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1、石家庄铁道大学毕业设计某小区10kV变电所电气部分设计Electrical design of a 10kV substation in residential area2019 届 电气与电子工程学院 专 业 电气工程及其自动化 学 号 20152754 学生姓名 徐雪龙 指导教师 杨静 完成日期 2019年5月20 日毕业设计成绩单学生姓名徐雪龙学号20152754班级电1501-2班专业电气工程及其自动化毕业设计题目某小区10kV变电所电气部分设计指导教师姓名杨静指导教师职称讲师评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日 毕业设计任务书题目某
2、小区10kV变电所电气部分设计学生姓名徐雪龙学号20152754班级电1501-2班专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气与电子工程学院导师姓名杨静导师职称讲师1、设计要求本次设计主要包括高、低压系统方案比选、短路电流计算、主要设备选择、配电装置配置、防雷与接地设计、主变压器保护及自动装置配置等主要工作。本次设计最终包括毕业设计（课题背景+设计计算+设计说明等），一套施工图设计图纸。2、设计参数某小区10kV变电所，电源为双回路，双变压器，含有二级负荷，三级负荷。3、设计内容及工作量小区多层住宅楼用电负荷计算；短路电流的计算，高、低压供电系统设计；电气设备的选择计算及其校验；设备平面布置，
3、照明、防雷、接地设计论文正文不少于1万字，查阅文献资料不少于12篇，其中外文文献不少于2篇，翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于3000汉字。4、应遵守的法规及主要参考文献发变电所电气部分、供配电系统设计规范 GB50052-2009、35110KV变电所设计规范GB50059-2011、电气标准设计图集、工业与民用配电设计手册等。5、进度安排第 1 周第 3 周：查阅相关资料，确定论文方案，写开题报告；第 4 周第 8 周：系统方案比选，设备选型，负荷计算，短路计算，设备校验，施工图设计；第 9 周第12 周：撰写并整理毕业设计论文；第13 周第16 周：修改论文、图纸，准备答辩。 年
4、月 日毕业设计开题报告题 目某小区10kV变电所电气部分设计学生姓名徐雪龙学号20152754班级电1501-2班专业电气工程及其自动化一、10kV变电所的研究背景及现状在我国电力系统中，10kV 配电网主要担负着供配电的重要任务。10kV 配电网的核心是 10kV 变电所，变电所的主要功能是：接受、变换和分配电能。所以，10kV变电所的设计至关重要1-2。在以前的 10kV 变电站设计中，主要存在着电能质量达不到要求、成本高、土地占用大等等问题，特别是在污染严重的重工业区、湿度较大的沿海和沿江地区。在这些地区，设备容易受到环境的影响变电站设备的污闪事故经常发生。所以对于变电所的设计要做到规范
5、，变电站设计标准有以下几点4-5：（1）尽量减少投资成本、运行和维护费用；（2）电气主接线尽可能简单、明了；（3）元器件使用数量最少化；（4）保证供电的可靠性及安全性；在设计时应优先考虑资源利用最优化，减少变电站对周边环境的噪声污染和无线电信号的干扰，做到对周围群众的影响最小化，在满足供电要求和安全的前提下，还要考虑到变电站在今后工作中的扩建与维护等要求。10kV 变电站的电气主接线应尽可能的简单清晰、布局合理、接地网设计应合理可靠、保护装置保持高效灵敏。言而总之，10kV 变电站的设计应实现自动化、智能化、标准化。80年代以来，我国经济高速发展，科学水平有了质的飞跃，设备加工制造工艺日益完善
6、，生活与工业的用电需求大大增加；伴随着以上的状况，电力行业有了快速的发展。其中，对电网的变电技术有了新的要求，变电站的设计有了新的发展方向6-7。（1）简化变电站的主接线方式变电站一次、二次设备的质量随着技术的发展有了很大的提升，为电力系统的可靠运行提供了基本的保障，这使简化变电站的主接线方式成为可能。例如，变电站的主要一次设备电压互感器，其制造工艺已日趋完善，工作运行的可靠性有了很大的提高，维护时间短，检修周期长。尤其 ABB 等知名高压电气设备制造公司生产的电压互感器可以实现 20 年不大修。在满足功能要求的前提下，提高资源利用率和经济效益，简化变电站的主接线方式成为可能8-9。（2）使用
