毕业论文-电变站电气部分设计.doc

1 0 前言 随着当前社会的发展，电，几乎已经成为我们生活中不可缺少的一部分，在人们的生产生活中有着重要的作用，因此，我们国家对电的投入给予了很高的重视，现今，我国的电网虽然是日趋完善，但是，在矿井的供电部分却依然存在很多问题，在变电站的设计部分也仍然有很多急需解决的问题，此次设计主要就是针对矿井的供电特殊性，根据所学知识进行一次全面系统的设计。变电所就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护，通过变换、分配、输送与保护将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。本设计以漳村煤矿地面变电所设计为例，结合已知数据进行负荷计算并选择补偿装置-电容器的容量，以及短路电流计算、电气设备选择等，通过本次设计将所学的知识进行系统的、合理的、灵活的运用，真正做到学以致用。2 1 概述概述 1.1 自然情况 漳村煤矿是潞安矿业（集团）公司下属的一座国有特大型矿井，位于山西省沁水煤田中段。变电站所在地区年最高温度为 38C，年平均气温为 18C，年最低气温为零下 12C，年最热月平均最高温度为 29.6BTMQFQS，年最热月平均温度为 26C，年最热月地下 0.8m 处平均温度 19.6C，当地主导风向为西北风，年雷暴日数为 28.3 日/年。地区平均海拔 1200m，底层以砂质黄土为主，土壤允许承载能力为 20 吨/米2，中等含水量时，实得土壤电阻率为 0.8104/。每月基本电费按变压器容量计为 35 月/kVA，动力电费为 0.55 元/kWh，照明电费为 0.6 元/kWh，要求变电所负荷功率因数不低于 0.92。漳村煤矿井田位于沁水煤田东缘中段,东起3号煤层露头线,西部与常村矿井田相接,北以文王山南断层为界,南与王庄、石圪节井田相接,走向长3 5km,倾斜长7 9km,面积27 66km2。现开采的3号煤层平均厚度6 45m,走向近似南北,倾向西,倾角37,一般为5,属缓倾斜煤层,局部地区受构造影响,倾角增加到15左右。煤层埋藏深度一水平为120260m,二水平平均为350m。煤层赋存稳定,构造简单。1996年,煤炭部把漳村矿确定为五个部特级高产高效矿井之一,漳村矿人以此为契机,积极按照矿务局建设经济强局的决策思路和战略部署,深化企业改革,强化内部管理,提高经济运行质量,部特级高产高效矿井建设9大指标全面完成,创造了“六个”历史最好水平。1.2 变电所位置的确定 企业中变电所是工矿企业供电的枢纽。正确确定变电所的位置，对工矿企业供电系统的合理布局既提高供电可靠性，经济技术和供电质量都有重要的关系，因此变电所位置应根据工矿负荷的大小分布的特点及内部环境特点等因素进行综合分析，经技术确定后一般在确定变电所位置时应遵循以下几项原则；1、变电所位置应尽量靠近负荷中心，以减少配电线路长度，降低电能损耗和电压损失。2、不占或少占农田；3、交通运输要方便，以利于变压器等大型设备的运输和消防车量进出；4、进出线要方便，尽量避免线路相互交叉和跨越，架空线路走廊与所址同时确定；3 5、具有适宜的地质条件，有利于防止地下水，雨水和洪水浸淹措施；6、应考虑与临近设施的相互影响，远离震动的设备和易燃易爆的场所，应尽量避开污染源，否则应采取防污设施；7、应与其他工艺建筑物保持足够的防火距离；8、应留有扩展的余地，不妨碍工厂或车间的发展。根据以上选址原则，漳村变电所的选址如下图1-1：图1-1 漳村变电所选址图 Fig.1-1 Zhang Village substation site map 1.3 设计目的及要求 本次设计的目的是把从电力系统接受的电能，合理的分配到各用电地点，基本原则是 在保证供电可靠，安全，质量好的前提下，以最简单的方式合理得分配并充分利用电能。本次设计符合国家各项技术经济和有关规程，规范和规定。本次设计的内容和步骤大致如下：根据变电所取得电源情况和用电负荷情况，并适当考虑周围负荷的发展情况，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所的台数与容量、类型；选择变压器主接线方案及高低压设备的进出线，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；按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。4 2 变电所负荷统计、主变压器选择 2.1 变电所的主结线 变电所的接线方式也是一重要环节，起接线从安全、可靠、灵活、经济等方面出发。安全：就是要按照国家的标准和规范，正确选取电气设备及正常情况下监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身保障的技术措施。2.1.1 变电所主变压器一次侧接线方式 变电所的主结线是由各种电器设备及其连接线组成的。担负着接受、变换、分配电能任务，它是工矿业供电枢纽。主接线与供电的可靠性，操作运作的灵活性，安全性和经济性有着密切的关系。