第一机械总厂三分厂降压变电所供电-毕设论文.doc

内蒙古科技大学煤炭学院
毕业设计说明书（论文）
内蒙古第一机械总厂三分厂降压变电所供电设计

一、设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
二、设计依据

图1 平面图
1．工厂总平面图 如图1所示。
2．工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表l所示。
3．供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该电源干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，联络线电缆线路总长度为25km。
4．气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
5．地质水文资料 本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主；地下水位为2m 。
6．电费制度 本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费：每月基本电费按主变压器容量计为20元/kVA，动力电费为0.4元/kW·h，照明电费为0.6元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性的向供电部门交纳供电贴费：6~10KV 为800元/（KVA）。

表1 负荷统计资料

厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量／kW
需要系数
功率因数cosφ
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.70
照明
6
0.8
1.0
2
锻压车间
动力
350
0.3
0.65
照明
8
0.8
1.0
3
金工车间
动力
400
0.2
0.65
照明
10
0.8
1.0
4
工具车间
动力
360
0.3
0.60
照明
7
0.9
1.0
5
电镀车间
动力
250
0.5
0.80
照明
5
0.8
1.0
6
热处理车间
动力
150
0.6
0.80
照明
5
0.8
1.0
7
装配车间
动力
180
0.3
0.70
照明
6
0.8
1.0
8
机修车间
动力
160
0.2
0.65
照明
4
0.8
1.0
9
锅炉房
动力
50
0.7
0.80
照明
1
0.8
1.0
10
仓库
动力
20
0.4
0.80
照明
1
0.8
1.0
11
生活区
照明
350
0.7
0.9

摘 要
本毕业设计为工厂变电所设计，对在工厂变电所设计中的若干问题：负荷计算，三相短路分析，短路电流计算，高低压设备的选择与校验，变压器的继电保护，变电所二次回路及自动装置，防雷与接地，变电所的过电压保护，计量，无功补偿等几方面的设计进行了陈述，并对供电主接线的拓扑结构进行了阐述。
该工厂变电所采用10kV单电源进线，采用并联电容器进行低压集中补偿，对变压器进行过电流，电流速断，瓦斯保护，按三类防雷建筑物设防，采用联合接地系统对建筑物进行保护。
在对供电系统短路计算的基础上，进行电力电缆和电气设备的选择设计，同时也对户外平面布置进行了初步的设计。

关键词 ： 工厂供配电，继电保护，防雷与接地，负荷计算

ABSTRACT
This graduation project is designed for the factory transformer substation, to certain questions in factory transformer substation design: the load computation, the analysis of three-phase short-circuits, the short-circuit current computation, the choice and verification of high and low pressure equipment, the transformer relay protection, the secondary circuit of the transformer substation and the automatic device, anti-thunder and the connection to the earth, the transformer substation overvoltage protection, the measurement, the idle work compensated and so on, All the above aspects and the structure of the power supply host wiring topology have been stated.
The transformer substation with a 10kV single power source coil in it uses main transformer, the biggest computation shoulders of which is 1636kW.It adopts the shunted capacitor to carry on the low pressure centralism for compensation and sets protection for the transformer by carring on the electric current to it breaking the speed of the flow gas protection, garrisons accerding to the third kind of anti-thunder buildings,and users the strong and weak electricity union earth system to carry on the protection to the building.
Based on the computation of short-circuits to the power supply system, the project has a choice design of the power cable and the electrical equioment and a preliminary design to the outdoors plane arrangement at the same time.
Keywords ： the power distribution ，supply in factory，the relay protection 前 言

毕业设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
（1） 安全 （2） 可靠 （3） 优质 （4） 经济
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局又要考虑细节。本设计中从模拟的红旗机械厂出发，结合实际，统筹兼顾的进行了整个工厂变电所的设计。
由于学生知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正。

