某小型轧钢厂原10KV总配电所改扩建方案设计.doc

*****学院毕业设计（论文）

某小型轧钢厂原10KV总配电所改扩建方案设计

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摘 要

本次设计以某小型轧钢厂总降压变电所为主要设计对象，设计介绍了总降压变电所一次部分，总降压变电所二次部分，分为主接线、短路电流计算、设备选择，继电保护设计和综合自动化设计等几个部分。主变压器采用SL系列SL7，该变压器具有低损耗，过载能力强，运行稳定等特点。高压开关柜采用KYN28-12系列开关柜，该产品具有多种方案编号可以选择，并且具有很高的安全性能和电气性能。

关键词：主接线 ，变压器 ，短路计算，继电保护

ABSTRACT

This design take the 35kV small-scale steel rolling mill as the main design object, carries on to its total transformer substation changes the extension, This design introduced always falls presses a transformer substation part, always falls presses the transformer substation two parts, always falls presses the transformer substation high pressure power distribution network，divides primarily the wiring, the short-circuit current computation, the equipment choice, the relay protection design and the synthesis automation design and so on several parts.The main transformer uses SL series improveted model SL7series, this transformer has low loss, overload capacity, moves steadily and so on. The high-pressured switch cabinet uses the KYN28-12 series, this product has many kinds of plan serial number to be possible to choose, and the safety performance and the electrical specification are very high.

Keywords: Mainwiring ，Power-transformer ，Short-circuit current computation，Relay-protection

目录
目录

摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
第2章 电气主接线的设计 2
2.1 原始资料 2
2.1.1 工厂概况 2
2.1.2 设计的基础资料 2
2.2 原始资料分析 3
2.3 电气主接线设计原则和要求 4
2.3.1 主接线设计原则 4
2.3.2主接线设计的基本要求 5
2.4 本变电所主接线设计 6
2.4.1 设计步骤 6
2.4.2 本变电所初步方案的确定 6
2.4.3 初步方案的技术比较 7
2.5 主接线中的设备配置 12
2.6主变压器的选择 13
2.6.1 主变压器台数的确定 13
2.6.2变压器容量的确定 13
第3章 短路电流计算 15
3.1 短路电流计算的目的、规定和步骤 15
3.2 相关参数计算 17
3.3 本变电所短路电流计算 19
第4章 主要电气设备的选择和校验 22
4.1 电气设备选择的基础知识 22
4.2 35KV高压设备的选择 24
4.2.1高压断路器的选择 25
4.2.2 隔离开关的选择 26
4.2.3避雷器的选择 26
4.2.4 电流互感器的选择 27
4.2.5 电压互感器的选择 27
4.3 10KV高压设备的选择 28
4.4 母线选择 29
4.4.1母线选择主意事项 29
4.4.2本变电所10KV母线的选择 30
4.5 支持绝缘子和穿墙套管的选择 32
4.5.1 瓷瓶的选择 32
4.5.2 穿墙套管的选择 32
第5章 配电装置设计 34
5.1 配电装置的特点 34
5.2 10KV屋内配电安全净距 35
5.3 本变电所的配电装置 36
第6章 防雷接地的计算 37
6.1 防雷保护 37
6.1.1 防雷保护设计原则 37
6.1.2 直击雷过电压保护 37
6.1.3 雷击感应过电压及保护 38
6.2 接地计算 39
6.2.1 接地一般要求和规定 39
6.2.2 接地范围 40
6.2.3 本变电所接地计算 41
第7章 继电保护的整定计算 43
7.1 主变压器保护 43
7.1.1 主变压器的差动保护 43
7.1.2 主变压器的过流保护 45
7.1.3变压器的过负荷保护 45
7.1.4 变压器的瓦斯保护 46
7.2 10KV馈线保护 46
7.3 单相接地保护 48
7.4 变电所集中信号系统的设计 48
7.5 变电所自动装置的设计 49
7.5.1配电线路的自动重合闸装置 49
7.5.2 备用电源自投入装置 49
第8章 结束语 51
致谢 52
参考文献 53
附 录 55

