《工业的与民用配电设计手册.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业的与民用配电设计手册.doc（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章 负荷计算用无功功率补偿第一节 概述1负荷计算的内容和目的负荷计算的方法其次节 设备功率确实定1单台用电设备的设备功率2用电设备组的设备功率变电所或建筑物的总设备功率柴油发电机的负荷统计第三节 需要系数法确定计算负荷3用电设备组的计算负荷配电干线或车间变电所的计算负荷配电所或总降压变电所的计算负荷7对于台数较少的用电设备(4 台及以下)的计算负荷用系数自备柴油发电机组的计算负荷第四节 利用系数法确定计算负荷7用电设备组在最大负荷班内的平均负荷平均利用系数8用电设备的有效台数8计算负荷9例 1-1第五节 单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷11单位面积功率(或负荷密度)法单位指标法单位产
2、品耗电法第六节 单相负荷计算12计算原则单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法13例 1-2第七节 电弧炉负荷计算14第八节 尖峰电流确实定15单台电动机、电弧炉或电焊变压器的支线尖峰电流公式接有多台电动机的配电线路，只考虑一台电动机起动时的尖峰电流公式对于自起动的一组电动机供电给起重机的线路第九节 企业年电能消耗量计算15用年平均负荷来确定(公式)单位产品耗电量法第十节 电网损耗计算16电网中的功率损耗三相线路中有功及无功功率损耗(公式)电力变压器的有功及无功功率损耗(公式)变压器空载无功损耗公式19变压器满载无功损耗公式变压器负荷率不大于 85%时，功率损
3、耗公式电网中电能损耗20供电线路年有功电能损耗公式变压器年有功电能损耗第十一节 无功功率补偿20一、提高用电设备的自然功率因数三、利用同步电动机补偿22同步电动机输出无功功率公式一同步电动机输出无功功率公式二其次章 供配电系统四、电力电容器补偿、把握及安装方式的选择23 五、全厂负荷计算及无功功率补偿计算实例23第一节 负荷分级及供电要求25一、标准对负荷分级的原则规定25一级负荷及一级负荷中特别重要的负荷(4 条)二级负荷(2 条)三级负荷二、局部行业的负荷分级机械工厂的负荷分级表26民用建筑负荷分级27三、一级负荷对供电电源的要求(2 条)应由两个电源供电，一个电源故障时，另一个不应同时损
4、坏特别重要的负荷，还必需增设应急电源四、二级负荷对供电电源的要求27应由两个电源供电，即两回线路供电，供电变压器亦应有两台负荷较小地区可由一回 6kV 及以上专用架空线供电；承受电缆线路时，应承受两根电缆组成的电缆段供电，每根应能承受 100%的二级负荷其次节 供配电系统设计要则29用电单位宜设置自备电源时符合的条件(4 条)应急电源与正常电源之间必需实行防止并列运行的措施(保证专用性、防止反送电)除特别重要的负荷外，不应考虑电源检修时，另一个又发生故障需要两回电源线路的用电单位，宜承受同级电压有一级负荷的用电单位，难从地区电力网取得两个电源时，宜从接近单位取得其次电源同时供电的两回及以上供配
5、电线路中，一回中断时，其余能满足全部一级、二级负荷的用电需要同一电压供配电系统的变配电级数不宜多于两级变电所、配电所宜靠近负荷中心，可将 35kV 直降至 220380V 配电电压单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线小负荷的一般用电单位宜纳入地区低压电网冲击性负荷引起的电网电压波动和电压闪变(不含电动机起动)，宜实行以下措施(4 条)非线性用电设备的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，应实行的措施(4 条)30第三节 高压配电系统30一、电压选择3kV 及以上沟通三相系统的标称电压及电气设备的最高电压值(表) 31各级电压线路的送电力量 (表) 31打算配电电压凹凸的因素供电电压为 35kV