目 录
一、设计要求 1
二、设计依据 1
摘 要 4
ABSTRACT 5
1 负荷计算和无功补偿 9
1.1 负荷计算目的和意义及计算方法 9
1.2 各车间计算负荷 9
1.3 求低压侧总计算负荷 13
2 变电所位置和型式的选择 15
2.1 变电所位置和型式的选择 15
3 变电所主接线方案的设计及电路图 18
3.1 主结线的选择原则 18
3.2 变电所主变压器和主结线方案的选择 21
3.3 变电所主接线方案的选择 21
4 短路电流的计算 23
4.1 短路电流计算的目的及方法 23
5 变电所一次设备选择与校验 26
5.1 电气设备选择的一般条件 26
5.2 变电所一次设备的选择校验 28
6 变电所进出线的选择与检验 31
6.1 高压线路导线的选择 31
6.2 低压线路导线的选择 31
7 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 33
7.1 二次回路方案选择 33
7.2 继电保护的整定 34
7.3 继电保护和绝缘监查 36
8 防雷保护和接地装置的设计 38
8.1 防雷保护 38
8.2 变电所接地装置与系统 39
附录及参考资料 42

1 负荷计算和无功补偿

1.1 负荷计算目的和意义及计算方法
电力负荷是工厂供电设计中非常重要的一环，它是今后合理选择导线、电缆截面和电器设备型号规格的理论依据。
负荷计算有多种计算方法，本次设计采用设计院常采用的设计方法——需要系数法进行负荷计算。
1.2 各车间计算负荷

1.2.1 铸造车间计算负荷
动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.7 tan=1.02
P=Kd P=0.3×300=90kw
Q= Ptan=90×1.02=91.8kvar
照明 P= P=6kw
铸造车间的总计算负荷
P= P+ P=90＋6=96 kw
Q=91.8 kvar
S= = =132.83kvA
I = =202.05A
1.2.2 锻压车间
动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.65 tan=1.17
P=Kd P=0.3×350=105kw
Q= Ptan=105×1.17=122.85kvar
照明 P= P=8kw
锻压车间的总计算负荷
P= P+ P=105＋8=113 kw
Q=122.85 kvar
S= = =166.92kvA
I = =253.90A
1.2.3 金工车间
动力 查表得 取Kd=0.2 cos=0.65 tan=1.17
P=Kd P=0.2×400=80kw
Q= Ptan=93.6kvar
照明 P= P=10kw
金工车间的总计算负荷
P= P+ P=80＋10=90 kw
Q=93.6 kvar
S= = =129.85kvA
I = =197.52A
1.2.4 工具车间
动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.6 tan=1.33
P=Kd P=0.3×360=108kw
Q= Ptan=108×1.33=143.64kvar
照明 P= P=7kw
工具车间的总计算负荷
P= P+ P=108＋7=115kw
Q=143.64 kvar
S= = =184kvA
I = =279.90A
1.2.5 电镀车间
动力 查表得 取Kd=0.5 cos=0.8 tan=0.75
P=Kd P=0.5×250=125kw
Q= Ptan=93.75kvar
照明 P= P=5kw
电镀车间的总计算负荷
P= P+ P=125＋5=130kw
Q=93.75 kvar
S= = =160.28kvA
I = =243.81A
1.2.6 热处理车间
动力 查表得 取Kd=0.6 cos=0.7 tan=0.75
P=Kd P=0.6×150=90kw
Q= Ptan=90×0.75=67.5kvar
照明 P= P=5kw
热处理车间的总计算负荷
P= P+ P=90＋5=95kw
Q=67.5 kvar
S= = =116.54kvA
I = =177.27A
1.2.7 装配车间
动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.65 tan=1.02
P=Kd P=0.3×180=54kw
Q= Ptan=55.08kvar
照明 P= P=6kw
装配车间的总计算负荷
P= P+ P=54＋6=60kw
Q=55.08 kvar
S= = =81.45kvA
I = =123.89A
1.2.8 机修车间
动力 查表得 Kd=0.2 cos=0.65 tan=1.17
P=Kd P=0.2×160=32kw
Q= Ptan =32×1.17=37.44kvar
照明 P= P=4kw

