小型工厂供配电设计.doc

新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校

毕 业 设 计（ 论 文）

课题名称： 动力车间配电系统

系 别： 电气与信息工程系

专业班级：

学生姓名：

指导教师： 庞 晓 虹

2007 年 06 月 18 日

毕业设计（论文）格式要求：
（一）论文目录分三级，统一按1，1.1，1.1.1等层次编写，并注明页码，正文中没有第三级小标题的，可以只列二级目录。目录还应包含参考文献、附录。
（二）正文一般应分为几个大的部分，每个部分应由小标题；正文中引用的符号较多，可在正文前列出符号表；正文中引用的技术数据要注明出处；正文中引用的重要论断要注明作者，年份。
（三）正文中的注释采用脚注或尾注。其格式为：
  1．著作：作者姓名，《书名》，xx出版社[M]，xxxx年第x版，第xx页
  ２．论文：作者姓名，《论文题目》，《杂志名称》[D]，xxxx年第x期，第xx页
以英文大写字母方式标识各种参考文献,专著[M]、论文集[C]、报纸文章[N]、期刊文章[J]、学位论文[D]、报告[R]
（四）参考文献一般不低于4本（篇），引用格式与正文注释一致。

新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校
毕 业 设 计 成 绩 评 定 报 告
班级：自动化04-28 专业：电气自动化 姓名： 王增云 日期： 2007.06.21

1、设计题目： 氯碱厂动力车间空压、冷冻装置配电系统
专 题：
2、指导教师：姓名：庞 晓 虹 职称： 教 授
单位： 新疆工业高等专科学校
3、设计评阅人: 姓名： 职称：
单位：
4、答辩评定意见：

成绩：
5、答辩委员会（签名）：
日 期：

毕业设计评定意见参考提纲

1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.设计或论文（说明书）的优缺点，包括：学生理论水平、独立实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力、勤勉态度等。
3.设计或论文（说明书）中较成功的部分。
4.作毕业设计或论文（说明书）时遇到的困难和问题。

新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校
毕 业 设 计 任 务 书
班级：自动化04-28 专业：电气自动化 姓名： 王增云 日期： 2007.06.21
1、设计题目： 氯碱厂动力车间空压、冷冻装置配电系统
专 题：
2、原始资料： 空压、冷冻装置相关原始参数

3、设计要求
说明书： 按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供配电设计。
图 纸：
4、设计日期：任务下达日期2007.5.15完成日期 2007.6.18
5、设计指导教师： 庞 晓 虹
设计内容： 答疑教师：
设计内容： 答疑教师：
设计内容： 答疑教师：
6、教研室审核（签名）：
7、系部负责人审核（签名）：
目录
摘 要
1．概述…………………………………………………………………………………1
1.1工厂供电的意义和要求…………………………………………………………1
1.2工厂供电设计的一般原则………………………………………………………1
1.3 设计内容及步骤…………………………………………………………………2
2．车间电力负荷计算及变压器的选择………………………………………………4
2.1 负荷计算的目的…………………………………………………………………4
2.2负荷计算的方法及空压 、冷冻装置主要原始资料…………………………4
2.3按需要系数法确定负荷计算……………………………………………………6
2.3.1 需用系数法计算负荷的有关公式……………………………………………6
2.3.2 需用系数法计算负荷的结果…………………………………………………7
2.4车间变压器的选择………………………………………………………………9
3．短路及短路电流的计算……………………………… ……………………….11
3.1短路的概述……………………………………………………………………11
3.2 电力网络中的短路计算………………………………………………………13
3.2.1 短路计算的相关公式………………………………………………………13
3.2.2短路计算中应注意的问题…………………………………………………14
4.导线及其截面的选择…………………………………………………………16
4.1 导线和电缆的选择……………………………………………………………16
4.2 导线截面选择及校验的方法………………………………………………….16
5. 车间高、低压电气设备及其选择………………………………………………19
5.1电气设备………………………………………………………………………19
5.2 高压电气选择及校验条件……………………………………………………25
6. 车间变电所和供配电系统的主结线………………………………………….27
6.1 车间变电所所址选择的要求…………………………………………………27
6.2 车间变电所的总体布置及要求………………………………………………27
6.3变配电所主结线的选择原则…………………………………………………28
6.4 车间供电系统的主结线………………………………………………………29
7.供电系统的继电保护……………………………………………………………30
7.1 继电保护的概述………………………………………………………………30
7.2 车间部分装置的继电保护……………………………………………………31
8. 防雷和接地…………………………………………………………………….33
8.1防雷简介………………………………………………………………………33
8.2 车间变电所采用单支避雷针保护……………………………………………34
8.3 接地保护………………………………………………………………………35
8.3.1.接地与接地装置……………………………………………………………35
8.3.2 车间低压系统的接地保护…………………………………………………35
谢 辞………………………………………………………………………………36
参考文献……………………………………………………………………………37

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。
本人对某氯碱厂，空压、冷冻装置供配电系统进行了设计,氯碱化工企业负荷等级属第一类负荷, 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剧烈反应的反应釜由于中断冷却水温度急剧升高严重时会发生爆炸,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.