7、技术先进的电气高压设备新型、高性能的电气高压设备在近些年来有了很快的发展，采用油绝缘的设备越来越少。随着 绝缘性能好、电负性高的六氟化硫气体广泛使用和设备价格逐渐降低，气体绝缘组合电器(GIS)性能不断完善。许多电力设计公司在新建变电站时优先考虑气体绝缘组合电器(GIS)。随着一次设备的档次的逐渐提升，配电系统的装置也趋向于少油化甚至无油化、真空断路器、六氟化硫断路器和机电一体化10-13。二、 设计的主要内容本次设计主要为对于某小区10kV变电所电气部分的设计，包括高、低压系统方案比选、短路电流计算、高、低压主要设备选择、配电装置配置、防雷与接地设计、主变压器保护及自动装置配置等主要工作。本
8、次设计最终包括毕业设计（课题背景+设计计算+设计说明等），一套施工图设计图纸。三、设计方案及预期达到的目标查阅资料，结合自己所学的专业课知识、别人的设计和研究成果、变电所设计原则和方法，总结并归纳出自己的方案。借鉴已经建成的10kV变电所的设计，对本次设计有以下安排：（1）负荷计算的方法主要有需要系数法、二项式系数法、利用系数法等等，本设计拟采用需要系数法进行负荷计算。根据供电局要求，变电所的平均功率因数要达到0.9以上，因此要选取适当的无功功率补偿装置，以提高变电所的平均功率因数。（2）为了保证供电的可靠性，本设计拟采用双回路，双变压器的设计。在其中一台变压器发生故障或检修的时候另一台变压器
9、能保证正常供电。变压器的容量选择由负荷计算的结果确定。（3）电气主接线的形式一般有单母线接线、单母线分段接线、双母线分段接线等，单母线分段接线：利用隔离开关、断路器等一次设备将单母线分成多段的接线形式，该方式的供电可靠性和灵活性大大提高。单母线分段接线的优点包括简单、经济、方便。该接线方式广泛应用于中、小型变电站。本设计经过对于几种方案的比较，最终拟采用单母线分段接线。（4）短路计算可以对确认电气主接线的形式、确定电压互感器、断路器等一次设备的型号、容量等参数、提供相应的数据以满足继电保护的设计和调试需求提供帮助。用标幺值计算出选择电气设备所需的各组短路电流。（5）本设计的变电所拟采用的继电保
10、护有：过电流保护、电流速断保护、瓦斯保护等。防雷接地保护拟采用架设避雷针和安装避雷器。在完成整个设计工作后，设计能达到以下要求：（1）通过自己的努力和老师的知道，能够圆满完成毕业设计的各项要求。（2）能够较好掌握10kV变电所电气部分设计的知识及经验。（3）自己撰写的论文和绘制的施工图能够正确符合要求。四、完成毕设的工作计划第 1 周第 3 周：查阅相关资料，确定论文方案，写开题报告；第 4 周第 8 周：系统方案比选，设备选型，负荷计算，短路计算，设备校验；第 9 周第12 周：施工图设计，撰写并整理毕业设计论文；第13 周第16 周：修改论文、图纸，准备答辩。五、参考文献1 熊信银. 电力
11、系统工程基础M. 武汉：华中科技大学出版社，2003.2刘介才. 工厂供电M. 第6版.北京:机械工业出版社，2015.3 赵辛，王旭等. 变电站的设计技术问题分析J. 科技创业家，2013，(12)：104.4 银高娟. 变电站电气设计方案的分析J，河南科技，2013，(24)：48.5 聂独. 变电站电气一次设计的论述J，电源技术应用，2013，(01)：182-183.6熊信银. 电力系统工程基础M. 武汉：华中科技大学出版社，2003. 7卓乐友. 电力工程电气设计200例M.北京：中国电力出版社，2004.8中国联合工程公司.供配电系统设计规范M. GB50052-2009.北京：中
12、国计划出版社，2009.9任元会.工业与民用配电设计手册M. 第3版.北京：中国电力出版社，2005.10易小娟. 我国变电站设计的新趋势J，电源技术应用，2013，(05)：320.11张宝会，尹项根.电力系统继电保护M. 第2版.北京：中国电力出版社，2010.12Leon Kempner. Jr, Ph.D, P.E, ASCE Guide for Design of Substation StructureJ,The Bonneville Power Administration, P.O, 2009, (3):113.13Hu, M (Hu, Miao);Li, CB (Li, Ca