53
第1章 引言
本课题为某小型轧钢厂原10KV总配电所的改扩建。总降压变电所是工业企业供电的中心枢纽，对企业供电和整个供电网络起着至关重要的作用。它与系统中的地方变电所一样也是由区域变电所引出的35～220kV网络直接受电，经过一台或几台电力变压器降为3～10kV向企业内部各车间变电所供电。而电气主接线是变电所电气设计的主要部分，也是构成电力系统的主要环节，主接线的确定对电力系统整体及变电站本身的灵活性、可靠性和经济性密切相关的，并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响，必须正确处理各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理的确定主接线方案。
在选择电气主接线时，应考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用，本课题是工厂原配电所的改扩建主要负荷为二类负荷，应保证其供电的可靠性。但是原有两回10KV进线可作为工厂配电的备用电源。由此可以拟定出电气主接线的方案。经过对方案的技术经济比较后选出较为经济合理，技术先进的方案为最终方案。
短路计算是电气设备选择的主要依据，正确的进行短路计算可以在选择电气主接线进行比较，和对某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行短路电流计算。在设备选择电气设备时，为了保证设备在正常运行时和故障情况下都能安全，可靠的工作，同时又力求节约资金，也得进行短路计算。电器和导线的选择是变电所设计的重要环节，它是对变电所现阶段建设投资的依据，它的选择应该安全可靠，经济合理的前提下选择最先进的设备。
在电气设备选型时，要考虑设备的技术先进性、安全和可靠性，要求设备体积小以节省占地，运行维护工作量少，设备具有不燃性能。在设计中应考虑建筑物和电气设备的防水、防洪、防火、抗震以及防噪音，防振动和防电磁干扰，甚至还要考虑防污染措施。在电气设备防火方面应设火灾报警和消防联动的灭火设施，电缆敷设中应设阻火隔火设施。在人身电气安全方面应严格遵守有关电气设计规范，特别是电力装置的接地设计规范的有关规定。

第2章 电气主接线的设计
2.1 原始资料
2.1.1 工厂概况
本厂原设有总配电所一座，由地区变电所提供两回10kv电缆供电线路供电。现因生产需要，拟再扩建线材、电炉、型钢，钢管，薄板五个车间。原有的总配电所的供电能力和供电方式已不能适应现有负荷的需要，因此准备在工厂内新建一个35/10kV的总降压变电所。该变电所除向新建的三个车间供电外同时给工厂原来的总配电所供电。原由地区变电所提供的两回10kV 线路改接到总降压变电所的10kV母线上作为总降压变电所的备用电源。
2.1.2 设计的基础资料
工厂的负荷情况
负荷情况见表2-1，工厂属三班制生产，年最大负荷利用小时数为6200小时，工厂的负荷类型属二级为主，要求有备用电源，各车间除了380V/220V的低负荷外，还有10kV高压负荷。
表2-1 工厂各车间负荷统计表
序号
车间名称
电压（kV）
Pca（kW）
Qca(kVar)
Sca(kVA)
Ica(A)
备注
1
原总配电所
10
3260
1840

2
新
建
车
间
电炉
10
2228
1092

3
型钢
10
1536
1216

4
钢管
10
1821
1556

5
薄板
10
1637
1363

6
线材
10
1565
1425

电力系统和工厂的情况
电力系统的情况：
原地区变电所提供的10kV线路到工厂总降压变电所的距离为2.5km，而35kV线路来自电力系统的另一变电所。距离工厂总降压变电所的距离为9km，两个系统变电所均可视为无穷大系统。
为充分利用原有设备经过和供电部门协商原来给工厂供电的10kV线路作为工厂的备用电源，但是10kV和35kV电源不能同时给工厂供电，并且10kV线路只能提供工厂所需的部分电源，不能提供全厂所需的全部负荷。
工厂的10kV和35kV进线按供电部门的要求均需安装用电计量，并规定35kv进线处的功率因数不低于0.9，对10kV备用线路的功率因数也不低于0.85。
电业局对工厂实行二部电价制，电费单价为0.5元/kwh，基本电价为每月每千伏安16元。对10kV供电要加收10%的线路损耗。
系统地区变电所35kV母线和10kV母线上的最大和最小运行方式下及短路容量。对保护的动作时间等可见表2-2 。
表2-2系统资料和要求
编号
电源来源
距离（km）
系统最大短路容量（MVA）
系统最小短路容量(MVA)
继电保护动作时间要求
10kV
地区变（A）
2.5
200
150
不大于1.6s
35kV
地区变（B）
9.0
500
300
不大于2.2s

