1、中文題目：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設(shè)計(jì)外文題目：THE SECONDARY AND PRELIMINARY DESIGN OF SUBSTATION FOR LIAONING TECHNICAL UNIVERCITY IN HULUDAO 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 60 頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文10頁(yè)） 圖紙共3張 完成日期 2009年6月 答辯日期 2009年6月摘要本文詳細(xì)介紹了遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)10kV總降變電所的設(shè)計(jì)。文中對(duì)主接線的選擇、高壓設(shè)備的選擇、負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算皆有詳細(xì)的說(shuō)明。特別對(duì)主接線的選擇,變壓器的選擇,還有一些電氣設(shè)備如斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器等的選擇校驗(yàn)

2、作了詳細(xì)的說(shuō)明和分析。設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)電容器的方法來(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的原則。確定了變電所防雷過(guò)壓保護(hù)與接地保護(hù)方案。關(guān)鍵詞：主接線選擇，短路電流計(jì)算,并聯(lián)電容器；AbstractThis paper mainly introduces the design of 10kV substation of liao ning technical univercity in the city of huludao. It also discusses the choice of main wiring, hig

3、h pressure equipment and the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such as circuit breaker, Isolating switch., Fuse .the design of a parallel connection capacitor approach to compensation without merit p

4、ower, the electricity supply system to reduce wear and voltage loss, while enhancing the quality of power supply voltage. Design reflects a safe, reliable, flexible and economic principles. Determine the program of lightning to cause over-voltage 0f substation protection and grounding protectionKeyw

5、ord: the choice of main wiring;the calculation of short current; parallel connection capacitor;目錄0前言11變電所主接線方式21.1電氣主接線的概述21.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求21.3變電所主變壓器的一次側(cè)接線方式41.4變電所變壓器二次側(cè)接線方式52校區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)82.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)82.2校區(qū)負(fù)荷計(jì)算122.3無(wú)功功率補(bǔ)償162.4電容器的選擇183變壓器的選擇213.1變電所的主要變壓器的運(yùn)行方式213.2變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇223.3變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇223.4變電所變壓器容量選

6、擇223.5支變壓器的選擇234短路電流的計(jì)算254.1短路電流計(jì)算的一般概述254.2變電所供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算285電氣設(shè)備的選擇315.1電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3個(gè)原則315.2高壓開關(guān)電器的選擇原則325.3低壓開關(guān)電器的選擇原則365.4 電纜線的選擇395.5避雷器的選擇406防雷和接地裝置的確定426.1變電所的防雷保護(hù)對(duì)象426.2直擊雷保護(hù)措施426.3本變電所防雷保護(hù)的確定426.4變電所接地裝置437技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析468結(jié)論48致謝49參考文獻(xiàn)50附錄A 譯文51附錄 外文文獻(xiàn)550 前言此次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行更好的鞏固與吸收，我們進(jìn)行了為期十三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)。變

7、電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。這就要求變電所的一次部分經(jīng)濟(jì)合理，二次部分安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運(yùn)行工作，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。結(jié)合遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)實(shí)際，我在校區(qū)生活期間，在對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)自己生活的公寓配電上存在一定的問題，供電的變壓器容量過(guò)大，遠(yuǎn)超過(guò)公寓的正常用電負(fù)荷，造成一定額外的用電損失，及變壓器資源及電能相對(duì)的浪費(fèi)，結(jié)合這個(gè)實(shí)際問題，使得我萌生了對(duì)本校區(qū)變電所二次設(shè)計(jì)的想法。遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)，屬于二級(jí)負(fù)荷，服務(wù)于全校師生的學(xué)習(xí)和生活。通過(guò)對(duì)校區(qū)重新的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，計(jì)算容量，選擇較合適的變壓器型號(hào)，可以減少用電損失，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)

8、化配置，同時(shí)可以更好的服務(wù)師生在遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)的生活與學(xué)習(xí)，促進(jìn)校區(qū)更好的建設(shè)和發(fā)展。考慮到校區(qū)的實(shí)際情況，結(jié)合這個(gè)實(shí)際問題，本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)配電區(qū)供電，一個(gè)為教學(xué)區(qū)變電所供電，一個(gè)為公寓區(qū)變電所供電。需要解決的包括變電所主接線設(shè)計(jì)、容量負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選型等。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，為我的畢業(yè)之前做一次對(duì)自己知識(shí)檢驗(yàn)的大練兵。1 變電所主接線方式1.1 電氣主接線的概述變電所主接線(一次接線)表示變電所接收、變換和分配電能的路徑。它由各種電力設(shè)備(隔離開關(guān)、避雷器、斷路器、互感器、變壓器等)及其連接線組成。通常用單線圖表示。主接線是否合理,對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置,運(yùn)行的靈活性