13、nbing).Design of 10kV Full Buried Box-type Substation;IEEE CHINESE AUTOMATION CONGRESS (CAC) ,2017 ,(6)：7709-771.摘要在这个经济水平飞速发展新时代，工业用电和居民用电的需求都猛增，10kV变电所是连接高压输电网和低压配电网的关键核心。在我国电力系统中，10kV变电所肩负着低压配电网络的重要任务，其主要功能有：接受、变换和分配电能。所以，10kV变电所的设计尤为重要。在民用与工业供电设施的建设中，10kV 变电所的设计直接影响供配电末端的安全可靠性。综合考虑安全、可靠、经济的因素，根据
14、负荷容量确定变电所的主接线；变压器以及电气设备型号；继电保护和防雷接地；利用CAD软件完成高压、低压系统图、平面布置图、二次接线图以及整套施工图绘制。严格遵守设计规范，在满足安全指标的条件下，实现经济最优化。关键词：10kV变电所；电气设计；设备选型；CAD绘图AbstractIn this new epoch of rapid economic development, both industrial and residential electricity demand has soared rapidly. 10kV substation is the pivotal core conne
15、cting the high-voltage transmission grid and low-voltage network. In our countrys electric power system, The vital assignment of low-voltage power distribution network falls on 10kV substation, and its main functions are: receiving, changing and distributing electric energy. Therefore, the design of
16、 10kV substation is particularly important.In the construction of civil and industrial power supply facilities, the design of 10kV substation immediately impacts the safe reliability of the power supply and distribution terminal. Guarantee the design from the safety, economic and reliable aspects of
17、 comprehensive consideration, determine the main wiring of the substation on the basis of loading capacity; kinds of power transformer and electrical equipment; protective relaying and grounding for lightning; use CAD software to complete high and low voltage system diagram, floor plan, secondary co