2.2 原始资料分析
1.主变的选择
由参考书可知变电所的最大负荷为=14739KW，查表负荷同时率我们取0.8，则最大计算负荷为11792KW
接线组别为：Y0/△型
额定电压比为：35/10
2.负荷分析
10KV侧负荷出线为六回，以二级负荷为主要求有备用电源，对可靠性和灵活性有一定的要求。
3.气象及其地形分析
由于是对原配电所的改扩建，所以我们对该条件不用做太多考虑。
2.3 电气主接线设计原则和要求
2.3.1 主接线设计原则
（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用
变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
（2）考虑近期和远期的发展规模
变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源和出线回数。
（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。
（4）考虑主变台数对主接线的影响
变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传容量大，对供电可靠要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低、
（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。
2.3.2主接线设计的基本要求
在设计主接线时应使其满足供电的可靠性、灵活性和经济性三相基本要求：
（1）可靠性
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，经过初选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合，因此，有仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑 继电保护次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。评价主接线可靠性的标志是
①断路器检修时否影响供电
②线路、断路器、母线故障检修时，停运线路的回数和停时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
③变电所全部不停电的可靠性；
④有些国家以每年用户不停电时间的百分比一来表示供电可靠性，先进的指标都在99.9%以上。
（2）灵活性
主接线灵活性有以下几方面要求：
①调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电流和负荷：能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。
②检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且又不至于影响对用户的供电。
③扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，以便在扩建时无论一次和二次设备投入量最小。
（3） 经济性
经济性主要是投资省，占地损耗小。
2.4 本变电所主接线设计
2.4.1 设计步骤
(1)设计步骤:
①拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些较差的方案，保留2个技术上相当的较好方案。
②对2个技术上较好的方案进行经济计算，选择出经济上的最佳方案。
③技术，经济比较和结论：对２个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。
④绘制电气主接线单线图。
综上所述，根据主接线的各项要求，结合我们设计的具体情况，设计出以下两种方案进行比较，选出最合理的作为本次设计的主接线图。
2.4.2 本变电所初步方案的确定
根据电力系统对工厂供电的电源情况，在满足工厂负荷可靠性的前提下可选用的方案有如下几种：
第一：分别从变电所A的35KV的两段母线上各引出一回架空线路给工厂供电，工厂设总降压变电所，相应的工厂的主接线可有以下两种形式：
采用单母线分段形式
采用桥形接线。
从可靠性和运行的灵活性方面看，两种方案没有明显的区别，但是从经济比较的角度来看，采用单母线分段接线比桥形接线所需的投资要大得多。因此作为第一个初步方案选用35KV双回电源进线，工厂设立总降压变电所，变电所的35KV侧采用内桥接线，选用两台主变压器，变电所的10KV侧采用单母线分段的主接线，取名为方案甲。
第二：工作电源采用35KV，由变电所A引入一回架空线路，备用电源采用10KV电压，由变电所B引入两回架空线路。工厂也需要设立总降压变电所，但是只需要一台主变压器，并且该方案35KV侧主接线采用一台断路器控制的线路变压器组主接线即可，10KV侧仍采用单母线分段的主接线，正常时由主变压器供电，故障时由10KV备用电源供电即为明备用方案，取名为方案乙。
2.4.3 初步方案的技术比较
初步方案的技术性能比较：
1)方案甲
优点：
（1）供电电压高，在输送相同容量的情况下线路的功率损耗和电能损耗较少。
（2）线路的电压损失少，电压调节余地大。
（3）线路的故障率低，总的供电可靠性高。
（4）系统对功率因素的要求低，可减少无功补偿设备和投资。
（5）因设立了总降压变电所，便于工厂供电系统的集中管理和调度。
缺点：
（1）因为设立了总降压变电所，占地较多。
（2）总降压变电所需用两台主变压器，投资及年运行费用均较高。
2）方案乙
由于工作电源为35KV，所以具备方案甲的各项优点，需设立总降压变电所，但是只需一台主变压器，应为采用10KV备用电源，因此同方案甲相比线路的故障率要高于35KV,可靠性相对略低。
初步方案的经济技术指标计算和比较：
方案甲
初选主变压器容量为Sn=10000KVA，电压等级为35/10.5KV,根据查表可知选SL7-10000/35变压器两台，其主要技术参数如下：=11.5KW，Pk=59KW，I%=1.0，%=7.5
正常运行时每台带50%的负荷，负荷率为