9、、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,以及繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系。它是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。 在圖上所有電器均以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無(wú)電壓，也無(wú)外力作用的狀態(tài)。對(duì)于圖中的斷路器和隔離開關(guān)，是畫出它們的斷開位置。在圖上高壓設(shè)備均以標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)代表，一般在主接線路圖上只標(biāo)出設(shè)備的圖形符號(hào)，在主接線的施工圖上，除畫出代表設(shè)備的圖形符號(hào)外，還應(yīng)在圖形符號(hào)旁邊寫明設(shè)備的型號(hào)與規(guī)范。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。1.2 電氣主接線的

10、設(shè)計(jì)原則和要求1.2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則1）考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2）考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長(zhǎng)速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3）考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響對(duì)一級(jí)用電負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失

11、去后，應(yīng)保證全部一級(jí)用電負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)用電負(fù)荷供電，三級(jí)用電負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4）考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。5）考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不

12、同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)是否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求12變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。1）可靠實(shí)用所為可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線經(jīng)過(guò)優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可

13、靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。一種主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能是不可靠的。2）運(yùn)行靈活主接線運(yùn)行方式靈活，利用最少的切換操作，達(dá)到不同的供電方式。根據(jù)用電負(fù)荷大小，應(yīng)作到靈活的投入和切除變壓器。檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備，不影響工廠重要負(fù)荷的用電。3）簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)在滿足供電可靠性的前提下，盡量選用簡(jiǎn)單的接線。接線簡(jiǎn)單，既節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備，使節(jié)點(diǎn)少、事故和檢修機(jī)率少；又要考慮單位的經(jīng)濟(jì)能力。經(jīng)濟(jì)合理地選用

14、主變壓器型號(hào)、容量、數(shù)量，減少二次降壓用電，達(dá)到減少電能損失之目的。4）操作方便主接線操作簡(jiǎn)便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺(tái)斷路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡(jiǎn)便、二次接線簡(jiǎn)單、擴(kuò)建也方便，而且一條回路發(fā)生故障時(shí)不影響非故障回路供電。5）便于發(fā)展設(shè)計(jì)主接線時(shí)，要為布置配電裝置提供條件，盡量減少占地面積。但是還應(yīng)考慮工廠企業(yè)的發(fā)展，有的用戶第一期工程往往只上一臺(tái)變壓器，經(jīng)35年后，需建設(shè)第二臺(tái)主變壓器，變電所布局、基建一般都是根據(jù)主接線的規(guī)模確定的。因此，選擇主接線方案時(shí)，應(yīng)留有發(fā)展余地。擴(kuò)建時(shí)可以很容易地從初期接線過(guò)度到最終接線。1.3 變電所主變壓器的一次側(cè)接線方式接線圖：表示

15、電氣設(shè)備的元件與相互間連接順序的圖。接線圖分為兩類：即二次接線圖及主接線圖。為了保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行可靠供電，在企業(yè)變電所中一次側(cè)主接線廣泛采用由兩個(gè)電源、進(jìn)線和裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的橋式主接線。橋式主接線包括：內(nèi)橋、外僑兩種形式13。內(nèi)橋接線：內(nèi)橋主要優(yōu)點(diǎn)是方便檢修線路，內(nèi)橋用在并聯(lián)工作是某一元件故障以減小電壓損失，其倒換線路操作方便，設(shè)備投資少，占地面積較少。缺點(diǎn)是：操作變壓器和擴(kuò)建不方便，故適用于進(jìn)線距離長(zhǎng)，線路故障多，變壓器切換少的場(chǎng)所。內(nèi)橋接線由兩臺(tái)受電線路的續(xù)路器組成，主變壓器與一次母線由隔離開關(guān)聯(lián)結(jié)。如圖1-1中的（a）所示。外僑接線：這種接線方式適用于供電線路較短，線路切換較少的變