它与电源电路、电压、负荷的大小、级别以及变压器的台数，容量等因数有关。根据煤矿地面高压供电设计技术规定；有两回进线的终端变电所且单台主变压器不超2000KVA时，宜采用桥式结线。因此本次设计采用桥式结线。桥式结线可分为：全桥、外桥、内桥三种。其各自特征如下：全桥结线：其特点是线路侧、变压器侧和母线桥上都装有断路器，故其操作运行灵活，适应性强不论是切换变压器还是切换线路都可方便进行，并易发展成单母线分段结线。但所用设备多，投资大，占地面积大(见图2-1)。内桥结线：其特点是在变压器和母线之间只设隔离开关，不设断路器，因而投资和占地面积少应保持切换线路方便的优点，但由于变压器侧没有断路器，因而切换变压器不方便，适用于电源进线长线路故障可能性大，变压器负荷较平稳切换次数少的变电所（见图2-2）。外桥结线：其特点是电源进线端不设断路器只设隔离开关，这种接线比外侨还少两隔离开关，因而投资和占地面积更少切换变压器方便，且易过渡到全桥结线，但切换线路线不方便因此适用于电源线路短，故障与检修机会很少，变压器负荷大且需经常切换的变电所（见图2-3）。根据以上对桥式结构的比较，加上本矿的具体情况，进线线路较短，以及全矿以后 的发展，本次设计的主接线形式选择：外桥结线。5 图2-1 全桥接线 图2-2 内桥接线 图2-3 外桥接线 Fig.2-1 Full-bridge Fig.2-2 Internal Bridge Fig.2-3 Outer Bridge Connection Connection Connection 2.1.2 变电所变压器二次侧接线方式 二次侧接线是根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路。母线制有三种方式：单母线制，单母线分段制，双母线制。单母线制：一回进线只能用单母线制，可靠性和灵活性低，发生故障将影响全部负荷的用电，直到故障全部清除为止。一般只用小容量生产。维护时需要停止这个系统的供电（见图 2-4）。单母线分段制：在两回进线下，就可以实现，其间使用隔离或断路器分段。变电所两条电源进线，分别接于两段母线上，每一段出线只能接在一段母线上。在母线故障时，该段上的出线全部断电，为防止母线故障而采用这种接线方式的煤矿变电所，其一、其二级重要用户，必须接在两段母线上的环式系统成双回路来供电（见图 2-5）。其缺点是当发生故障时，电源只能通过一回线供电，功率较低，从而使部分用户停电；当分段进行维护时，该段重要用户就失去了备用。双母线制：当工厂负荷大，但重要负荷较多，以致使馈电回路太多，采用其他母线制有一定的苦难，此时可以考虑采用双母线制。变电所每条进、出线，通过隔离开关可以接 6 在任何一条母线，两条母线之间用断路器进行连接。因此，无论那一段电源在母线同时发生故障时，都不影响对用户的供电。这种连线方式多用于大容量的枢纽变电所（见图 2-6）。其缺点是母线隔离开关用作操作电器，操作失误会引起母线短路，导致严重后果。另外，母线隔离开关数目增加，连锁机构复杂，有色金属消耗增多；配电装置结构复杂，造价高。BTMQFQS 图 2-4 单母线制 Fig.2-4 Single busbar system QF1QF2QS QF1QF2QF 图 2-5 单母线分段制 Fig.2-5 Single busbar system QF1QF2QF 图 2-6 双母线制 Fig.2-6 Double busbar system 7 为了保证供电系统的安全与可靠性，同时，考虑投资成本与技术上的要求和在操作与设备方面的各项要求综合起来，比较以上三种接线方式，单母线分段制与其他两种母线制相比，所用设备较少，投资少，系统简单，操作安全，并有一定的供电可靠性，适用于出线回路不很多，母线故障可能性较少的变电所，作主接线。一般来说，矿井变电所多采用这种接线方式。所以综合矿山生产的要求和其实际环境，本设计选择单母线分段制作为变电所主要变压器的二次侧接线方式。2.2 负荷统计 负荷计算是为电气设备、输电导线和继电保护装置的选择提供重要的计算依据，负荷计算方法有很多，如需用系数法、提二项式法、利用系数法、单位产品电耗法等，本次毕业设计采用需用系数法来计算负荷统计。2.2.1 供电负荷分级 根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。井花沟矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。漳村矿属于比较重要的矿井生产区，因此依据生产要求，电力负荷均为一级、二级负荷。2.2.2 负荷计算 漳村变电站的负荷统计见表2-1所示，均为6kv。依据此表计算该矿总降压变电所色计算负荷，选择主变压器并去确定变压器的经济运行方式。