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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要煤矿生产的动力主要是电力，供电系统是整个煤矿生产的动力来源。随着采煤机械化程度的不断提高，矿用设备的功率越来越大，供电电压越来越高，所以供电系统必须具备安全、可靠，灵活的特点，才能适应煤矿现代化生产的需要。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是变电站的主要环节，它的拟定直接关系到全站电气设备的选择，配电装置的布置、继电保护装置和防雷接地装置等的确定，是变电站建设的关键因素。本设计是针对预计生产能力为90万吨/年矿井的35kV变电站电气一次部分的设计，根据矿井的地
2、质、各类负荷、采煤方式、年产量等指标来确定变电站设计的基本步骤和方法。设计中首先根据已知系统与线路及所有负荷的参数先对负荷进行了分类统计与计算，选出需要的主变压器型号。然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定供电系统，进行短路计算。由最大持续工作电流及短路计算的计算结果，再根据电气设备选择原则，对各种矿用电气设备进行选择和校验。最后,根据配电装置设计的原则和要求,对变电站相关配电装置进行设计。关键词：负荷计算； 变压器选择； 电气主接线； 短路电流； 电气设备选择与校验专心-专注-专业AbstractThe main driving force coal production is electr
3、icity, and the power supply system is the driving force of the coal mine production. With the increasing degree of mechanization coal mining, mining equipment, power increases, increasing the supply voltage, so the power supply system must have secure and reliable features to adapt to mine the needs
4、 of modern production.Substation is the important part of the power system, which directly affects the safety and economic operation of the entire power system, contact the power plants and users of intermediate links, plays transformation and distribution of electric energy role. The main electrica
5、l wiring is the main part of the substation, its formulation is directly related to the choice of station electrical equipment, the layout of power distribution equipment, protection devices, and lightning protection and grounding devices to determine the key factors of the substation building.The d
6、esign is expected the first part of the design of the 35kV substation electrical production capacity of 900,000 tons / year mine, mine geology, various types of load, coal mining way, the annual output and other indicators to determine the basic steps and methods of substation design. The design of
7、the first known system with the lines and all load parameters before the load classification Statistics and Computing elect of the main transformer model. The power supply system, and then prepared according to the load of the nature and reliability of power supply requirements for short circuit cal
8、culation. By the calculations of the maximum continuous operating current and short circuit calculation, and then choose the principle of electrical equipment, electrical equipment selection and validation of the various mines. Finally, according to the distribution device design principles and requ
9、irements of the substation, related to the distribution device design.Keywords: load calculation; transformer choose; main electrical wiring; short-circuit current; selection and verification of electrical equipment目 录1 概述1.1本矿概况九里山矿是焦煤集团主力生产矿井之一，位于焦作市马村区，其设计生产能力、入洗能力均达90万吨/年，预期服务年限为80年。矿井深450米左右，按其