18、nnection diagram and a intact working plan. Strictly observe the design specification, under the condition of satisfying the safety index, optimize the economy.Key words: 10kV substation；electrical design；equipment selection；CAD drawing目录第1章 绪论11.1设计背景及目的11.2小区的基本资料11.2.1设计规范11.2.2小区自然条件21.2.3小区基本资料
19、21.3设计内容2第2章 负荷计算及变压器选择42.1负荷计算42.1.1需要系数法42.1.2小区的负荷计算52.2无功功率平衡及无功补偿62.2.1无功补偿的要求及平衡62.2.2无功功率平衡及补偿62.3变压器选择62.3.1变压器选择原则72.3.2变压器的确定72.4小结7第3章 电气主接线设计83.1设计原则83.2主接线方案比选83.3高、低压接线方式选择83.3.1高压接线方式选择83.3.2 低压接线方式选择93.4主接线方案确定93.5小结10第4章 短路电流计算114.1短路的危害114.2短路电流计算114.2.1短路电流计算方法114.2.2各元件标幺值计算114.2
20、.3短路电流计算134.3小结15第5章 高低压设备的选择及校验165.1选择及校验原则165.2高压设备选择175.2.1高压断路器的选择175.2.2高压熔断器的选择185.2.3电压、电流互感器的选择185.2.4母线及线路导线选择195.2.5其他设备选取205.3低压设备选取215.3.1低压断路器选择215.3.2电流互感器的选择225.3.3母线及电力电缆的选择225.3.4其他电气设备选择235.4小结23第6章 继电保护及二次回路246.1继电保护的意义246.2继电保护方案设计246.2.1变压器保护方案设计246.2.2 高压线路保护256.3二次回路276.4小结27第
21、7章 防雷保护及接地设计287.1防雷保护287.1.1直击雷的防护287.1.2雷电波的防护287.2接地设计287.2.1变电所接地装置287.2.2低压系统接地297.3小结29第8章 施工图绘制318.1高压系统图318.2低压系统图338.3平面布置图348.4小结34第9章 结论与展望36参考文献36致谢38附录39附录A外文原文及翻译39A1外文39A2译文47附录B54石家庄铁道大学毕业设计第1章 绪论10kV变电所作为电力系统中配电网络最末端的一个环节，变电所能否正常可靠运行，与人们日常生活的联系最为密切。因此，变电所的设计十分重要1-2。1.1设计背景及目的10kV变电所是
22、现今各单位新建或者改造最多的低压变电所，拥有很大的用户群体，而且高压设备使用较少，所以10kV变电所的设计和研究有着普遍性和代表性3-4，值得相关从业人员进行认真的理解和深入的研究。在以前的 10kV 变电站设计中，主要存在着电能质量达不到要求、运行成本高、土地使用浪费等等问题。本设计为某市小区，三类建筑物。对于本次变电所的设计要努力做到规范，变电站设计标准有以下几点5：1尽量减少投资成本、运行和维护费用；2电气主接线尽可能简单、明了；3元器件使用数量最少化，布局合理；4尽可能保证供配电可靠性及安全性；本设计的目的在于设计一个10kV变电所为一个小区进行供电，该小区为某市城中村改造后的小区。地
23、处城市中心，取电较为方便，主回路电源由上一级35kV变电所通过架空线路取电，电缆直埋引入变电所，备用电源从隔壁小区由电缆取电。该小区内除了四栋居民楼以外，用电系统还有物业，消防系统，小区托儿所，路灯照明用电，其他照明用电（包括小区内活动室、车库、楼梯间、仓库等照明用电）。在设计时要综合考虑，既要保证设计的合理，也要提高经济性。1.2小区的基本资料1.2.1设计规范在完成整个设计时用到了以下规范：GB50054-2011低压配电设计规范GB50060-20083-110kv高压配电装置设计规范GB50052-95供配电系统设计规范JGJ16-2008民用建筑电气设计规范GB50053-9410k