表2-1 漳村变电站负荷统计表 Tab.2-1 Zhang Village substation load tables 序号 负荷名称 容量（kw）功率因数 负荷性质 8 1 辛村水处理厂 1800 0.8 一级负荷 2 压风机 1450 0.85 一级负荷 3 制氮设备 930 0.84 一级负荷 4 井下变 1#电源 2500 0.9 一级负荷 5 井下变 2#电源 2800 0.85 一级负荷 6 井下变 3#电源 1500 0.79 一级负荷 7 井下变 4#电源 2200 0.88 一级负荷 8 辛村锅炉房 310 0.89 二级负荷 9 辛村主扇 660 0.87 一级负荷 10 辛村水泥厂 2750 0.85 一级负荷 11 辛村轧钢厂 1600 0.78 一级负荷 12 设备修理厂 1600 0.84 二级负荷 20100.00 用电设备组的计算负荷如下：用需用系数法统计负荷，查表查出对应的用电设备组的需用系数Kd,功率因数 cos，并计算出cos对应的正切值tan，填于负荷统计表（见附表）中，然后计算用电设备的计算负荷，填于表（见附表）中。查相关资料表中用电设备的Kd、cos 和tan 得：辛村水处理厂：Kd=0.65，cos=0.8，则tan=0.75 kWPPca1170180065.0Kd var5.87775.01170tankPQcaca kVAQPScacaca5.1462)5.877()1170()()(2222 AUSIncaca7.1403 压风机：Kd=0.85，cos=0.85，则tan=0.62 kWPPca5.1232145085.0Kd var2.76462.05.1232tankPQcaca 9 kVAQPScacaca2.1450)2.764()5.1232()()(2222 AUSIncaca5.1393 制氮设备：Kd=0.64，cos=0.84，则tan=0.65 kWPPca2.59593064.0Kd var9.38665.02.595tankPQcaca kVAQPScacaca9.709)9.386()2.595()()(2222 AUSIncaca3.683 井下变 1#电源：Kd=0.95，cos=0.90，则tan=0.48 kWPPca2375250095.0Kd var114048.02375tankPQcaca kVAQPScacaca4.2634)1140()2375()()(2222 AUSIncaca5.2533 井下变 2#电源：Kd=0.90，cos=0.85，则tan=0.62 kWPPca2520280090.0Kd var4.156262.02520tankPQcaca kVAQPScacaca1.2965)4.1562()2520()()(2222 AUSIncaca3.2853 井下变 3#电源：10 Kd=0.85，cos=0.79，则tan=0.78 kWPPca1275150085.0Kd var5.99478.01275tankPQcaca kVAQPScacaca0.1617)5.994()1275()()(2222 AUSIncaca6.1553 井下变 4#电源：Kd=0.87，cos=0.88，则tan=0.54 kWPPca1914220087.0Kd var6.103354.01914tankPQcaca kVAQPScacaca2.2175)6.1033()1914()()(2222 AUSIncaca3.2093 辛村锅炉房：Kd=0.90，cos=0.89，则tan=1.73 kWPPca27931090.0Kd var67.48273.1279tankPQcaca kVAQPScacaca5.557)67.482()279()()(2222 AUSIncaca6.533 辛村主扇：Kd=0.92，cos=0.87，则tan=0.57 kWPPca2.60766092.0Kd var1.34657.02.607tankPQcaca 11 kVAQPScacaca9.698)1.346()2.607()()(2222 AUSIncaca3.673 辛村水泥厂：Kd=0.70，cos=0.85，则tan=0.62 kWPPca1925275070.0Kd var5.119362.01925tankPQcaca kVAQPScacaca0.2265)5.1193()1925()()(2222 AUSIncaca9.2173 辛村轧钢厂：Kd=0.90，cos=0.78，则tan=0.80 kWPPca1440160090.0Kd var115280.01440tankPQcaca kVAQPScacaca1.1844)1152()1440()()(2222 AUSIncaca4.1773 设备修理厂：Kd=0.70，cos=0.84，则tan=0.65 kWPPca1120160070.0Kd var72865.01120tankPQcaca kVAQPScacaca8.1335)728()1120()()(2222 12 AUSIncaca5.1283 全矿负荷统计 全矿总负荷统计。将全矿各组计算负荷相加，即：kWPca9.164528.1335.5.12321170 var4.106618.1335.2.7645.877kQca KVASQPcacaca19.1960522 将上述数据填于附表内。2.3 功率因数补偿 由于工矿企业使用大量的感应电动机和变压器等用电设备，因此供电系统除供给有功功率外，还需供给大量的无功功率，减少对电源系统的无功功率需求量。