
56.9
新氢压缩机水站水箱加热器
2

30
380
45
热高分子空冷器
8
YB200L1-2
30
380
56.9
热低分子气/航煤空冷器
6
YB200L1-2
30
380
56.9
硫化氢气提塔顶空冷器
6
YB200L1-2
30
380
56.9
分馏塔顶空冷器
8
YB180M-2
22
380
42
柴油空冷器
8
YB180M-2
22
380
42
稳定塔顶空冷器
6
YB180M-2
22
380
42
新氢压缩机辅助油泵电机
3
YB160M2-2
15
380
29.4
新氢压缩机油箱电加热器
3

15
380
22.8
吸收塔一中段回流泵
1
YB160L-2
18.5
380
35.5
吸收塔二中段回流泵
2
YB160L-2
18.5
380
35.5
稳定塔进泵
2
YB225M-2
45
380
83.9
塔顶循环回流泵
2
YB280S-2
75
380
140.1
脱吸塔底泵
2
YB225M-2
45
380
83.9
航煤泵
2
YB250M-2
55
380
102.7
注氨泵
1
YB160M2-2
15
380
29.4
K-3101新氢压缩机盘车电机
3
YB132S2-2
7.5
380
15
阻垢剂泵
2
YB801-4
0.55
380
1.5
引风机
1
YB280S-2
75
380
140.1
压缩机厂房吊车
1
YB280S-2
75
380
140.1
重石脑油泵
2
YB250M-2
90
380
167
柴油泵
3
YB280S-2
75
380
140.1
K-3102循环氢压缩机油泵电机
2
YB200L1-2
30
380
56.9
抗氧剂泵
2
YB801-4
0.55
380
1.5
缓蚀剂泵
2
YB90L-2
2.2
380
4.7
分馏塔中断回流泵
2
YB280S-2
75
380
140.1
低压脱硫贫胺液泵
2
YB250M-2
55
380
102.7
硫化氢汽提塔顶泵
2
YB280S-2
75
380
140.1
开工循环泵
2
YB801-4
0.55
380
1.5
石脑油分馏塔顶回流泵
2
YB200L1-2
30
380
56.9
热低分子气/航煤空冷器
1
YB200L1-2
30
380
56.9
硫化氢气提塔顶空冷器
1
YB200L1-2
30
380
56.9
新氢压缩机注油器电机
3
YB90S-2
1.5
380
3.4
分馏塔顶回流泵
2
YB250M-2
90
380
167
尾油泵(P-3206A/B)
2
JR1410-8
280
6000
36
分溜塔进料泵
2
JR1410-8
280
6000
36
反应进料泵
2
YK2200-2\990
2200
6000
261
新氢压缩机(K-3101)主机
3
TAW2000-20/2600
2000
6000
223
注水泵(P-3103/A.B.C)
3
JR138-4
280
6000
35
新氢压缩机
3
YB160M-4
11
380
22.6
办公室外中央空调室外机
6

84
380
127.6
办公室外中央空调室内机
30

7.5
380
11.4
控制室风恒温恒湿空调机
2

176
380
267.4
配电间风冷空调机
2

30
380
45.6
（表1.2） 加氢裂化装置技术参数一览表
装置名称
Pe(kw)
kx
cosφ
tanφ
分馏塔顶冷凝水泵
5.5
0.8
0.84
0.646
硫化剂泵
30
0.8
0.87
0.567
循环氢压缩机
5.5
0.8
0.88
0.54
重污油抽油泵
22
0.8
0.88
0.54
轻污油抽油泵
22
0.8
0.88
0.54
分馏塔顶空冷器
22
0.8
0.88
0.54
稳定塔顶空冷器
22
0.8
0.88
0.54
柴油空冷器
22
0.8
0.88
0.54
反冲洗污油泵
30
0.8
0.89
0.512
新氢压缩机辅助油泵电机
15
0.8
0.84
0.646
新氢压缩机油箱电加热器
15
0.5
0.65
1.17
吸收塔中段回流泵
18.5
0.8
0.89
0.512
新氢压缩机水站水泵
30
0.8
0.89
0.512
稳定塔进泵
45
0.8
0.89
0.512
热高分子空冷器
30
0.8
0.89
0.512
塔顶循环回流泵
75
0.8
0.89
0.512
脱吸塔底泵
45
0.8
0.89
0.512
航煤泵
55
0.8
0.89
0.512
注氨泵
15
0.8
0.84
0.646
新氢压缩机盘车电机
7.5
0.8
0.88
0.54
阻垢剂泵
0.55
0.8
0.76
0.882
引风机
75
0.8
0.89
0.512
压缩机厂房吊车
75
0.8
0.89
0.512
柴油泵