16、電所，適用于向一二級(jí)供電情況，變電器需經(jīng)常切換且負(fù)荷穩(wěn)定的變電所，這些都是由于這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)所決定的，如對(duì)變壓器切換方便，比內(nèi)橋少兩個(gè)隔離開關(guān)，投資少，占地面積小。繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過(guò)度觀察全橋接線。缺點(diǎn)是：倒換線路時(shí)，操作不方便，變電所一次側(cè)無(wú)接線保護(hù)。所以適用于進(jìn)線短而倒換次數(shù)少或變壓器采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要經(jīng)常切換的終端變電所以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。外僑接線由主變電器一次側(cè)兩斷路器和外僑上的聯(lián)絡(luò)斷路器組成，進(jìn)線由隔離開關(guān)受電。如圖1-1中（b）所示。a 內(nèi)橋一次側(cè)接線方式 b 外橋一次側(cè)接線方式 圖1-1變電所一次側(cè)主接線方式示意圖Fig.1-1 The first side of

17、 substation main connection diagram根據(jù)以上敘述，由于遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)變電所只做定期的檢查和維護(hù)，電源進(jìn)線故障不多，倒換次數(shù)少，經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理，建設(shè)投資少，設(shè)備少，維護(hù)方面等條件，所以本設(shè)計(jì)采用了外僑接線的方式。1.4 變電所變壓器二次側(cè)接線方式二次側(cè)接線方式主要用母線制，母線制有三種可分為單母線、單母線分段、雙母線接線三種方式24。母線制與進(jìn)線的回路數(shù)無(wú)關(guān)，如果只有一回路進(jìn)線。為了提高可靠性，把母線搞的很復(fù)雜是沒有意義的。1）單母線制：一回進(jìn)線只能用單母線制。當(dāng)然這種母線制的可靠性和靈活性都較低，母線及母線隔離開關(guān)發(fā)生故障將影響全部負(fù)荷的用電，知道故

18、障全部消除為止。而清掃和修理母線和母線隔離開關(guān)時(shí)，必須停止整個(gè)系統(tǒng)的供電如圖1-2。圖1-2單母線制Fig.1-2 Single-bus system2）單母線分段制：在兩回進(jìn)線的條件下，便可以實(shí)現(xiàn)單母線分段制。單母線可以采用隔離開關(guān)或斷路器分段。用隔離開關(guān)分段可以消除不分段單母線的部分缺點(diǎn)。只要分段開關(guān)是斷開的，就可以對(duì)每段母線及母線隔離列關(guān)進(jìn)行修理，但當(dāng)隔離開關(guān)合閘時(shí)，任一段母線的故障仍將破壞全廠的供電。如分段開關(guān)采用斷路器，則比較優(yōu)越，如圖1-3b。在QF上具備相應(yīng)的保護(hù)，在斷路器合閘時(shí)的母線發(fā)生故障，母線斷路器同時(shí)切斷，另一段非故障母線保持工作。a隔離開關(guān)分段 b用斷路器分段圖1-3單

19、母線分段制Fig.1-3 Single-bus sub-system3）雙母線制：當(dāng)工廠負(fù)荷大，重要負(fù)荷多，以至使?jié)㈦娀芈诽?，采用單母線分段制存在一定的困難時(shí)，占考慮采用雙母線。其中一條母線供電另一條作為備用。如圖1-4。雙母線的優(yōu)點(diǎn)是：a）輪流修理母線而不至于引起供電中斷；b）修理任一母線隔離開關(guān)僅使本回路斷開； c）在工作母線發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)備用母線能迅速的恢復(fù)供電；d）修理其一回路的斷路器時(shí)可利用備用母線及母線聯(lián)絡(luò)斷路器，不使本回路長(zhǎng)期中斷。綜上所述，考慮到人員的傷亡，考慮到操作維修方便，投資少，見效快等要求，對(duì)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)變電所二次側(cè)接線方式采用單母線分段制的進(jìn)線方式

20、,并采用雙電源供電，一號(hào)進(jìn)校線為溫港69號(hào)線，另一條線為溫港線對(duì)面的溫?zé)峋€。圖1-4雙母線制Fig.1-4 Dual-bus system2 校區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)工廠進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原理資料是工藝部門提供的用電設(shè)備安裝容量。這些用電設(shè)備品種多、數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。如果根據(jù)這些資料正確估計(jì)工廠所需的電力和電量是一個(gè)非常重要的問題。估計(jì)的準(zhǔn)確程度將影響工廠電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量：如估計(jì)過(guò)高，將增加供電設(shè)備容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量；估計(jì)過(guò)低，又會(huì)使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路壽命及電氣設(shè)備由于承受不了實(shí)際負(fù)荷電流過(guò)熱，加速其絕緣老化的速度降低使用壽命，增大