提高功率因数可以提高电力能力，减少供电网络中的电压损失，提高供电质量，减少供电网络的电能损耗。综上所述，提高功率因数，可以充分利用现有的变电、输电和配电设备，保证供电质量，减少电能损耗。提高供电效率，因而有显著的经济效益。矿上企业为了使功率因数达到规定值以上。一般都采用并联电容器的方法进行人工补偿，电力电容器具有投资省，有功功率损失小，运行护方便，故障范围小等优点。因此，功率因数的补偿也就是电容器补偿。2.3.1 电容器补偿容量计算 下面是某矿功率因素人工补偿计算；1）电容器所需补偿容量。全矿自然功率因数：cacaSPcos=0.84 自然功率因数低于 0.9，所以应进行人工补偿,补偿后功率因数应数到 0.92 以上，即cos=0.92，则全矿所需补偿容量为 13 var9.4211)328.065.0(9.164528.0)tan(tan21kPKQcaloc 式中 Klo平均负荷系数，计算时取 0.70.85；328.0tan,95.0cos,65.0tan,84.0cos2211 2）电容器器柜数及型号确定。按照电容器柜及放电柜技术参数表选用GR-1C-08型，电压为6KV每柜容量cq=270kvar的电容柜，则柜数 59.152709.4211ccqQN 取偶数得16fN 实际补偿容量：var432027016kNQfqCCf 折算到计算补偿容量为 var54008.04320.kKQQlofCcaC 3）补偿之后的计算负荷与功率因数。var4.5461.kQQQcaccaca 因补偿前后有功功率计算负荷不变，故有 KVASQPcacaca69.172732 2 95.0coscacaSP 经补偿后的功率因数大于 0.92，故补偿符合设计要求。2.4 变电所变压器台数和容量选择 主变压器是工矿企业变电所的重要设备，正确选择变压器的容量和台数对企业供电的 可靠性和经济性具有十分重要的意义。对具有一类负荷的变电所，应满足用电设备对供电 可靠性的要求。根据煤炭工业设计规划规定矿井变电所的主变压器一般选两台，当其 14 中一台停止运行时另一台变压器应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷 的80%.2.4.1 变电所主变压器的运行方式 变电所运行方式有三种：1.一台备用，一台工作（明备用：两台变压器均按 100%的负荷选择）；2.两台同时运行，分为并列运行与分列运行；3.两台工作，一台备用。下面分别叙述三种运行方式的特点：1）两台同时工作：并列运行：优点是线路及变压器担负的负荷平均分配，能量损耗最少，当工厂变电所距电源较远时，单独供电电压损失较大，需采用调压装置，冲击负荷对电压的波动较小。当一台出现故障时，另外一台必须保护安全和原煤的生产用电。分列运行：优点是短路时电流小，继电保护装置简单，便宜，冲击电压波动影响面积小。要求与并列运行一样。选用两台变压器，不论采用并列运行还是采用分列运行方式，每台都只能承受全矿负荷的50%，定时的负荷率为62%左右，变压器负荷较高，一台运行，一台备用，在正常情况下，变压器要承受全矿100%负荷，这时负荷率很高，为90%左右，所以，这种情况下，年运行费用和年耗电比其他运行方式要大。2）一台备用，一台工作：该种运行方式应该说是不算经济。因为电业部门是按变压器的台数及容量收取费，而不管任意的时刻有几台变压器工作，因此，设备用的那台无形中消耗了费用，所以这种运行方式适用于小型的工业企业。3）两台工作，两台备用：这种运行方式台数较多，开支较大，大多采用特大及大型工矿企业。矿区变电所主变压器一般选用两台，考虑负荷增长，运行方式，经技术经济比较，有明显经济效益时，也可用三台，当一台停止运行时，其余应保证全部矿井安全和生产用电，且不小于全部负荷 75%。2.4.2 主变压器台数的选择 15 变压器台数主要根据负荷大小、对供电可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾 节约电能、降低造价、运输方便。1)按负荷等级和大小选择变压器可参考表 2-2 变压器台数选择。2）如单相负荷使变压器三相负荷的不平衡率超过 25%时，宜设单相变压器。3）电力和照明一般由共用的变压器供电。若共用变压器严重影响照明质量及灯 泡寿命时，可考虑设置照明专用的变压器。4）如冲击性负荷较大时，严重影响电能质量时，应设专门变压器对冲击性负荷 供电。表 2-2 变压器选择原则 Tab.2-2 Transformer selection principle 负荷等级 选用原则 一、二级负荷 1）一、二级负荷较多时，应设两台或两台以上变压器；2）只有少量一、二级负荷，并能从临近变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器。三级负荷 1）负荷较小时采用一台变压器；2）负荷较大时，一台变压器不能满足要求时，采用两台及以上变压器；3）昼夜负荷或季节性负荷变化大，选用一台变压器在技术经济上不合理时，宜选用两台变压器。由于本次设计中的负荷均一、二级负荷，故采用两台变压器分列运行。