重石脑油泵
90
0.8
0.89
0.512
循环氢压缩机油泵电机
30
0.8
0.89
0.512
抗氧剂泵
0.55
0.8
0.76
0.882
缓蚀剂泵
2.2
0.8
0.86
0.593
热低分子气/航煤空冷器
30
0.8
0.89
0.512
硫化氢气提塔顶空冷器
30
0.8
0.89
0.512
分馏塔中断回流
75
0.8
0.89
0.512
低压脱硫贫胺液泵
55
0.8
0.89
0.512
硫化氢气提塔顶泵
75
0.8
0.89
0.512
开工循环泵
55
0.8
0.89
0.512
分馏塔顶冷凝水泵
15
0.8
0.88
0.54
石脑油分馏塔顶回流泵
45
0.8
0.89
0.512
新氢压缩机注油器电机
3
0.8
0.87
0.567
分馏塔顶回流泵
90
0.8
0.89
0.512
分溜塔进料泵(P-3204A/B)
280
0.8
0.85
0.62
新氢压缩机(K-3101)主机
2000
0.9
-0.9
0.36
尾油泵
280
0.8
0.85
0.62
反应进料泵
2200
0.8
0.85
0.62
注水泵
280
0.8
0.85
0.62
新氢压缩机
11
0.8
0.84
0.646
办公室外中央空调室外机
84
0.8
0.84
0.646
办公室外中央空调室内机
7.5
0.8
0.84
0.646
控制室风恒温恒湿空调机
176
0.8
0.84
0.646
配电间风冷空调机
30
0.8
0.84
0.646

1.3 按需要系数法确定负荷计算
1.3.1 需用系数法计算负荷的有关公式
A. 确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式:
a. 有功计算负荷 (KW) =；式中，为用电设备组或用电单位的需要系数；为用电设备组或用电单位的总设备容量；
b. 无功计算负荷 Kvar
式中，为设备铭牌给定功率因数角用电设备组或用电单位功率因数角的正切值
c. 视在计算负荷(KV·A)
d. 计算电流(A) 式中为用电设备组或用电单位供电电压额定值(KV)
B. 确定多组用电设备组或多个用电单位总计算负荷的公式:
a. 有功计算负荷 (KW) =
式中，为各组的计算负荷(KW)；为有功负荷同时系数，由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.85～0.95，由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.8～0.9。
b. 无功计算负荷 Kvar
式中，为各组无功计算负荷(Kvar)；为无功负荷同时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.9～0.97，由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.85～0.95 。
c. 视在计算负荷(KV·A)
d. 计算电流(A) 式中为用电设备电压额定值(KV)

e. 无功补偿公式
补偿前 =0.85, =0.62
补偿后=0.95, =0.33

1.3.2 需用系数法计算负荷的结果

（表1.3） 加氢裂化装置 计 算 负 荷 一 览 表
装置名称
（KW)
（Kvar）
（KVA）
分馏塔顶冷凝水泵
4.4
2.842
5.24
硫化剂泵
24
13.608
27.589
反冲洗污油泵
24
13.608
27.589
循环氢压缩机
4.4
2.376
5
重污油抽油泵
17.6
9.5
20
轻污油抽油泵
17.6
9.5
20
热低分子气/航煤空冷器
150
96.89