24、V及以下变电所设计规范GB/T50063-2008电力装置的电测量仪表装置设计规范1.2.2小区自然条件(1)本地处于深内陆的地区，年最高气温42，年最低气温-8，均温20。(2)变电所所建位置土质为沙质黏土，地下水位7m左右。(3)西北风为本地的主要风向，本地年均雷暴日低于15天。1.2.3小区基本资料本设计为某小区10kV变电所电气部分设计，小区一些基本信息如下：包括四栋居民住宅楼，其中1#，3#楼均为六层建筑，其中每栋楼有两个单元，每单元有两户；2#，4#楼均为六层建筑，其中每栋楼有三个单元，每单元有两户。1#，3#楼共48户为第一类用户，用电指标为8；2#，4#楼共72户为第二类用户，
25、用电指标为106。本设计小区除物业（因含有监控、安防、仪表装置等，因此定为二级负荷）和消防系统为二级负荷，其余用电负荷皆为三级负荷，将各部分用电系统的进行负荷统计，功率因数由民用建筑电气设计规范查表而得，将负荷容量、功率因数、出线方式汇总如下表1-1所示表1-1 该小区的负荷统计表负荷名称负荷容量（kW）功率因数出线方式1#、3#楼住户用电3840.8电力电缆2#、4#楼住户用电7200.8电力电缆物业用电400.8电力电缆消防系统1350.8电力电缆小区托儿所1000.8电力电缆路灯照明100.5电力电缆其他照明总计640.5电力电缆1.3本文内容1）首先将关于本设计所以资料进行汇总分析，理
26、清思路，了解设计的目的和要达到的要求。2）进行负荷计算。装设补偿装置将功率因数提高到供电局要求的0.9以上。3）为了保证供电的可靠性，本设计采用双回路双变压器供电。4）电气主接线的设计十分重要，有单母线接线和单母线分段接线等，比较它们优缺点，做出最优设计。5）短路计算可以对确定互感器、断路器等一次设备的型号、容量等参数、提供相应的数据支持。用标幺值计算出电气设备所需的各组短路电流。6）选择合适的方法对变压器和高压线路进行保护，防雷接地采用避雷针和避雷器。7）在完成前期工作后，严格按照设计规范对变电所的施工图进行绘制。第2章 负荷计算及变压器选择负荷计算的结果是变压器容量选择的依据，变压器在变电
27、所设计中地位如同人类的心脏一样。因此负荷计算和变压器选择十分重要。2.1负荷计算2.1.1需要系数法目前最普遍的计算负荷的方法是需要系数法7。民用建筑的负荷计算需要系数法得出的结果更加准确，误差相对较小，而且该方法计算简便。利用需要系数法计算负荷时，功率因数与需要系数需要符合规范。综合各方因素，本变电所采用需要系数法。1）单台负荷时有功负荷： （2-1）视在负荷： （2-2）计算电流： （2-3）公式（2-1）、（2-2）、（2-3）中的变量注解如表2-1。表2-1 负荷计算变量注解变量注解单位PN电力设备的设备容量kWtan介质损耗因数正切值P30有功计算负荷kWQ30无功计算负荷kvarS
28、30视在计算负荷kVAUN设备的额定电压kVI30计算电流A2）多组负荷计算由于干线的多个负荷时出现的最大负荷时间不同，所以在计算有功和无功负荷引入同时系数。 (2-4)多组负荷公式： (2-5) (2-6) (2-7)变压器功率损耗： (2-8)由于本变电所设计中存在多个负荷，所以要使用用电设备组的负荷计算方法，同时应将变压器引起的损耗加到最后的负荷结果中。2.1.2小区的负荷计算对于1#，3#两栋住宅楼的用电负荷为384kW，需要系数Kd=0.36，功率因数是0.8。有功功率：P30=3840.36=138.24kW无功功率：Q30=138.240.75=103.68kvar，视在功率：S
29、30=138.24/0.8=172.8kVA。其他负荷的具体计算按照以上的公式，将得到的计算结果汇总到下图负荷表2-2表2-2 负荷计算表名称设备容量Pe/kW需要系数KdcosP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1#，3#楼用电3840.360.8138.24103.68172.82492#，4#楼用电7200.50.8360270450650物业80.50.840305072消防用电1350.70.894.570.1117.7170路灯照明100.90.5915.61826续表2-2名称设备容量Pe/kW需要系数KdcosP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A