2.4.3 主变压器容量的选择 当 2 台变压器同时运行时，每台变压器容量为 kVASKSacguTN16.156842.196058.0 式中 guK事故时的负荷保证系数，根据企业一、二级负荷所占比例决定，一般可取为 0.71。查表确定选择 SF7-10000，35/6.3KV 型变压器，2 台。其主要技术数据见表 2-3。16 表 2-3 电力变压器的技术数据 Tab.2-3 Technical data of power transformers 型号 额定容量/Kvar 额定电压/KV 额定损耗/KW 阻 抗 电压/%空 载 电压/%高压 低压 空 载 短 路 SF7-10000/35 10000 35 6.3 19 77 7.5 0.7 17 3 短路电流计算 3.1 概述 电力系统在运行中，由于多种原因，难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。根据运行经验，破坏电力系统正常运行的故障最为常见而且危害最大的是各种短路。所谓 短路是指电位不同点在电器上被短接。短路的基本类型有：三相短路、两相短路、两相接 地短路、单相短路和单相接地短路等。短路故障的原因又很多，主要有绝缘损坏、误操作、鸟兽危害、恶劣的气候、其他意 外事故。短路时系统的阻抗大幅度减小，而电流则大幅度增加。很大的短路电流产生了很 大的危害，它会损坏电气设备，影响电气设备的正常运行、影响系统的稳定性、造成停电、：产生电磁干扰等。计算短路电流的目的和任务是选择电气设备、选择和整定继电保护装置、选择限流电 抗器、确定供电系统的接线方式和运行方式等。3.2 短路回路各参数的计算 工矿企业供电系统内的短路，大多数于无限大电源容量的短路。对无限大电源容量系统短路电流的计算方法常采用有名值法和标幺值法。在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。前一种计算方法主要适用于 1KV 以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高压供电系统以及电力系统中。对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以 100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为 100MVA 和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量 地面变电所 6KV 母线上的线路类型及线路长的基准值之间应满足下列关系：18 ddddddZIUIUS33 （3-1）式中 Sd、Ud、Id、Zd功率、电压、电流、阻抗的基准值 3.2.1 短路电流计算参数 变电所的线路类型以及线路长度如表3-1所示。表3-1 地面变电所6KV母线上的线路类型及线路长度 Tab.3-1 6kv substation ground bus line type and line length 序号 设备名称 电压（KV）距 6KV 母线距离（km）线路类型 1 辛村水处理厂 6 0.25 C 2 压风机 6 0.3 C 3 制氮设备 6 0.5 K 4 井下变 1#电源 6 1.5 C 5 井下变 2#电源 6 0.8 C 6 井下变 3#电源 6 0.8 C 7 井下变 4#电源 6 1.5 C 8 辛村锅炉房 6 2.5 K 9 辛村主扇 6 1.8 K 10 辛村水泥厂 6 2 C 11 辛村轧钢厂 6 1.6 K 12 设备维修厂 6 1.85 K 输电线路单位长度电抗值（）如表 3-2 所示。表 3-2 输电线路长度电抗值 Tab.3-2 Length of transmission line reactance 310kv 架空线路 0.40 35220kv 架空线路 0.38 310 电缆线路 0.08 3.2.2 短路电流计算 1.选取短路计算点并绘制等效电路图 19 一般选取各线路始、末端作为短路计算点，线路始端的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性，并作为上一级继电保护的整定参数之一，线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。在本次设计中，可选用35KV母线、6KV母线和各6KV出现末端为短路计算点。由于本次设计35/6KV变电所正常运行为全分列方式，故任意点的短路电流由系统电源通过本回路提供，且各短路点的最大、最小电流仅与系统的运行方式有关，故可画出图3-1所示的等效电路计算图。TU 图 3-1 等效短路计算图 Fig.3-1 The equivalent figure for the shortcircuit calculation 2.选取基准容量Sd=100MVA,基准电压Ud1=37KV，Ud2=6.3KV，Ud3=0.4KV，则各级基准电流为 (KA).USIddd56051373100311 (KA).USIddd16469363100322 )(338.1444.03100333KAUSIddd 3.