21、電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正常可靠運(yùn)行。因此國(guó)外學(xué)者和設(shè)計(jì)研究人員長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)如何準(zhǔn)確估計(jì)計(jì)算負(fù)荷非常重視。求計(jì)算負(fù)荷這項(xiàng)工作稱為負(fù)荷計(jì)算。顯然，計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的工廠用電設(shè)備安裝容量確定的，預(yù)期不變的最大假象負(fù)荷，這個(gè)負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面。變壓器容量，開關(guān)電器及互感器等額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。電力負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)是確定、供電系統(tǒng)選擇主變壓器，導(dǎo)線截面和儀表量程的基本依據(jù)，也是繼電保護(hù)裝置整定的基礎(chǔ)。選擇計(jì)算負(fù)荷系統(tǒng)的方法12目前常用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的方法：需要計(jì)數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法。1）需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。

22、這種方法比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。2）利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論依據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但因利用系數(shù)實(shí)測(cè)與統(tǒng)計(jì)較難，在民用建筑電氣中一般不用。3）單位面積功率法、單位指標(biāo)法。一般情況下，在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法；對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。因此在本工程的負(fù)荷計(jì)算中，先用根據(jù)單位面積功率法大致估算本工程的計(jì)算負(fù)荷，然后再用需要系數(shù)法進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。1）設(shè)備容量的計(jì)算

23、在計(jì)算用戶的設(shè)備容量時(shí)，應(yīng)先對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備或用電設(shè)備組進(jìn)行下列處理再相加：a）單臺(tái)設(shè)備的設(shè)備容量一般取其名牌上的額定容量或額定功率。b）連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量即名牌上的額定功率，是軸輸出有功功率，未計(jì)入電動(dòng)機(jī)本身的損耗。c）短時(shí)工作電機(jī)，需考慮使用系數(shù)。d）照明設(shè)備的設(shè)備容量采用光源的額定功率加上附屬設(shè)備的功率。如熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、高壓汞燈，均為燈泡的額定功率加上鎮(zhèn)流器的損耗。低壓鹵鎢燈、低壓鈉燈為燈泡額定功率加上變壓器的功耗。e）成組用電設(shè)備的設(shè)備容量不包括備用設(shè)備。f）消防設(shè)備與火災(zāi)時(shí)必然切除的設(shè)備取其大者計(jì)入總設(shè)備容量。2）計(jì)算容量的計(jì)算a）方案設(shè)計(jì)階段確定計(jì)算容量時(shí)，

24、采用單位指標(biāo)法計(jì)算、并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電力變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，各類建筑物的用電指標(biāo)如下表5。表2-1 各類建筑物的用電指標(biāo)Tablet.2-1 Indicators of all types of buildings use建筑類別用電指標(biāo) W/ 建筑類別用電指標(biāo) W/ 公寓3050醫(yī)院4070旅館4070高等學(xué)校2040辦公4080中小學(xué)1220商業(yè)一般：4080展覽館5080大中型：70130體育4070演播室250500劇場(chǎng)5080汽車庫(kù)815b）施工圖階段采用需要系數(shù)法。計(jì)算容量（計(jì)算負(fù)荷、有功功率）： (2-1)式（2-1）中 計(jì)算容量（kW）； 需要系數(shù)； 設(shè)

25、備容量；視在容量（視在功率）： （2-2）無(wú)功負(fù)荷（無(wú)功功率）： （2-3）或 單相負(fù)荷均衡的分配到三相上。當(dāng)無(wú)法使三相完全平衡，且最大一相與最小一相負(fù)荷之差大于三相總負(fù)荷10%時(shí)，應(yīng)取最大一相負(fù)荷的三倍作為等效三相負(fù)荷計(jì)算，否則按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算。同類設(shè)備的計(jì)算容量，可以將設(shè)備容量的算數(shù)和乘以需要系數(shù)。不同類型的設(shè)備的視在功率，應(yīng)將其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別相加后求其均方根。 （2-4）經(jīng)過(guò)一周的對(duì)遼工大校區(qū)內(nèi)容量的考察統(tǒng)計(jì)，對(duì)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)的建筑物面積、寢室、路燈的規(guī)模做了一一的統(tǒng)計(jì)，對(duì)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)的消防負(fù)荷，和其他動(dòng)力負(fù)荷做了一一的統(tǒng)計(jì)，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，和前面的知