10、采煤量计算耗电总耗电时间是4000小时/年。1.2供用电协议矿井地面变电站距上级变电所8km，九里山矿电压等级为35/6kV，采用双回路架空输电线供电。出线过电流保护动作时间为2.5s。井下6kV母线上允许的短路容量为100MVA。电费收取方法采用两部电价制，在变电所35kV侧计量，固定部分按最高负荷收费，每千瓦6元，流动部分为每千瓦5分。系统的电抗为:最大运行方式: 最小运行方式: 1.3自然条件（1）日最高气温44，日最低气温-16；（2）最热月室外最高气温月平均值42；（3）最热月室内最高气温月平均值38；（3）最热日土壤温度27；（4）冻土层厚度为0.35m，变电站土质为一般黑土；（5
11、）本矿主导风向为西北方向，最大风力8级；（6）地震烈度为7度。1.4原始负荷资料负荷资料见表1-1 全矿电力负荷统计表。表1-1 负荷统计表编号设备名称负荷等级电压(kV)线路类型电机类型电机容量（kW）安装台数/工作台数设备总容量（kW）需用系数()功率因数离地面变电所的距离（km）1主提升机26CY12001/112000.860.840.32副提升机16CY10001/110000.840.810.253扇风机116KT8002/18000.86-0.882.04扇风机216KT8002/18000.86-0.882.05压风机16K_2504/25000.88-0.860.356综采车
12、间20.38C-5000.70.760.57地面低压10.38C-1250-11000.750.780.108机修厂30.38C-700-6000.600.700.209洗煤厂20.38K-1350-12000.760.800.4510工人村30.38K-600-6000.800.852.511支农30.38K-550-5500.750.853.012主排水泵16CX7005/321000.850.830.6513井下低压20.66CX-27000.720.78-注1：线路类型：C电缆线路；K架空线注2：最大容量电机型式：Y绕线异步；X鼠笼异步；T同步注3:主副提升机之间距离80米。注4：为正
13、时，滞后，为负时，超前。2 负荷计算2.1 负荷定义及分类连接在电力系统中的一切用电设备所消耗功率的总和称为电力系统的负荷。它们包括异步电动机、同步电动机、整流设备、电热电炉和照明设备等。电力系统的负荷分为：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供
14、电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.2 负荷计算的目的和意义计算负荷是一年内最高日负荷曲线中30min平均负荷的最大值，又称需要负荷或最大负荷，记作。是根据已知的用电设备安装容量确定的预期不变的最大假想负荷。它是设计时作为选择电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供
15、电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.3 负荷计算方法2.3.1 常用负荷计算方法（1）需要系数法：用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。（2）利用系数法：采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，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。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。（3）单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电法。前两者多用于民用建筑，后者适用于某些工业建筑。在用电设备功率和台数无法确定时，或
16、者设计前期，这些方法是确定设备负荷的主要方法。2.3.2 负荷计算步骤本设计采用需用系数法进行负荷计算，步骤如下：（1）用电设备分组，并确定各组用电设备的总额定容量。（2）用电设备组计算负荷的确定。用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为： (2-1)式中:、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总额定容量，kW；额定电压，V；功率因数角的正切值；该用电设备组的计算负荷电流，A；需用系数。（3）多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿井变电所
17、低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算公式如下： () （2-2）式中、配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；同时系数；为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数；该干线或低压母线上的额定电压，V；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A；需用系数；、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。2.3.1 各用电设备组负荷计算由表1-1查出各用电设备组的需用系数和功率因数，根据要求及需用系数负荷计算公式（2-1），分别计算矿用负荷
18、（1）主井提升机 有功功率 无功功率 视在功率 （2）副井提升机 有功功率 无功功率 视在功率 用同样的方法可以计算出其他用电设备组的计算负荷，结果记入表2-1中。扇风机和压风机等功率因数超前表示其无功电流为容性，即提供无功功率，其无功补偿作用，他们的无功功率为负值。表2-1 全矿电力负荷计算负荷表编号用户名称设备总容量（kW）需用系数()功率因数计算负荷有功(kW)无功 ()视在 ()1主提升机12000.860.840.64610326671228.792副提升机10000.840.810.724840608.161037.043扇风机18000.86-0.88-0.540688-185.