1.2.9 锅炉房
动力 查表得 取Kd=0.7 cos=0.8 tan=0.75
P=Kd P=0.7×50=35kw
Q= Ptan =35×0.75=26.25kvar
照明 P= P=1kw
锅炉房的总计算负荷
P= P+ P=35＋1=36kw
Q=26.25 kvar
S= = =44.55kvA
I = =67.77A
1.2.10 仓库
动力 查表得 取Kd=0.4 cos=0.8 tan=0.75
P=Kd P=0.4×20=8kw
Q= Ptan=8×0.75=6kvar
照明 P= P=1kw

1.2.11 生活区总计算负荷
P= P=350kw
Q= Ptan=350×0.35=122.5kvar

1.3 求低压侧总计算负荷
从以上计算中得出：有功计算负荷
无功计算负荷
视在计算负荷1420.28
再乘以同时系数=0.95, =0.97
此时

功率因素<0.9, 所以要进行无功功率补偿

1.3.1 求补偿容量
由于本设计中cos=0.766<0.9,因此需要进行功率补偿。由公式可知：

式中 ——补偿前的自然平均功率因数对应的正切值
——补偿后的功率因数对应的正切值
采用低压侧集中补偿的方法，为使高压侧功率因数达到0.9，则补偿后的低压功率因数应达到0.92
校正前
校正后

1.3.2 确定电容器型号、规格
补偿方式有三种
1）低压集中补偿 2）高压集中补偿 3）高低压分散补偿
本次采用低压集中补偿方式，进行无功补偿。
查设计手册选用BWF0.4-75-1/3
1.3.3 电容器的数量
n==4.4372 取5个。因为是三相电要对称因此本设计取6个。
1.3.4 实际补偿容量
Q实=6×75=450 kvar

2 变电所位置和型式的选择
2.1 变电所位置和型式的选择
2.1.1、变电所位置和型式的选择应遵循以下几点来选择
a、变电所的位置应尽量靠近负荷中心
b、变电所应选择在地势比较高处避免低洼积水
c、交通运输必须方便，便于设备运输
d、变电所周围必须无易燃易爆物品
e、变电所进出线则应无高大建筑物
f、建议本厂变电所应靠近XX车间为宜
由计算结果可知，工厂的负荷中心在2，3，5，6号车间之间。考虑到方便进出线，周边环境及交通情况，决定在5号车间的西侧仅靠车间修建工厂变电所，其形式为附设式。
由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV公共市电架空进线；一路引自邻厂高压联络线。
变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。
2.1.2 变电所主变压器台数的选择
变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：
有大量一级或二级负荷；
季节性负荷变化较大；
集中负荷较大。
结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。
2.2变电所主变压器容量选择。
每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：
1） 任一台变压器单独运行时，宜满足：
2） 任一台变压器单独运行时，应满足：，即满足全部一、二级负荷需求。
代入数据可得：=（0.6～0.7）×1169.03=（701.42～818.32）。
又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为），所选变压器的实际容量：也满足使用要求，初步取=1000 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为S9系列箱型干式变压器。型号：S9-1000/10 ，其主要技术指标如下表所示：

变压器
型号
额定
容量
/
额定
电压
/kV
联结 组型 号

损耗/kW
空载
电流
%

短路阻抗
%
高压
低压
空载
负载

S9-1000/10
1000
6/6.3
0.4
Dyn11
1.70
10.30
0.7
4.5
表2-1
（附：参考尺寸（mm）：长：2280宽：1560高：2468 重量（kg）：8960 轨距：（mm）820）
所以本设计中变电所位置和形式如下：