计算各元件的标幺电抗 20 1）电源的电抗:801.0,524.1max.*min.*ssXX 2）变压器电抗 主变压器电抗:75.0101001005.7100%1.1*TNdKTSSUX 地面低压变压器电抗:625.5101001005.4100%2.2*TNdKTSSUX 3）线路电抗 35KV 架空线路电抗：049.03710038.075.1221011 l*ddUSXlX 辛村水处理厂线路电抗：0504.03.610008.025.022211*ddUSXlX 压风机馈电线路电抗：0605.03.610008.03.022222*ddUSXlX 制氮设备馈电线路：5039.03.61004.05.022233*ddUSXlX 井下变 1#电源馈电线路电抗：3023.03.610008.05.122244*ddUSXlX 井下变 2#电源馈电线路电抗：1612.03.610008.08.02225*5ddUSXlX 井下变 3#电源馈电线路电抗：1612.03.610008.08.022266*ddUSXlX 井下变 4#电源馈电线路电抗：3023.03.610008.05.12227*7ddUSXlX 辛村锅炉房馈电线路电抗：5195.23.61004.05.22228*8ddUSXlX 辛村主扇馈电线路电抗：8141.13.61004.08.12229*9ddUSXlX 21 辛村水泥厂馈电线路电抗：4031.03.610008.0222210*10ddUSXlX 辛村轧钢厂馈电线路电抗：6125.13.61004.06.122211*11ddUSXlX 设备修理厂馈电线路电抗：8644.13.61004.085.122212*12ddUSXlX 4.计算各短路点的短路参数 1）K35 点短路电流计算 最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗：573.1049.0524.11*min.*.35*lsmXXX 短路电流标幺值：636.0573.111.35*.35*mmXI 三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm992.05605.1636.01.35*.35)3(短路冲击电流峰值：)(531.2992.055.255.2.35)3(sh.35KAIim 短路冲击电流有效值：)(508.1992.052.152.1.35)3(sh.35KAIIm:三相短路容量：)(6.63100636.0.35*35MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标幺值：85.0049.0801.0*max.*.35*lsnXXX 短路电流标幺值：176.185.011.35*.35*nnXI )(835.15605.1176.11.35*.35)3(KAIIIdnn )(589.1835.1866.0866.0.35)3(.35)2(KAIInn 2）K66 点短路电流计算 最大运行方式下的三相短路电流 22 短路回路电抗：323.275.0573.11*min.35*.66*TmXXX 短路电流标幺值：43.0323.211.2*.2*mmXI 三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm94.31646.943.02.66*.66)3(短路冲击电流峰值：)(047.1094.355.255.2.66)3(sh.66KAIim 短路冲击电流有效值：)(989.594.352.152.1.66)3(sh.66KAIIm:三相短路容量：)(4310043.0.66*66MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标幺值：6.175.085.0*n.35*.66*TnXXX 短路电流标幺值：625.06.111.66*.66*nnXI )(957.51646.9625.02.66*.66)3(KAIIIdnn )(159.5957.5866.0866.0.66)3(.66)2(KAIInn 3）K1 点短路电流计算（折算到 6KV 侧）最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗标：3734.20504.075.0049.0524.1*1*ll*min.*.1*XXXXXTsm 短路电流标幺值：4213.03734.211.1*.1*mmXI 6KV 侧：三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm8611.31646.94213.02.1*.1)3(短路冲击电流峰值：)(8457.98611.355.255.2.1)3(sh.1KAIim 短路冲击电流有效值：)(8689.58611.352.152.1.1)3(sh.1KAIIm:23 三相短路容量：)(13.421004213.0.1*1MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标：6504.10504.075.0049.0801.0*1*1max.