19、26781.904扇风机28000.86-0.88-0.540688-185.26781.905压风机5000.88-0.86-0.593440-130,46781.826综采车间5000.70.760.855350299.25460.57地面低压11000.750.780.802825661.651057.698机修厂6000.600.701.02360367.2514.299洗煤厂12000.760.800.75912684114010工人村6000.800.850.620480297.6564.7111支农5500.750.850.620412.5255.75485.2912主排水泵21
20、000.850.830.672178511119.1952150.6013井下低压27000.720.780.80219441559.092492.312.3.2 各低压变压器的选择与损耗计算（1）低压变压器选择由于采用高压集中补偿功率因数，对各低压变压器均无补偿作用，选择时可按表2-1的计算容量进行选择。基于原煤生产负荷对供电可靠性和电能质量的要求且供电电网为双回路，应选两台变压器同时运行。矿井地面低压变压器的选择原则与一般工矿企业类似，选单台者，只须变压器额定容量大于或等于计算容量即可；选两台者，每台的容量应能满足该组全部生产负荷的需要。故：综采车间、机修厂、工人村、支农变压器分别选S9-
21、500,6/0.4kV型，S9-630,6/0.4kV型，S9-630,6/0.4kV型和S9-500,6/0.4kV型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。选煤厂变压器选两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器。地面低压变压器选两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器（2）各低压变压器损耗计算变压器的功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。当变压器的外加电压不变时，铁耗是一常数，与变压器的负荷无关，通常用变压器的空载实验确定。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用和表示。变压器铜耗是变压器负荷电流在其绕组中产生的有功损耗和无功损耗。变压器的功率损耗可按如下公式计算。 (2-3)式中变压器的
22、负荷率；变压器计算负荷，； 变压器额定容量，；变压器空载有功损耗，kW；变压器满载有功损耗，kW；变压器空载无功损耗，；变压器空载电流占额定电流的百分数；变压器满载无功损耗，；变压器阻抗电压占额定电压的百分数；、均可由变压器产品样本中查得。 对于工人村变压器空载无功损耗：满载无功损耗：变压器的负荷率，则：有功损耗：无功损耗： 对于综采车间变压器空载无功损耗：满载无功损耗：变压器的负荷率，则：有功损耗：无功损耗： 对于地面低压变压器因地面低压装设两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器，故其功率损耗计算如下。有功损耗：无功损耗：井下低压损耗为有功损耗：无功损耗：同理可以得出其他低压变压器
23、功率损耗，其结果记入表2-2中。表2-2 低压变压器功率损耗负荷名称地面低压机修厂洗煤厂工人村支农井下低压(6306305002492.31（）9.195.2310.216.055.7137.38()50.6618.8984.1830.3425.84149.522.3.3 6kV母线侧补偿前总计算负荷由于矿区配电线路损耗甚小，忽略此项损耗不计。由表2-1可知，。取最大负荷同时系数，则补偿前6kV母线上的总计算负荷由公式2-2计算可得：平均负荷系数区补偿前功率因数为： （2-4）故需进行无功补偿，拟定补偿后功率因数为0.96。2.3.4 无功补偿计算及电容器柜选择（1）无功补偿计算当采用提高用电
24、设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到供用电规则所要求的数值时，就需要设置专门的补偿设备来提高功率因数。在工矿企业用户中，广泛采用静电电容器作为无功补偿电源。用电力电容器作为无功补偿以提高功率因数时，其电力电容器的补偿容量用下式确定： （2-5）式中月平均有功负荷系数，在0.7-0.8间；补偿前功率因数角的正切值；补偿后要求达到的功率因数角的正切值；本设计供电规范要求功率因数应达到0.9及以上。假设补偿后6kV侧功率因数，取0.8，则所需补偿容量由公式（2-5）计算得：=（2）电容器柜的选择及实际补偿容量计算本变电站6kV母线接线初步定为单母线分段，两段母线均应装设电容器柜，因此电容器柜