硫化氢气提塔顶空冷器
150
96.89

分馏塔顶空冷器
134.4
82.294

稳定塔顶空冷器
100.8
62.47

柴油空冷器
134.4
82.294

新氢压缩机水站水泵
24
12.288
26.963
新氢压缩机水站水箱加热器
30
0
30
热高分子空冷器
200
129.187

新氢压缩机辅助油泵电机
24
15.505
28.57
新氢压缩机油箱电加热器
30
0
30
吸收塔一中段回流泵
14.8
7.578
16.627
吸收塔二中段回流泵
14.8
7.578
16.627
稳定塔进泵
36
18.432
40.445
塔顶循环回流泵
60
30.72
67.407
脱吸塔底泵
36
18.432
40.445
航煤泵
44
22.528
49.432
注氨泵
12
6.48
13.638
新氢压缩机盘车电机
12
7.437

阻垢剂泵
0.44
0.388
0.587
引风机
60
30.72
67.407
柴油泵
71.8
46.614

压缩机厂房吊车
60
30.72
67.407
重石脑油泵
72
36.864
80.89
循环氢压缩机油泵电机
24
12.288
26.963
抗氧剂泵
0.44
0.388
0.587
缓侍剂泵
1.76
1.043
2.046
办公室外中央空调室外机
67.2
50.4

分馏塔中断回流泵
60
30.72
67.407
低压脱硫贫胺液泵
44
22.528
49.432
硫化氢汽提塔顶泵
60
30.72
67.407
开工循环泵
88
45.056

办公室外中央空调室内机
6
4.5

控制室风恒温恒湿空调机
140.8
105.6

配电间风冷空调机
24
18

石脑油分馏塔顶回流泵
24
12.288
26.963
新氢压缩机注油器电机
2.4
1.8

分馏塔顶回流泵
72
36.864
80.89
新氢压缩机
3.6
2.232
4.236
车间低压装置合计
P30（KW）
Q30（Kvar）
S30（KVA）
（380V）
2594.9
1734.42
3121.17　
乘以同时系数
Kp=0.9
Kq=0.95

2335.41
1647.699
921.052
低压无功补偿

-677.2689

补偿后计算负荷
2335.41
970.4301
2529.01

(依此数据选车间变压器)
新氢压缩机主机
3600
-1296

分溜塔进料泵
224
138.88
263.56
尾油泵
224
138.88
263.56
反应进料泵
1760
1091.2
2070.83
注水泵
448
276.76

车间总合计
10632.31
5258.2801

乘以同时系数
Kp=0.9
Kq=0.95

9569.079
4995.3661
12108.11
高压无功补偿

-2775.032

补偿后计算负荷
9569.079
2220.3341
7670.476
车间变压器损耗
4.404
21.12

6KV侧计算负荷
9573.483
2241.4541
9832.38
备注： 低压（380V）侧： =3842.5A ；高压(6KV)侧： =946.1A

1.4 尖峰电流
尖峰电流是指持续时间只1~2s左右的短时最大负荷电流，它对导线和电器设备有很大的损害作用，一般用来作为选择校验熔断器、自动开关、断路器等设备的依据。
1.4.1 尖峰电流的计算
(1) 单台用电设备的尖峰电流
式中，为尖峰电流；为设备的启动电流倍数；为设备的启动电流；
对一般的笼型异步电动机而言 =6～7； 对于级数≤4的笼型异步电机一般取7。
依次为计算依据，可以计算出整个加氢裂化车间各装置的尖峰电流，计算结果如表1.4所示。
(2) 低压380V的车间总设备的尖峰电流
已知车间低压设备的总计算电流=3842.5A
所以 =3842.5+267.4·6=5446.9A