工厂的进线计算负荷

功率因数cos==0.79 不满足要求，应进行无功补偿。
可在10KV母线上安装补偿电容器进行集中无功补偿的方式来就行无功补偿，考虑到变压器的损耗补偿后的功率因数按cos=0.92考虑，则10KV母线上的需要安装的并联补偿电容器的容量为

查表选用GR-1型成套无功补偿装置，按每台柜内安装BWF-10.5-30-1型电容器，共需要电容器个数为n=3396/30=113
实际选用114个，实际补偿的容量为30114=3420Kvar
补偿后工厂进线计算负荷

则cos= 满足要求
A
方案乙
正常时以35KV单回路架空线路供电，由工厂的计算负荷，考虑只设一台主变压器，初选主变压器容量为Sn=12500KVA。电压等级35/10.5KV,查表其主要技术参数如下：
=11.5KW，Pk=70KW，I%=1.0，%=8.0
正常运行时负荷率

工厂进线计算负荷

A
功率因数cos= 不满足要求，应进行无功补偿。
可在10KV母线上安装补偿电容器进行集中无功补偿的方式来就行无功补偿，考虑到变压器的损耗补偿后的功率因数按cos=0.92考虑，则10KV母线上的需要安装的并联补偿电容器的容量为

查表选用GR-1型成套无功补偿装置，按每台柜内安装BWF-10.5-30-1型电容器，共需要电容器个数为n=3593.9/30=120
实际补偿容量为30120=3600Kvar
补偿后工厂进线计算负荷

则cos= 满足要求

下表分别是甲乙两个方案的投资和年运行费用计算表格
表2-3 方案甲的投资费用
项目
简要说明
单价/万元
数量
费用/万元
备注
线路综合投资
LGJ-35+LGJ-150
1+1.35
18+5
24.75

变压器综合投资
SL7-10000/35
80
2
160
续表2-3
35KV高压断路器
SW2-35/1000
2.06
3
6.18

电压互感器和避雷器
JDJJ-35及FZ35
0.92
2
1.84
合计

192.77

表2-4方案甲的年运行费用
项目
说明
费用/万元
备注
线路折旧费
按线路投资的2.77%
0.69

线路维护费
按折旧的100%
0.69

变电设备折旧费
按投资的4.22%
6.752

变电设备维护费
按折旧费的100%
6.752

变压器电能损耗费
[]
24.0

基本电价
210000124
96

合计

134.884

表 2-5方案乙的投资费用
项目
简要说明
单价/万元
数量
费用/万元
备注
线路综合投资
LGJ-35+LGJ-150
1+1.35
9+5
15.75

变压器综合投资
SL7-12500/35
100
1
100
35KV高压断路器
SW2-35/1000
2.06
1
2.06
电压互感器和避雷器
JDJJ-35及FZ35
0.92
1
0.92
合计

118.73

表2-6方案乙的年运行费用
项目
说明
费用/万元
备注
线路折旧费
按线路投资的2.77%
0.44

线路维护费
按折旧的100%
0.44

变电设备折旧费
按投资的4.22%
4.22

变电设备维护费
按折旧费的100%
4.22

变压器电能损耗费
[]
40.5

基本电价
112500124
60

合计

109.82

表2-7两个方案的经济比较
方案名称
总投资/万元
年运行费用/万元
两个方案的差额/万元
甲方案
192.77
134.884
74.04
乙方案
118.73
109.82
25.064
根据以上计算可以看见乙方案无论是总的综合投资还是年运行费用均低于甲方案，两者经济比较可见表2-7,从供电指标来看，甲方案比乙方案供电可靠性要高一点，但是二者相差不大，都能完全满足工厂的供电要求，因此我们最终确定选用乙方案为工厂变电所改扩建的设计方案。变电所的主接线如图2-1所示。