25、应选择偶数。选用GR1C-08型电容器柜，额定电压6kV，单柜容量。共需电容器柜的数量：n2210/270=8.2实际选用10个，分为两组单母线分段两侧，实际补偿的电容量为： Q=27010=2700kvar。2.3.5 补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验6kV侧补偿后等效无功功率为：校验合格。3 变电站主变压器选择根据第二章的计算负荷以及负荷对供电可靠性和电能质量的要求选择主变压器的台数和容量。3.1 变压器的选取原则总降压变电所变压器台数的确定需综合考虑负荷容量、对供电可靠性的要求、发展规划等因素。变压器台数越多，供电可靠性就越高，但设备投资必然加大。运行费用也要增加。因此，在满足
26、可靠性要求的条件下，变压器台数越少越经济。对三级负荷供电的变电所以及对可取的低压设备电源的一二级负荷供电时，皆选用一台主变压器。对于有大量一、二级用电负荷、或总用电负荷季节性（或昼夜）变化较大、或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上电力变压器。如有大型冲击负荷，如高压电动机、电炉等动力，为减少对照明或其他负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应满足在一台变压器故障或修时，另一台仍能保持对一、二级用电负荷供电，但需对该台变压器负荷能力及其允许运行时间进行校核。3.2 变压器选择计算按第
27、二章运算出来的计算负荷进行用电负荷分析，根据分析结果选择变压器容量及台数。以下为计算过程。3.2.1 用电负荷分析安全用电负荷：包括副提升机、主扇风机、井下主排水泵各项，占全矿总负荷的31%。主要生产负荷：包括主提升机、压风机、洗煤厂、井下低压等项，占全矿总负荷的44%.其它负荷：包括矿综采车间、机修厂、地面低压负荷的16.5%、工人村、支农各项占全矿总负荷的8.5%。3.2.2 主变选择根据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证安全和原煤生产负荷的用电。上述分析中安全和原煤生产负荷两类负荷占全矿总负荷的75%，按规范规定，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须
28、保证75%的正常供电，再考虑发展，故选用两台S7-12500，35/6.3型铜线双绕组无励磁调压变压器，其技术参数如表3-1所示。两台主变压器采用分裂运行方式，备用方式为暗备用。表3-1 主变压器技术参数型号S7容量 12500连接组别Y,d11电压36/6.3阻抗电压8空载电流0.7空载损耗（kW）11.5负载损耗（kW）45.03.3 变压器损耗计算空载无功损耗：满载无功损耗：变压器的负荷率，则 有功损耗：无功损耗：3.4 折算到35kV侧负荷及功率因数校验有功功率：无功功率：视在功率：35kV侧功率因数校验满足设计要求。3.5 变压器经济运行方案的确定两台变压器经济运行的临界负荷可由公式
29、3-1确定。 (3-1)如果宜一台运行，如果宜两台运行。式中经济运行临界负荷，；变压器而定容量，；变电所实际负荷，；变压器空载有功损耗，；变压器满载有功损耗，；变压器满载无功损耗，；无功经济当量，大型矿井一般取无功经济当量。本矿两台变压器经济运行的临界负荷为：故经济运行方案为：当实际负荷时，宜一台运行，当实际负荷时，宜两台运行。3.6 全矿电耗与吨煤电耗计算本矿取最大有功负荷年利用小时数小时，则：全年电耗则吨煤电耗4 电气主接线设计变电所电气主接线（亦称作一次接线）表示用电单位接受和分配电能的路径和方式，它是由电力变压器、断路器、隔离开关、避雷器、互感器、移相电容器、母线或电力电缆等电器设备，
30、按一定次序连接起来的电路，通常采用单线图表示。主接线的确定与完善对变电所电器设备的选择、变配电装置的合理布置、可靠运行、控制方式和经济性等有密切关系。施工配电设计的重要环节。4.1 对主接线的基本要求主接线设计的基本要求：（1）可靠性。根据用电负荷等级保证在各种运行方式下提高供电的连续性，以满足用电负荷对供电可靠性和电能质量的要求。（2）灵活性。主接线应力求简单，无多余的电器设备，而且运行操作灵活，能避免误操作动作，便于检测与维护。（3）安全性。在进行投入或切换某些电器设备或线路时，应确保操作人员与设备的安全，能在保证安全的条件下进行供配电系统的维护检修工作。（4）经济性。结合用电单位的近期于
31、长期发展规划，应使主接线的投资和运行费用经济合理，在保证供电安全可靠和供电质量要求的同时，力争工程投资省，运行维护费用低。4.2 变电站高压侧主接线方式本变电站是35/6kV，双电源进线的终端变电站，属于双回路供电。主变压器容量12500kVA，故拟定选用桥式接线。桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种，现对三种接线方式的可行性作简单比较如下。（1）内桥接线：如图4-1，它由两台受电线路的断路器和内桥上的母联断路器组成。主变压器与一次母线的隔离开关联结。它的优点是切换进线方便，设备投资、占地面积相对全桥少，缺点是倒换变压器不方便，继电保护较复杂，适用于距离较长，变压器切换不很频繁的变电所。这种接线一