关键词：电力负荷 变压器 电缆 电气设备

动力车间配电系统设计
1 概述
1.1工厂供电的意义和要求
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。
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 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
1.2工厂供电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：
（1） 遵守规程、执行政策；
必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2） 安全可靠、先进合理；
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3） 近期为主、考虑发展；
应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4） 全局出发、统筹兼顾。
按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
1.3 设计内容及步骤
　　全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。
　　（1）负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。
（2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
　　参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
（3）工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。
（4）厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。
（5）工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
（6）变电电气设备的选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果
（7）继电保护及二次结线设计
为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。
设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。
（8）变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。

2 车间电力负荷计算及变压器的选择
2.1 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。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。
2.2 负荷计算的方法及空压、冷冻装装置主要原始资料
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2.1） 空压、冷冻装置相关原始参数一览表
装置名称
台数
Pe（KW）
Ue(V)
Ie(A)
5℃冷凝器水泵
4
7.5
380
11.6
-35℃冷凝器水泵
3
5.5
380
8.6
机封水循环水泵
1
30
380
56.8
5℃冷凝器风扇
12
5.5
380
11.1
-35℃冷凝器风扇
8
5.5
380
11.1
氨冷机组
4
60
380
90
氨冷机组出线
5

380

电容柜
5

380

空气压缩机
4
30
380
45
7℃水泵
1
75
380
80.6
5℃水泵
4
90
380
98
排风机
8
30
380
58
现场仪表电源
1

380

控制室仪表电源
1

380

-35℃盐水泵
2
30
380
72
蒸发器搅拌机
28
45
380
36
配电室抽风机
1
55
380
49
-35℃搅拌泵
4
75
380
80.6
螺杆压缩机油泵
3
70
380
83.9
干燥塔
5
75
380
140.1
冷干机
2
70
380
83.9
变压器风机
1
75
380
140.1
变压器进线
4

380
946.1
母联
1

380

纯水电源引出线
2

380

循环水出线
1

380

（表2.2） 空压、冷冻装置技术参数一览表
装置名称
Pe(kw)
kx
cosφ
tanφ
5℃冷凝器水泵
7.5
0.8
0.84
0.646
-35℃冷凝器水泵
5.5
0.8
0.88
0.54
机封水循环水泵
30
0.8
0.89
0.512
5℃冷凝器风扇
5.5
0.8
0.88
0.54
-35℃冷凝器风扇
5.5
0.8
0.88
0.54
氨冷机组
60
0.8
0.85
0.6
氨冷机组出线

电容柜

空气压缩机
30
0.8
0.89
0.512
7℃水泵
75
0.8
0.84
0.646
5℃水泵
90
0.5
0.65
1.17
排风机
30
0.8
0.89
0.512
现场仪表电源

控制室仪表电源

-35℃盐水泵
30
0.8
0.89
0.512
蒸发器搅拌机
45
0.8
0.89
0.512
配电室抽风机
55
0.8
0.89
0.512
-35℃搅拌泵
75
0.8
0.84
0.646
螺杆压缩机油泵
70
0.8
0.88
0.54
干燥塔
75
0.8
0.84
0.646
冷干机
70
0.8
0.88
0.54
变压器风机
75
0.8
0.84
0.646
变压器进线

母联

纯水电源引出线

循环水出线

2.3 按需要系数法确定负荷计算
2.3.1 需用系数法计算负荷的有关公式
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)、Pjs (P30)。
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)、Qjs(Q30)。
视在功率是在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达;因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换;既，有功功率+无功功率。电力变压器就用视在功率表示容量，单位为伏安(VA)。

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
2.3.2 需用系数法计算负荷的结果
（表1.3） 空压、冷冻装置 计 算 负 荷 一 览 表
装置名称
（KW)
（Kvar）
（KVA）
5℃冷凝器水泵
6.4
4.134
7.619
-35℃冷凝器水泵
4.4
2.376
5
机封水循环水泵
24
12.288
26.966
5℃冷凝器风扇
4.4
2.376
5
-35℃冷凝器风扇
4.4
2.376
5
氨冷机组
48
28.8
56.47
氨冷机组出线

电容柜

空气压缩机
24
12.288
26.966
7℃水泵
63
40.698
75
5℃水泵
82
91.594
126.153
排风机
24
12.288
26.963
现场仪表电源

控制室仪表电源

-35℃盐水泵
24
12.288
26.966
蒸发器搅拌机
38
19.456
42.696
配电室抽风机
43
22.016
16.627
-35℃搅拌泵
63
40.698
75
螺杆压缩机油泵
60
32.4
68.181
干燥塔
64
41.344
76.190
冷干机
60
32.4
68.181
变压器风机
64
41.344
76.190
变压器进线

母联

纯水电源引出线

循环水出线

……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
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)
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
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
2.4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,考虑到空压、冷东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 ]
=21.12Kva

3 短路及短路电流的计算
3.1 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：
（2） 三相短路：

（3） 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。
3.2 电力网络中的短路计算
3.2.1 短路计算的相关公式
（表3.1） 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
（4） 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。
（5） 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。
3.2.2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。

4 导线及其截面的选择
4.1 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部分，因为它们是构成供电网络的主要元件，电能必须依靠它们来输送分配。在选择导线和电缆的型号及截面时，既要保证供电的安全可靠，又要充分利用导线和电缆的负载能力。
选择导线和电缆截面时，必须考虑以下几个因素，这些因素也是我们的选择原则：
（1）发热问题 电流通过导线或电缆时将引起发热，从而使其温度升高。当通过的电流超过其允许电流时，将其绝缘线和电缆的绝缘加速老化，严重时将烧毁导线或电缆，或引起其它的事故，不能保证安全供电。另一方面为了避免浪费有色金属，应该充分利用导线和电缆的负荷能力。因此，必须按导线或电缆的允许载流量来选择其截面。
（2）电压损失问题 电流通过导线时，除产生电能损耗外，由于线路上有电阻和电抗，还产生电压损失。当电压损失超过一定的范围后，将使用电设备端子上的电压不足，严重