图2-1 本变电所电气主接线
2.5 主接线中的设备配置
1.隔离开关的配置
(1)断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。
(2)中性点直接接地的普通变压器应通过隔离开关接地。
(3)桥接线中的跨条宜用两组隔离开关串联，以便于进行不停电检修。
(4)接在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。
(5)接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。
2.断路器的配置
断路器的功能是：
正常运行时倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点就是能断开电器中负荷电流和短路电流。在进线和出线和各种电路中均要安装断路器以保证供电的可靠安全。
3.电压互感器的配置
(1)电压互感器的数量和配置与主接线有关，应满足测量、保护和自动装置的要求。应能保证在运行方式改变时，保护装置不失压。
(2)6～110kV级每组主母线的三相上应装设电压互感器。
(3)当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
(4)兼作并联电容器组泄能和限制切空线过电压的电磁式电压互感器，其与电容器组之间和与线路之间主应有断开点。
4.电流互感器的配置
(1)装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求。
(2)变压器的中性点、变压器的出口、桥形接线的跨条上，虽未设断路器，也应装设电流互感器
(3)对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，可按两相或三相配置。
5.避雷器的配置
(1)配电装置的每组母线上，应装设避雷器。
(2)110kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
(3)直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时，变压器中性点应装设避雷器。变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时，变压器中性点应装设避雷器。
(4)不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点应装设避雷器
(5)变电所35kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。
（6）变电所的出线如有架空线路出线时，在架空线出线处应装设避雷器。
2.6 主变压器的选择
主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。
2.6.1 主变压器台数的确定
根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定变压器容量，对于有重负荷的变电所应考虑当一台变压器停运时其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间内保证用户一次和二次负荷，而且为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变。
2.6.2变压器容量的确定
(1)主变压器容量一般按变电所所建5～10年的规划负荷选择，并考虑到远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划结合。
(2)根据变电所所带负荷的性质的电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。
(3)同级电压的单台降压变压器通常的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化，标准化。
对于装设两台主变的变电所，每台变压器的额定容量Sn通常按下式进行选择：
Sn=0.6 （2-1）
---变电所的最大计算负荷
这样，当一台变压器停用时可保证对60%负荷的供电。
对于此次工厂总降压变电所的设计，我们采用线路变压器单元接线，只需一台主变压器，而最大计算负荷为11792KW，故我们查表确定选用一台双绕组变压器为主变压器，其技术参数如下表
表2-8 变压器技术参数表
型号
容量/KVA
空载损耗/W
短路损耗/W
阻抗电压/%
空载电流/%
绕组连接组别
SL7-12500/35
12500
13500
70000
8.0
1.0
Y,d11