30、托儿所1000.80.88060100144其他照明用电640.620.541.67283.2120总计1453763.3623.4Kp=0.95Kq=0.977256059441434 2.2无功功率平衡及无功补偿2.2.1无功补偿的要求及平衡供电局规定: 无功功率应就地平衡，安装无功补偿设备，需做到随着负荷变动随时投切，防止无功倒送到电网中污染电能质量。并联电容器宜装设在主要负荷侧，当变电所无高压负荷时，电容器不宜装设在高压侧。以防向电网传送无功，所以本设计拟采用在低压侧进行无功补偿。2.2.2无功功率平衡及补偿无功补偿前cos=P30/S30=725/944=0.79,对于小区用电用户来
31、说，供电部门对其的要求是自然功率因数不低于0.90，考虑变压器损耗，功率因数0.92带入计算，这样得到的结果更符合要求。无功功率的计算公式如下： （2-9）计算结果为254kvar，考虑到未来可能会增加的无功功率 ，要留有一定的余量，取300kvar。本设计拟采用在低压侧并联电容器来进行平衡无功功率，并联电容器采用星形接线。考虑到变压器损耗，补偿后的视在功率=944KVA。2.3变压器选择变压器作为整个变电所的心脏，对电力系统的稳定运行，以及电压变换起着至关重要的作用，因此选择必须合理，不然将带来很多不便。确定变压器的型号除了根据负荷计算的结果、变压器所在环境等因素，还应该考虑所在区域 35
32、年的发展规划，留有一定的余量。2.3.1变压器选择原则1）类型选择油浸式、干式、密封式是比较常见的变压器，不同类型适用于不同的情况。本设计为小区变电所的设计，为一般情况的变电所，S11,S13型变压器的性能在油浸式变压器中比较优良，可进行优先考虑。S11型变压器造价适中，与S9，S13型变压器相比，S11型变压器造价相对较低，性能又比S9型有大幅度的提高，目前被普遍使用7。2）相数及联结组别 本设计为某小区10/0.4kV变电所设计，设计规范住宅小区变电所单台油浸式变压器不宜超过630KVA。本小区的计算负荷容量也在1000KVA以下,对于这种情况一般都选择三相变压器。Dyn11接线的优点：对
33、电网中的高次谐波可以有效抑制；能迅速动作或切除短路引起的故障；这种接线承受单相不平衡负荷能力强；3）台数和容量（1）变压器的容量由计算负荷确定，变压器负荷率不宜长时间超过85%，持续高负荷运行对变压器有很大的电气损伤。（2）设计中含有二级负荷的，且用电量在季节、昼夜浮动较大的负荷应采用两台变压器（3）另一台变压器能在一台变压器发生故障时满足重要负荷。2.3.2变压器的确定本设计对象为小区变电所，由于是小区变电所，在变压器类型上决定采用油浸式变压器S11；普通变电所一般都采用三相变压器，联结方式Dyn11相对于Yyn0有着不可替代的优点；设计中有二级负荷，保证其供电安全可靠性拟采用两台变压器，通
34、过计算SN=(0.60.7)944=(566660)kVA ，SNS30(+)=168kVA。本设计拟采用两S11-M*R-630型三相变压器，Dyn11联结组方式。2.4小结本章介绍了使用需要系数法计算小区的负荷并汇总成了表2-2，由于无功功率过大，导致功率因数不符合要求，采用并联电容器进行补偿，选择适当的变压器。第3章 电气主接线设计3.1设计原则主接线设计要符合安全可靠、经济适用的要求，同时考虑实际工程建造中可能出现的问题，遵守国家有关的技术规定和安全标准，设计需体现灵活性、可靠性、经济性。3.2主接线方案比选主接线的设计十分重要，一定要选择合适的接线方案提高供电可靠性，将两种接线方式汇
35、总在表3-1。表3-1 主接线方案方案特点方案一单母线分断接线，从不同的母线引出两个不同回路对重要负荷进行供电；任一段母线出现故障时，断路器可自动切除故障母线并保证重要用户不断电，这种供电方式可以将供电可靠性大大提高。方案二普通单母线接线，顾名思义，所有出线回路都连在一根母线上，操作比较简单，方便扩建。但供电可靠性较差，当母线上发生短路故障时会出现大面积停电；而且发生短路故障时会出现很大的短路电流。这种接线常用于无重要负荷的变电所8。两种方案对比后，本设计选择方案一单母线分段接线。3.3高、低压接线方式选择3.3.1高压接线方式选择将高压几种接线方式优缺点汇总到表3-2，这样不同接线方式的优缺