（表1.4） 加氢裂化装置的尖峰电流和计算电流一览表
装置名称
Ie(A)
KTS
IPK（A）
I30（A）
分馏塔顶冷凝水泵
11.6
7
81.2
7.96
硫化剂泵
56.8
7
397.6
41.92
注氨泵
29.4
7
205.8
20.72
循环氢压缩机
11.1
7
77.7
7.6
重污油抽油泵
42
7
294
30.39
轻污油抽油泵
42
7
294
30.39
分馏塔顶空冷器
42
7
294
30.39
稳定塔顶空冷器
42
7
294
30.39
柴油空冷器
42
7
294
30.39
反冲洗污油泵
56.9
7
398.3
40.97
新氢压缩机辅助油泵电机
29.4
7
205.8
20.72
新氢压缩机水站水泵
56.9
7
398.3
40.97
热低分子气/航煤空冷器
56.9
7
398.3
40.97
硫化氢气提塔顶空冷器
56.9
7
398.3
40.97
新氢压缩机油箱电加热器
45.6
7
398.3
40.97
热高分子空冷器
56.9
7
398.3
40.97
吸收塔一中段回流泵
35.5
7
248.5
25.26
吸收塔二中段回流泵
35.5
7
248.5
25.26
稳定塔进泵
83.9
7
587.3
61.45
塔顶循环回流泵
140.1
7
980.7
102.42
脱吸塔底泵
83.9
7
587.3
61.45
航煤泵
102.7
7
718.9
75.11
阻垢剂泵
1.5
7
10.5
0.89
引风机
140.1
7
980.7
102.42
压缩机厂房吊车
140.1
7
980.7
102.42
柴油泵
140.1
7
980.7
102.42
重石脑油泵
167
7
1169
122.9
循环氢压缩机油泵电机
15
7
105
10.36
抗氧剂泵
1.5
7
10.5
0.89
缓侍剂泵
4.7
7
32.9
3.11
分馏塔中断回流
140.1
7
980.7
102.42
低压脱硫贫胺液泵
102.7
7
718.9
75.11
硫化氢气提塔顶泵
140.1
7
980.7
102.42
开工循环泵
102.7
7
718.9
75.11
硫化氢气提塔顶泵
140.1
7
980.7
102.42
分馏塔顶冷凝水泵
29.4
7
205.8
20.72
石脑油分馏塔顶回流泵
15
7
105
10.36
新氢压缩机注油器电机
3.4
7
23.8
2.15
分馏塔顶回流泵
167
7
1169
122.9
尾油泵
36
7
252
24.5
分溜塔进料泵
36
7
252
24.5
反应进料泵
261
5.2
1357.2
199.27
新氢压缩机主机
223
5.2
1159.6
199.27
注水泵
35
7
245
24.5
加药装置加药泵
3.4
7
23.8
2.15
控制室新风净化机
3.4
7
23.8
2.15
新氢压缩机
22.6
7
158.2
15.92