第3章 短路电流计算
短路是电力系统最常见的故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相或中性点接系统中相与地之间的短路。
短路形成的原因：
（1）设备绝缘损坏：正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但电气设备在制造时可能存在某些缺陷；在运输、保管和安装的过程中，绝缘可能受到机械损伤；长期低电压过电流运行的设备绝缘会迅速老化等原因，使电气设备的绝缘受到削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路。
（2）恶劣的自然条件，大气过电压（雷击）引起闪络，大风和复冰引起倒杆和短线等造成短路。
（3）工作人员误操作如设备检修未拆除地线就加电压、运行人员带负荷拉刀闸等。
其它原因
3.1 短路电流计算的目的、规定和步骤
1、短路电流计算的目的
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：
在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。接地装置的设计，也需用短路电流。
2、短路电流计算的一般规定
（1）计算的基本情况：
①电力系统中所有电源均在额定负载下运行。
②短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。
③所有电源的电动势相位角相等。
④应考虑对短路电流值有影响的所有元件。
（2）接线方式：
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
（3）计算容量：
应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建成后5－10年）。
（4） 短路种类：
一般按三相短路计算
（5） 短路计算点：
在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的6－10KV出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。
根据以上原则，可选各级电压母线、各出线为短路点。
3、计算步骤
(1)选择计算短路点
(2)画等值网络（次暂态网络）图
①首先去掉系统中的所有负载分支、线路电容、电抗及元件的电阻 。
②选取基准容量和基准电压(一般取各级的平均额定电压)
③将各元件电抗换算为同一基准值的标么值。
④绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。
(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xif。
(4)求计算电抗Xjs
(5)由运算曲线查出(各电源供给的短路电流周期分量标幺值运算曲线只作到Xjs=3.5)。
(6)计算无限大容量(或Xjs≥3)的电源供给的短路电流周期分量。
(7)计算短路电流周期分量有名值和短路容量。
(8)计算短路电流冲击值。
(9)绘制短路电流计算结果表。
3.2 相关参数计算
高压短路电流计算一般只计及元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，采用标么值计算。
选择基准容量为Sb=100MVA，各电压等级的平均额定电压取为基准电压即Ub=Uav=1.05Un则有：
(kV)
(kV)
根据电力系统规划设计中确定或推荐的系统接线图，求出各元件(发电机,变压器,线路等)的阻抗值,(高压短路电流计算一般只计及各元件的电抗)，为了计算方便,一般均计算成“标幺值”，通常取用基准容量基准电压一般取各级的额定平均电压计算基本关系如下：
（3-1）
（3-2）
（3-3）
（3-4）
式中：
---------基准容量(MVA)
---------基准电压(kV)
---------电网各级平均额定电压(kV)
----------基准电流(kA)
----------基准阻抗
表3-1 常用基准值
电气量
关系式
基准值
Sb(MAV)

100(或1000,或某元件的额定容量)
Ub(kV)

3.15
6.3
10.5
15.75
37
115
230
345
Ib(kA)
Ib=Sb/(Ub)
18.3
9.16
5.5
3.66
1.56
0.502
0.251
0.167
Xb(Ω)
Xb=Ub/(Ib)=Ub2/Sb
0.099
0.397
1.10
2.49
13.7
132
530
1190

表3-2 常用设备电抗换算公式
设备名称
厂家所给参数
有名值（Ω）
标幺值（以Sb、Ub为基准）
发电机
XF..n (标幺值)

变压器
Ub (%)=Ud(%)

线路
Xo(Ω/km)
l(km)

3.3 本变电所短路电流计算
设基值功率：
35kV基准电压取：
则基准电流：
10kV基准电压取：
则基准电流：
电力系统的10kV出线端：
最大电抗：
最小电抗：
电力系统的35kV出线端：
最大电抗：
最小电抗：
如图3.1所示，图中：为主降压变压器的电抗标幺值，、为从地区变电所到总降压变电所的架空线路的电抗标幺值，--为电缆线的电抗标幺值。对应各个车间的关系如下：
-电炉车间 －型钢车间 －线材车间
－钢管车间 －薄板车间 －原负荷区
按工厂总平面图上各车间的位置，线路由总降压变压器开始沿道路铺设到各个车间，由平面图比例可估算到各个车间电缆线路的长度L。由于各线路的导线截面和型号尚未确定，电缆线路一般采用三芯电缆，其单位电抗按照 /km进线计算。

图3-1 短路电流等值电路
35kV进线端：
变压器的电抗标幺值：
0.643
10kV出线端：

电缆线：

表3-3 各元件电抗标幺值
电抗
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
标幺值
0.263
0.643
0.907
0.058
0.116
0.087
0.116
0.160
0.160
电力系统中，可能发生三相短路。在电气设备用的短路电流计算中，虽然发生单相短路的可能性最大，但一般以最严重的三相短路电流的计算为主。本设计根据要求计算～最大和最小三相短路电流电流。10kV是备用电源，不必计算它的短路电流，我们计算正常运行的短路电流。
正常运行时： 点短路回路的最小电抗：

点短路回路的最大电抗：

计算得到的短路电流为：

同理可以计算出其他点的短路电流（略），计算结果如下
表3-4 各点的三相短路电流计算值

K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
Xmin
0.463
1.106
1.021
1.079
1.050
1.079
1.123
1.123
IKmax
3.37
4.97
5.39
5.10
5.24
5.10
4.90
4.90