*.1*TlsnXXXXX 短路电流标幺值：6059.06504.111.1*.1*nnXI 6KV 侧：)(5530.51646.96059.02.1*.1)3(KAIIIdnn )(8089.45530.5866.0866.0.1)3(.1)2(KAIInn 4）K2 点短路电流计算（折算到 6KV 侧）最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗标：3836.20605.075.00491.0524.1*2*1*min.*.2*XXXXXlTsm 短路电流标幺值：4195.03836.211.2*.2*mmXI 6KV 侧：三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm8449.31646.94195.02.2*.2)3(短路冲击电流峰值：)(8044.98449.355.255.2.2)3(sh.2KAIim 短路冲击电流有效值：)(8442.58449.352.152.1.2)3(sh.2KAIIm 三相短路容量：)(95.411004195.0.2*2MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标：6725.10605.075.0061.0801.0*1*2max.*.2*TlsnXXXXX 短路电流标幺值：5979.06725.111.2*.2*nnXI 24 6KV 侧：)(4796.51646.95979.02.2*.2)3(KAIIIdnn )(7453.44796.5866.0866.0.2)3(.2)2(KAIInn 5）K3 点短路电流计算（折算到 6KV 侧）最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗标：8269.25039.075.0049.0524.1*3*1*min.*.3*XXXXXlTsm 短路电流标幺值：3537.08269.211.3*.3*mmXI 6KV 侧：三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm2419.31646.93537.02.3*.3)3(短路冲击电流峰值：)(2669.82419.355.255.2.3)3(sh.3KAIim 短路冲击电流有效值：)(9277.42419.352.152.1.3)3(sh.3KAIIm:三相短路容量：)(37.351003537.0.3*3MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标：1039.25039.075.0049.0801.0*1*3max.*.3*TlsnXXXXX 短路电流标幺值：4753.01039.211.3*.3*nnXI 6KV 侧：)(3560.41646.94753.02.3*.3)3(KAIIIdnn )(7723.33560.4866.0866.0.3)3(.3)2(KAIInn 6）K4 点短路电流计算（折算到 6KV 侧）最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗标：25 6253.23023.075.0049.0524.1*4*min.*.4*XXXXXlTsm 短路电流标幺值：3809.06253.211.4*.4*mmXI 6KV 侧：三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm4909.31646.93809.02.4*.4)3(短路冲击电流峰值：)(9017.84909.355.255.2.4)3(sh.4KAIim 短路冲击电流有效值：)(3062.54909.352.152.1.4)3(sh.4KAIIm 三相短路容量：)(09.381003809.0.4*4MVASISdm 最小运行方式下的两相短路电流 短路回路电抗标：9023.13023.075.0049.0801.0*4max.*.4*TlsnXXXXX 短路电流标幺值：5257.09023.111.4*.4*nnXI 6KV 侧：)(8176.41646.95257.02.4*.4)3(KAIIIdnn )(1721.48176.4866.0866.0.4)3(.4)2(KAIInn 7）K5 点短路电流计算（折算到 6KV 侧）最大运行方式下的三相短路电流 短路回路电抗标：4842.21612.075.0049.0524.1*5*min.*.5*XXXXXlTsm 短路电流标幺值：4025.04842.211.5*.5*mmXI 6KV 侧：三相短路电流周期分量有效值:KAIIIdmm6892.31646.94025.02.5*.5)3(26 短路冲击电流峰值：)(4073.96892.355.255.