32、次侧可设线路保护，但主变压器和受电线路保护的短路器均由受电断路器承担，互有影响，这是它的主要缺点。图41 内桥式结线示意图（略去电流、电压互感器和避雷器）（2）外桥接线：如图4-2，它由主变压器一次侧两断路器和外桥上的联络短路器组成，进线由隔离开关受电。这种接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的结线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作不方便。所以这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电所，或变压器采用经济运行需要经常切换的终端变电所。图42 外桥式接线示意图（略去电流、电压互感器和避雷器）（3）全桥接线：它由进线的两台断路器、变压器一次侧
33、的两断路器和35kV汇流母线上的联络短路器组成。这种接线方式适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高压有穿越时负荷时）,继电保护全面。缺点是设备多，投资大，且变电所占地面积大。基于本变电站主变容量较大以及煤矿对供电可靠性运行的灵活性，操作方便等的严格要求，结合以上分析，决定采用全桥接线作为本变电所的主接线方式。主变压器一次由隔离开关与母线联接，对环形供电的变电所，在操作时常被迫用隔离开关切合空载变压器。当主变压器电压为：电压35kV，容量7500kV以上时，其空载电流超过了隔离开关的切合能力。此时必须改用由五个断路器组成的全桥接线。图43 外桥式
34、接线示意图（略去电流、电压互感器和避雷器）4.3 6-10kV侧主接线方式高压配电系统有放射式、竖杆式两种基本接线方式及由此派生的各种混合型和改进型接线。设计接线方式时，根据用电负荷的总体布置、负荷的特点、容量大小、生产工艺要求，还要考虑总降压变电所的位置，再联系发展规划，做出集中切实可行的接线方案，然后进行技术经济比较，最后择优选定。总降压变电站610kV侧一般采用单母线（单台变压器时），单母线分段（如图44）或双母线制。单母线的可靠性及灵活性都很差，仅适用于三级负荷或另有低压备用电源的一二级负荷。单母线分段方式，用于两台或多台变压器的变电所。接通分段断路器QF电路，可使两台变压器副方并联运
35、行，任一段母线上的设备发生故障，分段断路器与有关保护装置同时跳闸，可保证无故障母线照常运行，提高了配电可靠性。正常工作时如断开分段断路器，由两台变压器分别供电，可以降低610kV侧短路电流。引向610kV负荷的线路，要经过隔离开关，断路器或负荷开关和高压熔断器等控制装置（一般采用高压开关柜等成套设备），然后经电缆（如图44中QS3回路）或架空线（如图44中QS4回路）引出。为了计量和观测电流、电压等参数，或接入保护装置，各条线路都应接有电流互感器，各段母线上都应接有电压互感器（如在高压侧计量电能，在变压器高压侧也要接入电压互感器）。如果需要在610kV侧补偿无功功率，则母线上应连接控制电容器柜
36、的高压开关电器。图44 总降压变电所610kV侧单母线分段的结线方式（略去电流互感器）4.4 本所电气主接线设计方案4.4.1 确定矿井35kV进线回路35kV矿井变电所距上级供电电源8km，对上一级供电部分来说是一类负荷，故矿井变电所对矿井采用又被用的双回路供电，即35kV进线为两路架空线进线。4.4.2 35kV、6kV主接线的确定因矿区变电站（即上一级变电站）距本矿变电站为8km，对于35kV电压等级来说，输电线路不算远，可以选外桥，但为了提高矿井供电的可靠性和运行的灵活性，采用全桥更合适（全桥接线即在外桥接线的基础上，再在两进线回路上装设两个断路器及隔离开关，成为由五个断路器组成的接线
37、形式）。故确定本矿35kV系统为双回路的全桥接线系统。35kV架空线路由两条线路送到本矿变电所，正常时两台变压器分裂运行。6kV主接线根据矿井为一类负荷的要求和主变压器是两台的情况确定为单母线分段接线方式。35kV母线和6kV母线，正常时均处于断开状态。本所母线分段用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，而且可减少母线故障影响范围，提高供电的可靠性和灵活性。4.4.3 下井电缆回数确定由表2-1可知，井下计算负荷约为：，井下总负荷电流为：A规程规定，下井电缆必须采用铜芯，又因井下开关的额定电流有限（老式PB型最大为300A，矿用一般型和BGP1-6型最大为400A）,故下井电缆数选两根。此外，下