26、識(shí)，列表如下。表2-2遼工大校區(qū)負(fù)荷項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)表Tablet.2-2 The load items statistics table of liaoning technical univercity建筑物名稱建筑面積 /平方米寢室、路燈 /個(gè)行政樓13000軟件樓20000爾雅樓20000靜遠(yuǎn)樓30000浴池超市3000綜合樓5400食堂15000食堂25000路燈265公寓E669公寓C472公寓D424公寓A661公寓B681表2-3 遼寧工大校區(qū)消防負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表Tablet.2-3 The fire load statistics table of liaoning technical un

27、iverciy建筑物名稱5.5kW水泵 /臺(tái)2.2kW水泵 /臺(tái)需要系數(shù)行政樓221.0軟件樓41.0爾雅樓41.0靜遠(yuǎn)樓41.0浴池超市21.0綜合樓21.0食堂121.0食堂221.0公寓E41.0公寓C31.0公寓D31.0公寓A41.0公寓B41.0體育場(chǎng)21.0表2-4 遼工大校區(qū)其他動(dòng)力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表Tablet.2-4 the Other dynamic load statistics table of liaoning technical univerciy建筑物名稱設(shè)備 /數(shù)量動(dòng)力負(fù)荷 /kW需要系數(shù)行政樓電梯2臺(tái)110kW0.42浴池超市水泵2臺(tái)3kW0.75換熱站1水泵3臺(tái)1

28、65kW0.65換熱站2水泵3臺(tái)165kW0.65門衛(wèi)伸縮門3座1.5kW0.65根據(jù)上面可知，在本次設(shè)計(jì)中，建筑物面積確定的建筑的照明及插座的計(jì)算容量，采用單位指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。在建筑物里同時(shí)有消防負(fù)荷和其他動(dòng)力負(fù)荷的時(shí)，將其他動(dòng)力負(fù)荷折合成消防負(fù)荷，即采取需要系數(shù)為1列表，見表如下。表2-5 遼工大校區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表Tablet.2-5 the load statistics table of liaoning technical univercity配電編號(hào)用電建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)建筑容量/kW 需要系數(shù)功率因數(shù)1行政樓動(dòng)力61.6 1.00.750.8照明5200.600.620.852軟件樓動(dòng)

29、力221.00.750.8照明4000.80.620.853爾雅樓動(dòng)力221.00.750.8照明4000.80.620.854靜遠(yuǎn)樓動(dòng)力221.00.750.8照明6000.80.480.855換熱站2動(dòng)力1650.650.750.80照明2.00.800.620.856體育場(chǎng)動(dòng)力4.41.000.750.8照明1200.40.620.857路燈與門衛(wèi)動(dòng)力1.50.650.750.80照明610.550.620.858公寓E動(dòng)力221.000.750.80照明640.080.450.620.859公寓C動(dòng)力16.51.000.750.80照明482.620.450.8510公寓D動(dòng)力16.5

30、1.000.750.80照明433.540.450.620.8511公寓A動(dòng)力221.000.750.80照明675.900.450.620.8512公寓B動(dòng)力221.000.750.80照明696.350.450.620.8513換熱站1動(dòng)力1650.650.750.80照明2.000.800.620.8514綜合樓動(dòng)力111.000.750.80照明2160.750.620.8515浴池超市動(dòng)力6.651.000.750.80照明1200.750.620.8516食堂1動(dòng)力4.41.000.750.80照明2000.400.620.8517 食堂2動(dòng)力4.41.000.750.80照明12

31、00.400.620.852.2 校區(qū)負(fù)荷計(jì)算在負(fù)荷計(jì)算時(shí)，采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)建筑進(jìn)行計(jì)算，并將照明和動(dòng)力部分分開計(jì)算，照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算1。下標(biāo)d代表動(dòng)力，m代照明負(fù)荷，表具體步驟如下。教學(xué)區(qū)供電建筑為：行政樓，靜遠(yuǎn)樓，軟件樓，爾雅嘍，變電站2，體育場(chǎng)，路燈，門衛(wèi)。公寓區(qū)供電建筑為：公寓A,公寓B，公寓C，公寓D，公寓E，食堂1，食堂2，浴池超市，綜合樓，換熱站1。取兩個(gè)供電區(qū)的同時(shí)需要系數(shù)為：，下標(biāo)j代表為“教學(xué)區(qū)”，下標(biāo)g代表為“公寓區(qū)”，則全校區(qū)的計(jì)算負(fù)荷為：2.3 無(wú)功功率補(bǔ)償 1）無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑? 電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率；二是無(wú)功功率。直接消耗電能,