36、点对比明显，方便比较。表3-2 高压接线方式优缺点接线方式优点缺点放射式供电可靠性较高，各支路独立工作，且自动装置方便装设用到较多开关设备，且投资大树干式只需少量开关设备，投资小，有色金属用量少可靠性差，自动装置不便装设环形实质等同于两端供电的树干式，在城市电网中应用较多3.3.2 低压接线方式选择将低压几种接线方式优缺点汇总到表3-3，方便进行比较。表3-3 低压接线方式优缺点接线方式优点缺点放射式各引出线独立工作，因而供电可靠性高开关设备和有色金属用量大树干式优缺点与放射式接线的优缺点相反环形供电可靠性高，可减少电压损耗保护装置与整定配合复杂本设计含二级负荷，对供电可靠性要求较高，对比它们
37、优缺点后，高压、低压侧均采用放射式接线。3.4主接线方案确定根据对本小区的基本资料分析，该小区内含有二级负荷，处于市中心的城中村改造小区，周围重要设施较多，而且人流量大，消防系统至关重要，如若发生意外便有危及人民群众生命及财产安全的可能性；而且普通单母线接线供电可靠性比较低。因此本设计采用单母线分段接线，高、低压均用放射式接线，电气主接线的示意图如图3-1所示，两路电源进行供电，中间设有母联开关，引出线有6回。图3-1 主接线示意图3.5小结本章介绍了主接线设计的选择；单母线分段接线和普通单母线接线两种方式的优缺点比选，选择了单母线分段接线用于本设计；将放射性、树干式、环形三种高、低压接线方式
38、的优缺点进行比较，最终高低压都选择了放射性接线。第4章 短路电流计算短路电流的结果直接与一次设备的选型结果和系统能否持续正常运行挂钩，因此必须保证结果的正确性。4.1短路的危害短路发生后，短路电流的大小将会数倍高于正常电流。这么大的电流通过电气设备时，电气设备极易受到损伤。会产生很大的线路压降，电压下降大小与母线和短路点距离成正比，对母线上的电气设备有严重损伤。4.2短路电流计算4.2.1短路电流计算方法欧姆法是短路电流的计算方法，但它本身有一定的局限性。近些年，在我国大多数设计中对于变电所高压部分更偏向用于标幺值法计算，本设计将两种方法比较后，选择了标幺值法。4.2.2各元件标幺值计算1）线
39、路标幺值计算对于310kV的架空线路，其单位阻抗有： (4-1)则线路阻抗： (4-2)线路标幺值： (4-3)2）变压器标幺值： （4-4）3）系统标幺值： (4-5)基准电压UB，其基准电流由下式得： （4-6）在短路电流计算过程中所涉及到的其他公式：短路容量： （4-7）短路在高压侧时，冲击电流： (4-8)最大电流有效值： （4-9）短路在低压侧时，冲击电流： （4-10）最大冲击电流： （4-11）公式（4-1）（4-11）中一些变量的注解如表4-1。表4-1 短路计算变量注解变量注解单位Sd选定的基准容量MVAUc线路上的电压kVUk变压器阻抗电压百分比SN电力变压器的额定容量MV
40、ASoc电源引入线处的断路容量MVAI(3)短路点的短路电流kA本小区的供电系统短路点选取示意图如下所示，选取短路点高压侧k-1和低压侧k-2两处。图4-1 短路点示意图4.2.3短路电流计算 本设计选取的基准容量为100MVA，线路和变压器参数均在图4-1。1）确定基准值2）主要元件标幺值系统标幺值：变压器标幺值：线路标幺值：3）短路等值电路如下：图4-2 等值电路图3） k-1处短路计算（1）k-1处总电抗标幺值（2）短路电流有效值（3）其他三相短路（4）三相短路容量5）k-2处短路计算（1）k-2处总电抗标幺值（2）短路电流有效值（3）其他三相短路（4）三相短路容量将计算结果以汇总后制成
41、表4-2，如下所示表4-2 短路计算表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-11.91.91.94.852.8734.5k-222.322.322.34124.315.54.3小结 本章介绍了变电所的短路电流计算，首先确定了标幺值法用于本设计，随后将各元件进行标幺值归算，计算短路点k-1处和k-2处的短路电流及短路容量。第5章 高低压设备的选择及校验一次设备的选取在变电所设计中占有重要位置，整个设计中负荷计算和短路计算都是在为设备选型做准备，合理的电气设备不仅可以提高变电所的安全可靠，还可以提高经济效益，减少有色金属浪费7。5.1选择及校验原则1） 按正常工作选择选择电气设备和导体时，其额定工作