1.5车间变压器的选择
变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电器设备，它的作用就是升高和降低电压。
车间变电站变压器台数的选择原则：
（1） 对于一般的生产车间尽量装设一台变压器；
（2）如果车间的一、二级负荷所占比重较大，必须两个电源供电时，则应装设两台变压器。每台变压器均能承担对全部一、二级负荷的供电任务。如果与相邻车间有联络线时，当车间变电站出现故障时，其一、二级负荷可通过联络线保证继续供电，则亦可以只选用一台变压器。
（3）当车间负荷昼夜变化较大时，或由独立（公用）车间变电站向几个负荷曲线相差悬殊的车间供电时，如选用一台变压器在技术经济上显然是不合理的，则亦装设两台变压器。
变压器容量的选择：
（1） 变压器的容量ST（可近似地认为是其额定容量SN·T）应满足车间内所有用电设备计算负荷S30的需要，即 ST≥S30 ；
（2）低压为0.4Kv的主变压器单台容量一般不宜大于1000KV·A（JGJ/T16—92规定）或1250 KV·A（GB50053—94规定）。如果用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的变压器。[这样选择的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用1000-1250 KV·A的变压器更接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。]
低压为230/400V的配电变压器联结组别的选择：
（1） 选择Y,yn0联结组别的几种情况：
① 三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不致超过低压绕组额定电流25%时；
② 供电系统中高次谐波干扰不严重时；
③ 低压单相接地短路保护的动作灵敏度达到要求时；
（2） 选择D,yn11联结组别的几种情况：
① 由单相不平衡负荷引起的中性电流超过变压器低压绕组额定电流25%时；
② 供电系统中存在较大的“谐波源”，三次及以上高次次谐波电流比较突出时；
③ 需要增大单相短路电流值，以确保低压单相接地短路保护的动作灵敏度；
除此之外,考虑到加氢裂化装置在整个厂生产过程中所起到的作用，车间应该设有四台变压器，四套设备同时运行；每台变压器承担50%的计算负荷，两台变压器互为暗备用；但两台变压器的容量均按计算负荷的70%∽80%来选择。这样，变压器在正常运行时的负载率β不超过下列百分值：
β=(50/80)%∽(50/70)%≈62.5%∽71%
基本上满足经济运行的要求。在故障的情况下,不用考虑变压器的过负荷能力就能担负起对全部负荷供电的任务。
综上所述:
依据车间低压装置的计算负荷可以选定催化车间变压器为：
选用10KV级S10系列节能型电力变压器四台。
其技术参数如下：
额定容量：1600KVA 一次侧额定电压：6000V
二次侧额定电压：400V 联结组别：Y,yn0或Dyn11
空载损耗：ΔPk=2.20KW 短路损耗：ΔPe=13.8KW
短路电压百分值：ud %=4.5 空载电流百分值：Ik %=0.6
当电流通过变压器时，就要引起有功功率和无功功率的损耗，这部分功率损耗也需要由电力系统供给。因此，在确定车间主结母线时需要考虑到这部分功率损耗。
变压器的负荷率：β=S30/Se =2529.01/1600·4≈40%
变压器的有功损耗为：ΔPb=ΔPk+β²·ΔPe
ΔPb =2.20+0.4²·13.8=4.408Kw
变压器的无功损耗为：ΔQb=ΔQk+β²·ΔQe
ΔQb = Ik %/100 ·Se+β²·[ud %/100 · Se ]
=0.6/100·1600+0.4²·[4.5/100 ·1600 ]
=21.12Kvar
第2章 短路及短路电流的计算
2.1 短路的概述
“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是指电网某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或地接触。电器设备载流部分绝缘损坏是形成短路的主要原因，它带来的危害也是相当严重的。后果：
（1）损坏电气设备：短路电路要产生很大的电动力和很高的温度，可使故障设备造成严重的损坏，并可能损坏电路其它设备。
（2）造成停电事故：由于电路中装设有短路保护装置，因此在电路短路时，将使得短路电路断开，从而造成停电。短路点越靠近电源，短路引起停电的范围越大，给国民经济造成的损失越大。
（3）引起电压骤降：短路时电压要骤降，从而严重影响电气设备的运行。电压的严重下降，还可能破坏各发电厂并列运行的稳定性，使得并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列.
（4）造成电磁干扰：不对称短路电流产生的不平衡磁场，对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生严重的干扰，影响其正常运行，甚至可能造成误动作。
常见的几种短路类型
（1） 对称短路：
三相短路：

（2） 不对称短路：
两相短路

两相接地短路

单相短路:

进行短路电流计算的目的是为了保证电力系统安全运行，在设计选择电器设备时都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路故障引起的发热效应和电动理效应的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，采用了各种继电保护和自动装置，这些装置的整定计算也需要准确的短路电流数据。
为了校验各种电器设备，必须找出可能出现的最严重的短路电流。经分析，发现在空载线路上且恰好当某一相电压过零时刻发生三相短路，在该相中就会出现最为严重的短路电流。
2.2 电力网络中的短路计算
2.2.1 短路计算的相关公式
（表2.1） 有名值与标幺值换算公式
参数名称
有名值
标幺值
说明
功率
S

一般取Sd=100MVA
电压
U

一般取Ud=Uev
电流
I

电抗
X
=
是以Sd为基准容量的标幺值
变压器电抗

线路电抗

为线路每公里电抗值
电抗器电抗

%为电抗器铭牌上数值
系统等值电抗

（MVA）
（KA）
为某点短路容量，为该点的三相短路电流
电动机电抗

为启动电流倍数
根据经验值，一般6KV 电压级的基准数据如下示：
=100MVA；=；基准电压为6.3KV；基准电抗为0.397；基准电流为9.16KA
高压网络中对于无穷大电源系统三相短路标幺值法计算公式：
为系统电源到短路点间的总阻抗；
（KA） 为短路点处的平均电压，为次暂态短路电流； =（MVA）；
（KA） 为冲击电流，为短路电流冲击系数；
低压配电网络中短路电流的计算
（1） 高压侧系统的的等值电抗
配电变压器容量较小，阻抗值较大，一般可认为短路时其高压侧母线电压保持不变，即为无穷大电源系统。可据下式算出系统的等值阻抗（折算到400V 侧）：
配电变压侧短路容量，KVA
（2） 变压器的阻抗