32、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,熱能,化學(xué)能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無(wú)功功率,如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能,電容器建立電場(chǎng)所占的電能.電流在電感元件中作功時(shí),電流超前于電壓90。而電流在電容元件中作功時(shí),電流滯后電壓90.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)牡览怼?2）無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x12

33、 a）補(bǔ)償無(wú)功功率,可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。 b）減少發(fā),供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量,減少投資,例如當(dāng)功率因數(shù)cos=0.8增加cos4 = 0.95時(shí),裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW;反之,增加0.52KW.對(duì)原有設(shè)備而言,相當(dāng)于增大了發(fā),供電設(shè)備容量。因此,對(duì)新建,改建工程.應(yīng)充分考慮無(wú)功補(bǔ)償,便可以減少設(shè)計(jì)容量,從而減少投資。c）降低線損,由公式得出其中為補(bǔ)償后的功率因數(shù), 為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則。 >,所以提高功率因數(shù)后,線損率也下降了。減少設(shè)計(jì)容量,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.所以,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效

34、益的重要指標(biāo)，規(guī)劃、實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償勢(shì)在必行。 3）無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t1 提高用電單位的自然功率因數(shù),無(wú)功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償,分散補(bǔ)償和隨機(jī)隨器補(bǔ)償,應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃,合理布局,分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合,以分散補(bǔ)償主;高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合,以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則。由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：,這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為：為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則高壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，?。?。要使高壓側(cè)的功率因數(shù)由0.81，0.82提高到0.90以上，年平均有功負(fù)荷系數(shù)見民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)一般取0.70.75，這里取0.75。教學(xué)區(qū)

35、變電所高壓壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：取:=439.76，則補(bǔ)償后變電所高壓側(cè)壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為： 變壓器的功率損耗為：變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：滿足（大于0.90）的要求。公寓區(qū)變電所高壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：取:=491.32，則補(bǔ)償后變電所高壓側(cè)壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的功率損耗為：變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：滿足（大于0.90）的要求。2.4 電容器的選擇2.4.1 并聯(lián)電容器組成提高功率因素原理2把電容并聯(lián)在電網(wǎng)中將取得超前電壓90度的無(wú)功電流，來(lái)補(bǔ)償用電設(shè)備中滯后于電壓的感性無(wú)功電流，使電網(wǎng)總功率因素得到提高1）補(bǔ)償前:在U作用下

36、， （2-5）電流比電壓滯后角，很低。2）并聯(lián)電容器組后： （2-6）比超前/2，可知與夾角，所以，即功率因數(shù)得到提高。2.4.2 電容器組接線方式的確定1 2 在工業(yè)企業(yè)采用并聯(lián)電容器來(lái)提高功率因數(shù)時(shí)，電容器裝設(shè)部位的補(bǔ)償方式分別有單獨(dú)補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種。為了提高功率因數(shù)，可采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償供電系統(tǒng)中所需的無(wú)功功率。因?yàn)橛薪雍蚘接兩種接線方式，而本設(shè)計(jì)采用接，原因如下所述：1）接可以防止由于電容器容量不對(duì)稱時(shí)，由于中性點(diǎn)位移而使有的相電壓欠壓，有的過(guò)電壓，從而造成電容器組燒毀的現(xiàn)象。2）若發(fā)生一相斷線時(shí)，只影響各項(xiàng)補(bǔ)償容量有所減少，不至于嚴(yán)重不平衡。接：如A相斷線，C=Q/U，3

37、組不變，1、2組變化。U減小C減小Q減小。不會(huì)造成嚴(yán)重不平衡。Y接：若2線路斷開，C=0，1、2組不變，將造成嚴(yán)重不平衡，中性點(diǎn)位移。會(huì)使有的相電壓升高，而燒毀電容器組。3）接線可以充分發(fā)揮電容器組的補(bǔ)償能力。 （2-6） （2-7）綜上所述，電力電容器組采用接線。 各相補(bǔ)償電容個(gè)數(shù)=439.76，=466.69。并聯(lián)電容器可選擇國(guó)家生產(chǎn)的系列電容器5BWF10.5-25-1， 25kvar的電容量。1）教學(xué)區(qū)變電所無(wú)功補(bǔ)償，則每相補(bǔ)償?shù)碾娙轂椋褐?，將所有補(bǔ)償放到10kv側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，把補(bǔ)償容量分為兩組電容去補(bǔ)償，考慮3相分配，取3的整數(shù)倍，N取21只，每相補(bǔ)償容量np=21/3=7只，考慮到分