图2-1

3 变电所主接线方案的设计及电路图

变电所的主结线又称为主电路，指的是变电所中各种开关设备、变压器、母线、电流互感器等主要电气设备，按一定顺序用导线连接而成的，用以接受和分配电能的电路．它对电气设备选择、配电装置布置等均有较大影响，是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据．
3.1 主结线的选择原则
1当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。
2．当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线
3．当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。
4．为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。
5．接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。
6．6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。
7．采用6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。
8．由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。
9．变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。
10．当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触
2.2 主结线方案确定
单母线接线：
优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）故障或检修
，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电。
适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器
单母线分段接线：
优点：
1 用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电
2 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电
缺点：
1 当一段母线或母线隔离开关故障时或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电
2 当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。
3 扩建时需向两个方向均衡扩建
适用范围：
1 6～10KV 配电装置出线回路数为6回及以上
2 35～63KV 配电装置出线回路数为4～8回
3 110～220KV 配电装置出线回路为3～4回
双母线接线
优点：
1 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
2 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3 扩建方便。像双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和符合均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母分段那样导致出线交叉跨越。
4 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
缺点：
1 增加一组母线，每回路就需要增加一组母线隔离开关。
2 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
适用范围：
（1）6～10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时
（2）35～63KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时
（3）110～220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110～220KV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上。
双母线分段接线：
分段原则：
1 当进出线回路数为10～14回时，在一组母线上用断路器分段
2 当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段
3 在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器
4 为了限制220KV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段
单断路器双母线接线的主要缺点：
1 在倒换母线操作过程中，须使用隔离开关按等电位原则进行切换操作，因此，在事故情况下，当操作人员情绪紧张时，很容易造成误操作。
2 工作母线发生故障时，必须倒换母线，此时，整个配电装置要短时停电
3 这种接线使用的母线隔离开关数目较多，使整个配电装置结构复杂，占地面积和投资费用也相应增大
为克服上述缺点，采取如下补救措施：
1 为了避免在倒闸操作过程中隔离开关误操作，要求隔离开关和对应的断路器间装设闭锁装置，（机械闭锁或电气闭锁），同时要求运行人员必须严格执行操作规程，以防止带负荷开、合隔离开关，避免事故的发生。
2 为了避免工作母线故障时造成整个装置全部停电，可采用两组母线同时投入工作的运行方式。
3 为了避免在检修线路断路器时造成该回路短时停电，可采用双母线带旁路母线的接线。
采用上述措施后，单断路器双母线接线具有较高的的供电可靠性和运行灵活性。
双断路器双母线接线：
优点：任何一组运行母线或断路器发生故障或进行检修时，都不会造成装置停电，各回路均用断路器进行操作，隔离开关仅作检修时隔离电压之用。因此，这种接线工作是非常可靠与灵活，检修也很方便。
缺点：这种接线要用较多的断路器和隔离开关，设备投资和配电装置的占地面积也都相应增加，维修工作量也较大。
对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。
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。
主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。
3.2 变电所主变压器和主结线方案的选择
变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：
有大量一级或二级负荷；
季节性负荷变化较大；
集中负荷较大。
结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

3.3 变电所主接线方案的选择
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：
方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。
优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。
缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。
方案Ⅱ：单母线分段带旁路。
优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。
缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。
方案Ⅲ：高压采用单母线、低压单母线分段。
优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。
缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。
以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案Ⅰ。
根据所选的接线方式，画出主接线图

图3-1

4 短路电流的计算
4.1 短路电流计算的目的及方法
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所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，然后确定短路计算点。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。
接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并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。
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法。本设计采用标幺制法进行短路计算。
4.1.1 短路电流计算
（1）确定基准量: 取：、、
而

计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（）
X1*= =100/500=0.2
2）架空线路（ = 0.358Ω/km）

3）电力变压器

（3）在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
1)电源至短路点的总电抗标幺值

2)三相短路电流周期分量有效值

3)其他三相短路电流

4)三相短路容量

（4）在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
1)总电抗标幺值

2)三相短路电流周期分量有效值

3)其他三相短路电流

4)三相短路容量

短路计算点
总电抗
标幺值
三相短路电流/KA
三相短路容量Sk/MV.A

K-1点
2.80
1.97
1.97
1.97
5.01
2.97
35.74
K-2点
4.29
24.02
24.02
24.02
44.19
26.18
16.6