38、井电缆的选择还要求：当一回电缆因故停止供电时，其他电缆应满足井下全部负荷的供电要求，因此确定下井电缆回数为4。4.4.4 负荷分配考虑一、二类负荷必须由联于不同母线的双回路供电，并且主提升机和副提升机相距为80m，再将地面低压和下井回路分配于各段母线上，力图在正常生产时，两段母线上负荷接近，分配方案如图4-5供电系统简图所示。图4-5 供电系统简图注：图中数字1-11为表1-1负荷统计表中的编号。注：12为电容补偿柜，13-16为下井电缆，17为备用。5 短路电流计算5.1 短路电流计算的原因和种类及危害短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接。短路主要是电气设备载流部分绝缘所致。其他如
39、操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除地线就送电等误操作，鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等现象也能引起短路。在三相供电系统中可能发生的短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种是对称短路，后两种是不对称短路。一切不对称短路在采用对称分量法后，都可以归纳为对称短路的计算。发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因此短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧坏电气设备；短路点的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行破裂，引起严重后果。不对称短路所造成的零序电流，会
40、在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。5.2 短路电流计算的目的在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。短路电流计算的目的主要有以下几方面(1)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。(2)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，
41、用以校验设备动稳定。（3）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对地的安全距离。（4）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。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。5.3 短路电流计算中需要计算的数值（1）次暂态短路电流，即三相短路电流周期分量第一周期的有效值。它可供计算继电保护装置的整定值和计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值之用。应注意：应该用电力系统在最大运行方式下，继电保护装置安装处发生短路时的次暂态短路电流计算保护装置的整定值；而用电力系统在最小运行方式下，继电保护装置保护范围最远点发生短路时的次暂态短路电流校验保护装置的灵敏度。因此
42、，计算时应分别计算这两种运行方式下的次暂态短路电流值。（2）次暂态三相短路容量，用来判断母线短路容量是否超过规定值、作为选择限流电抗器的依据，并可供下一级变电所计算短路电流之用；（3）短路发生后0.2秒时的短路电流周期分量有效值,可用来校验开关电器的额定断流量；（4）短路发生后0.2秒时的三相短路容量，可用来校验开关电器的额定断流容量；（5）短路电流稳态有效值,可用来校验设备、母线及电缆的热稳定性；（6）短路冲击电流及短路全电流最大有效值，可用来校验电器设备、载流导体及母线的动稳定性。按欧姆定律求短路电流标么值：对于电源是无限大容量的系统，其短路电流标么值可按公式5-1求出： （5-1）且短路
43、后各种时间的短路电流标么值与短路容量标么值都相等，即 （5-2）求短路电流和短路容量：为了向供电设计提供所需的资料，应确定下列几种短路电流和短路容量：当t=0时的短路电流和短路容量；当t=0.2秒时的短路电流和短路容量；当t=时的短路电流和短路容量；短路冲击电流和短路全电流最大有效值： （5-3）5.4 三相短路电流计算方法无限大容量系统发生三相短路时，只要求出短路电流周期分量有效值，就可计算有关短路的所有物理量。而短路电流周期分量可由电源电压及短路回路的等值阻抗按欧姆定律计算。短路电流的计算方法主要采用有名制法和标幺制法。5.4.1 有名制法在企业供电系统中发生三相短路时，如短路回路的阻抗为、，则三相短路电流周期分量的有效值为 （5-4）式中短路点所在线路的平均额定电压，kV；、 短路点以前的总电阻和总电抗，均已归算到短路点所在处电压等级，。对于高压供电系统，因回路中各元件的电抗占主要成分，短路回路的电阻可忽略不计，则上式变为 （5-5）5.4.2 标幺制法计算具有许多个电压等级供电系统的短路电流是，若采用有名制法计算，必须将所有元件的阻抗都归算到同一电压下