38、為兩段支路，即為2的倍數(shù)，則每段每相n=8/2=4只。即采用24個(gè)電容器，每組每相用4個(gè)25kvar的電力電容器并聯(lián)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。2）公寓區(qū)變電所無(wú)功補(bǔ)償，則每相補(bǔ)償?shù)碾娙轂椋褐唬瑢⑺醒a(bǔ)償放到10kv側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，把補(bǔ)償容量分為兩組電容去補(bǔ)償，考慮3相分配，取3的整數(shù)倍，N取21只，每項(xiàng)補(bǔ)償容量np=21/3=7只，考慮到分為兩段支路，即為2的倍數(shù)，則每段每相n=8/2=4只。即采用24個(gè)電容器，每組每相用4個(gè)25kvar的電力電容器并聯(lián)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。3 變壓器的選擇3.1 變電所的主要變壓器的運(yùn)行方式變電所主變壓器運(yùn)行方式主要有三種12，第一種是兩臺(tái)變壓器一使一備；第二種是兩臺(tái)變壓器同時(shí)工作

39、，這種又可以分為分列與并列兩種運(yùn)行方式，第三種是兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用，下面分別敘述這中運(yùn)行方式的特點(diǎn)。1）兩臺(tái)變壓器一使一備（明備用）明備用，兩臺(tái)變壓器均按100%的負(fù)荷選擇，即一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。該運(yùn)行方式應(yīng)該說(shuō)不夠經(jīng)濟(jì)，因?yàn)殡姌I(yè)部門是按照變壓器臺(tái)數(shù)及容量收取電費(fèi)而不管任意時(shí)刻有幾臺(tái)變壓器工作。因此說(shuō)備用的那一臺(tái)也在無(wú)形中消耗費(fèi)用，所以這種方式只施用小型企業(yè)。2）兩臺(tái)變壓器同時(shí)工作（暗備用）暗備用，每臺(tái)變壓器都按最大負(fù)荷的70%選擇，正常情況下，兩臺(tái)變壓器都參加工作，這是，每臺(tái)變壓器均承受總負(fù)荷的50%的負(fù)荷，變壓器在正常情況下的負(fù)荷采集為50%/70%70%,完全滿足經(jīng)濟(jì)工作要求。在故障情況

40、下，由于0.75，所以可以過(guò)負(fù)荷1.4倍，6h，連續(xù)五天，即1.470%100%,承擔(dān)全部最大負(fù)荷。暗備用分為列運(yùn)行和并列運(yùn)行。分列運(yùn)行：其優(yōu)點(diǎn)是短路電流小；繼電保護(hù)裝置簡(jiǎn)單便宜，沖擊負(fù)荷電壓波動(dòng)的影響面積小。并列運(yùn)行：其優(yōu)點(diǎn)12如下a）提高供電可靠性。當(dāng)某臺(tái)變壓器運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，而從系統(tǒng)中迅速切除后，并列運(yùn)行的其他變壓器可繼續(xù)供電，這一點(diǎn)對(duì)用戶的一級(jí)重要負(fù)荷來(lái)說(shuō)，尤為重要。b）有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的變化和需要，靈活調(diào)節(jié)投入的臺(tái)數(shù)及容量，避免變壓器承擔(dān)過(guò)重負(fù)荷或過(guò)輕負(fù)荷，降低電壓損耗，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。c）便于安排計(jì)劃?rùn)z修。當(dāng)某臺(tái)變壓器需要檢修時(shí)，可以根據(jù)負(fù)荷需

41、要先并列上一臺(tái)變壓器，再將需要檢修的變壓器停下來(lái)，達(dá)到檢修供電兩不誤。d）減少初期投資。變電所的負(fù)荷，一般總是逐漸增加起來(lái)的，如果采用變壓器并聯(lián)運(yùn)行方式，可以根據(jù)負(fù)荷的發(fā)展分期安裝多臺(tái)變壓器，從而減少了基建工程的初期投資。3）兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。該方式變壓器臺(tái)數(shù)較多，開支較大，大多用于特大型工礦企業(yè)。因此，比較看來(lái)，我們選兩臺(tái)變壓器采用并列運(yùn)行為益。綜合分析，可知兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行方式時(shí)，可以提高供電的可靠性，有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，便于安排計(jì)劃?rùn)z修，減少初期的投資。 綜上所述，結(jié)合遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用暗備用，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行方式。3.2 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇根據(jù)