式中，的单位为KW；的单位为V；的单位为KVA
（3） 低压电网内电阻值较大，不能略去。用来代替计算中的电抗X。
（4） 一般采用标幺值法或有名值计算比较简便。
采用有名值计算时电压单位用V，电流用KA，容量用KVA，阻抗用。
有关计算公式

式中， 为短路回路每相的总阻抗，；、分别为短路回路每相的总电阻、总电抗，；为平均额定线电压，V。
2.2.2 短路计算中应注意的问题
1. 短路电流冲击系数的取值
在高压电网中其它地点短路取1.8；在1000V 及以下变压器低压侧0.4KV 短路时取1.3；
2. 对电网中异步电动机负荷的处理
一些接在短路点附近（5m内）且容量较大的异步电动机（电动机容量大于100KW或总容量大于100 KW的感应电动机），在短路初瞬次暂态阶段，短路点的电压为零，这些电动机因为有较大的惯性，转速不能立即降到零，因此其反电动势大于电网的剩余电压。此时看作一台发电机，能向短路点反馈次暂态短路电流和冲击短路电流。可按下公式计算：
；
；
式中，为电动机次暂态电势标幺值，一般取0.9；
为电动机次暂态电抗标幺值，一般取0.17；为电动机短路电流冲击系数，一般高压电动机取1.4~1.6，低压电动机取1.0；
3. 系统等值电抗的估算：
， 为系统分界母线处的短路容量（有时用该处断路器额定断流容量代替）
4. 短路时母线残压的计算：
电网中发生三相短路时，短路点的电压降为零，短路点附近的电压也大为降低。为分析短路时电力系统的运行状态或因继电保护整定计算的要求，需要计算系统中某点在短路时的电压（残压）
为由短路点算起到系统某点的电抗标幺值；

高压侧三相短路电流计算系统图

（表2.2） 高压侧三相短路电流计算一览表
短 路 点
（KA）

（KA）

（KA）

（KA）

（KA）

（MVA）
d—1、8
327.68
494.8
831.65

831.65
3575.56
d—2
254.44
384.2
645.77

645.77
2773.14
d—3、13
295.48
446.17
749.93
2.93
752.86
3220.44
d—4、10
101.78
153.69
258.32
0.4
258.72
1109.3
d—5、11
101.78
153.69
258.32
0.39
258.71
1109.3
d—6、12
101.78
153.69
258.32
0.39
258.71
1109.3
d—7、9
295.48
446.17
749.93
2.93
752.86
3220.44

备注：（1）---为三相短路时周期分量的有效值，用来作为推算其它各短路电流计算量的基本依据。
（2）---为三相短路电流的稳态有效值，用来校验电器和电路中载流部件的热稳定性。
（3）---为次暂态短路电流，用来作继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流量。
（4）---为三相短路后第一周期内短路电流（指最严重情况下的最严重相的第一周期的电流峰值）的有效值，用来校验电器设备的动稳定性，有时也用作校验断路器的额定断流量。
（5）---为三相短路冲击电流（指最严重短路情况下，三相短路电流中最严重相的第一周期的电流峰值），用来校验电器设备和母线的动稳定性。
（6）---为次暂态三相短路容量，用来校验断路器的遮断能力。
（7）---为电动机的反馈冲击电流
（8）---为考虑了电动机的反馈电流后短路电流的冲击值

低压侧三相短路电流计算系统图

（表2.3） 低压侧三相短路电流计算一览表
短路点
（KA）

（KA）

（KA）

（MVA）
d—1、9
148.81
344.67
162.2
102.98
d—2
27.18
61.13
29.63
18.81
d—3
85.41
192.09
93.1
59.1
d—4
20.13
45.27
21.94
12.66
d—5
117.35
263.92
127.91
81.21
d—6
10.35
23.28
11.28
7.17
d—7
8.37
18.82
9.12
5.79
d—8
33.65
75.68
36.68
23.28
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。

第3章 导线及其截面的选择
3.1 导线和电缆的选择
导线和电缆选择是工业企业供电网络设计中的一个重要组成