表4-1

5 变电所一次设备选择与校验
5.1 电气设备选择的一般条件
1、按正常工作条件选择
正常工作条件是指按电器设备的装置地点、使用条件、检修和运行要求以及环境条件等来选择导体和电器的种类和形式。
(1) 电压：电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，可能高于电网的额定电压，这对裸铝、铜导体不会有任何影响，但对电器和电缆，则要规定其允许最高工作电压得底于所接电网的最高运行电压。
(2) 电流：导体（或电气设备）的额定电流是指在额定环境温度下，长期允许通过的电流（）。在额定的周围环境温度下，导体（或电气设备）的恶毒能够电流应不允许小于该回路的最大持续工作电流。
周围环境温度不等时，长期允许电流可按下式修正。

式中——导体或电气设备正常发热允许最高温度数值，可查表，一般可取=
我国生产的电气设备的额定环境温度=，裸导体的额定环境温度。
（3）环境条件：在选择电器时还要考虑带暖气安装地点的环境条件，一般电器的使用条件如不能满足当地气温、风速、湿度、污秽程度、海拔高度、地震强度和覆冰厚度等环境条件时，应向制造部门提出要求或采取相应的措施。
2、按短路条件校验
（1） 热稳定校验：导体或电器通过短路电流时，各部分的温度（或发热效率）应不超过允许值。满足热稳定的条件为

式中、t——导体或电器允许通过的热稳定电流和持续时间，由产品样本查得。
——稳态短路电流
——假想时间
（2） 动稳定校验：等稳定，即导体和电器承受短路电流机械效应能力。应满足的动稳定条件为
或
式中、——短路冲击电流幅值以及其有效值；
、——导体或电器允许的动稳定电流幅值以及其有效值；
由于回路的特殊性，对下列几种情况可不校验热稳定或动稳定
1） 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔体的熔断时间保证，故可不校验热稳定。
2） 采用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定，电缆因有足够的请度可不校验动稳定。
3） 装设在电压互感器回路的裸导体和电器不校验动、热稳定。
高压一、二次设备的校验条件为：
1、 电器的额定电压不低于所在电路的额定电压
2、 电器的额定电流应不小于所在电路的计算电流
3、 电器的最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流
4、 短路电流校验
1) 动稳定度：按三相短路冲击电流校验
2) 热稳定度：按三相短路动态电流校验
一、 高压设备一览表
序号
设备名称
型号与规格
备注
1
高压隔离开关
GN8-10/200
CS3
2
高压少油断路器
SN10-10/1000
CT8
3
高压电流互感器
LQJ-10
150/5
4
高压避雷器
FS4-10
单独接地
5
电压互感器
JDZJ10
10000/100
6
高压绝缘子
FC160/170
粗瓷
7
高压母线
LMY40×4
着色10Kv
表5-1
低压设备一览表
序号
设备名称
型号与规格
备注
1
低压刀开关
HD13-1500
主二次
2
低压电流互感器
Lmz1-0.5

3
低压绝缘子
LXHY4-70
细瓷
4
低压电容器
BW

5
低压母线
LMY120×10
中线LMY80×

表5-2

5.2 变电所一次设备的选择校验
1. 10KV侧一次设备的选择校验（表5-3）
高压电气校验：高压少油断路器
类别
型号
额定电压/KV
额定电流/KA
开断电流/KA
短路容量/MVA
动稳定电流峰值/KA
热稳定电流/KA
固有分闸时间/
合闸时间/
配用操动机构型号
少油短路器

10
1000
16
300
40
16（4s）
0.06
0.2
CT8

类别
型号
额定电压/KV
额定电流/KA
开断电流/KA
短路容量/MVA
动稳定电流峰值/KA
热稳定电流/KA
固有分闸时间/
合闸时间/
配用操动机构型号
少油短路器

10
1000
1.86
33.78
4.743
7.