42、本校的建筑規(guī)劃情況，根據(jù)下表做變壓器容量的計(jì)算與選擇。表3-1 變壓器配置表Tablet.3-1 the transformer configuration table變電名稱供電建筑名稱J變電靜遠(yuǎn)樓，軟件樓，換熱站2J支變1爾雅樓J支變2行政樓，路燈與門衛(wèi)J支變3體育場(chǎng)G變電公寓C，公寓B，食堂1，綜合樓，浴池超市G支變1公寓EG支變2公寓A，換熱站1G支變3公寓D，食堂23.3 變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器同時(shí)運(yùn)行：有一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合學(xué)校的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安

43、全可靠，故選擇兩臺(tái)變壓器。3.4 變電所變壓器容量選擇這里設(shè)為教學(xué)區(qū)變電所的視在容量，為公寓區(qū)變電所的視在容量。因?yàn)樽冸娝鶠榕R近的建筑物提供400v的電源供電，這就需要考慮到這些建筑物的同時(shí)需要系數(shù)。根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，所以取建筑物之間的同時(shí)需要系數(shù)為：，。裝單臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，考慮負(fù)荷法留有一定的容量的裕度，兵考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1，即每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：2）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：，即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。考慮到遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)的未來(lái)的建設(shè)發(fā)展，存在一定的修改變化，又因做

44、此設(shè)計(jì)的目的在于對(duì)四年學(xué)到的知識(shí)做一次系統(tǒng)的掌握和檢驗(yàn)，故對(duì)變壓器的選擇只對(duì)遼工大現(xiàn)在存在的負(fù)荷，進(jìn)行變壓器選型。取=800 ，=800?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為S7系列三相油浸自冷式銅線電力變壓器，參考到兩個(gè)供電區(qū)變電所的參考容量相近，所以教學(xué)區(qū)、公寓區(qū)變電所均采用S7-800/106。表3-2 變電所變壓器S7-800/10Tablet.3-2 the main transformer of Teaching Zone S7-800/10變壓器型號(hào)額定容量額定電壓/kV損耗/kW阻抗電壓/%空載電流/%聯(lián)結(jié)組型號(hào)總重/公斤高壓低壓空載負(fù)載S7-800/10800100.41

45、.57.250.8Y/Y0-1230003.5 支變壓器的選擇由前面的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，具體計(jì)算選擇如下，這里的建筑物之間的同時(shí)需要系數(shù)78為：，。根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)選取變壓器型號(hào)，見下表。表3-3支路變壓器選型表Tablet.3-4 the slip of transformer Selection Table變電名稱實(shí)際負(fù)荷容量 /變壓器型號(hào)J支變1S7-400/10J支變2S7-500/10J支變3SL7-63/10G支變1S7-400/10G支變2S7-500/10G支變3S7-315/104 短路電流的計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過(guò)的電流為短路電流12。

46、不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬(wàn)安），電源的電壓完全降落在短路回路中。4.1.1 短路的原因發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：

47、過(guò)電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷元件中，由于電流過(guò)大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防護(hù)措施等，都很容易造成短路。此外，在電力系統(tǒng)中，某些事故也可能直接導(dǎo)致短路，如桿塔塌導(dǎo)線斷線等。動(dòng)物或飛禽跨接載流導(dǎo)體也會(huì)造成短路事故。4.1.2 短路的危害短路

48、電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過(guò)的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過(guò)的時(shí)間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過(guò)的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很大的短路電流（超過(guò)額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個(gè)系統(tǒng)。4.1.3 短路的類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和

49、兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的60%，兩相短路約占15%，兩相接地短路約占20%，三相短路約占5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因?yàn)樗吘褂邪l(fā)生的可能，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分不利的影響。單相短路雖然機(jī)會(huì)多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值不超過(guò)三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來(lái)選擇，況且三相短路又是不對(duì)稱短路的計(jì)算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應(yīng)該掌握交流三相短路電流的計(jì)算。4.1

50、.4 短路電流計(jì)算的目的變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面8：1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。4.1.5 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1）計(jì)算的基本情

51、況1a）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。b）所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。c）短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。d）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。e）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。2）接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3）計(jì)算容量：應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后510年）。4）短路種類：一般按三相短路計(jì)算。若自耦

52、變壓器等回路中單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)5）路計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式中，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的610KV出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取電抗器前。選擇其導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。4.1.6 短路回路參數(shù)的計(jì)算在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中2。1）標(biāo)么值標(biāo)么值一般又稱為相對(duì)值，是一個(gè)無(wú)單位的值，通常采用帶有*號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說(shuō)在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：Sd=UdId （4-1）Ud=IdZ