6、 及以上的单位，配电电压宜承受35kV二、接地方式31接地种类中性点直接接地(大接地电流系统、有效接地)零序电抗与正序电抗的比值 X X 3，零序电阻与正序电抗的比值 R X 10101二、承受并联电力电容器补偿21功率因数计算补偿前平均功率因数公式已经投入使用的用户，其平均功率因数补偿容量的计算补偿容量的计算方法补偿计算负荷下的功率因数过电压水平、设备绝缘水平低，动态电压上升不超过系统额定电压的 80%单相接地电流大。供电连续性差要保证任何故障，不应使系统解列为不接地变压器中性点接地点的数量要求零序电抗与正序电抗的比值 X X 3，零序电阻与正序电抗的比值 R X 1，以使0 单相1 接地时
7、01健全相上工频过电压不超过阀型避雷器灭弧电压X X 还应大于 11.5，使单相接地短路电变压器调压方式的选择39一般应承受无载手动调压变压器01流不超过三相短路电流一般变压器中性点应经隔离开关接地、应在中性点装设避雷器保护终端变电所的变压器中性点一般不接地中性点不接地32单相接地故障电流小，供电牢靠性高要求系统绝缘水平较高线路很长时，接地电容电流大中性点经消弧线圈接地32363kV 电网当单相接地电流超过规定值时， 可承受消弧线圈补偿电流消弧线圈接地方式，正常状况下，中性点的长时间电压位移不应超过电网标称相电压的 15%，故障点的剩余电流不宜超过 10A，必要时电网分区。承受过补偿方式消弧线
8、圈装设地点，不宜多台安装在一处；断开一、二回线路时，大局部不致失去补偿消弧线圈的连接直接接于 YN,d 或 YN,yn,d 接线的变压器中性点上，也可接在 ZN,yn 接线变压器的中性点上，容量不超过三相总容量的 50%，并不得大于任一相容量接于 YN,yn 接线的变压器中性点上，容量不超过三相总容量的 20%不应接在零序磁通经铁心闭路的 YN,yn 接线的变压器无中性点或中性点未引出时，应装设专用变压器两台变压器合用一台消弧线圈时，应分别经隔离开关与变压器中性点相连。运行时只合其中一组隔离开关，避开虚幻接地现象中性点经电阻接地33中性点经高电阻接地限制单相接地故障电流，阻值数百-数千可消退大
9、局部谐振过电压，限制单相间歇弧光接地过电压单相接地故障电流小于 10A，不中断供电系统绝缘水平较高主要用于发电机回路中性点经低电阻接地用于 635kV 由电缆构成的送、配电网络阻值一般在 1020单相接地故障电流为 1001000A用于以电缆为主，不简洁发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的配电系统电网中性点各种接地方式的比较(表)中性点接地方式的选择34选择中性点接地方式时应考虑的因素(5 条)系统接地要求(3 条)310kV 不直接连接发电机的系统和35k 系统， 依据单相接地故障电容电流的大小，承受不接地或消弧线圈接地方式(2 条)635kV 主要由电缆构成的送、配电网络，单相接地
10、故障电容电流较大时，可承受低、中电阻接地6kV 和 10kV 配电系统以及发电厂厂用电系统， 单相接地故障电容电流较小时，可承受高电阻接地三、配电方式35高压配电系统宜承受放射式、也可承受树干式、环式及其组合式(各种特点)10(6)kV 配电系统接线方式及特点(表)第四节 变压器选择和变配电所主接线37一、变压器选择37变压器类型的选择37各类变压器性能比较(表)按环境条件选择变压器各类变压器的适用范围和参考型号(表)38变压器绕组连接组别的选择38三相变压器常用连接组和适用范围(表)变压比和电压分接头的选择见第六章35kV 降压变电所的主变压器应承受有载调压变压器，10(6)kV 不宜承受按
11、并列运行条件选择变压器变电所变压器并列运行的条件(表)变压器阻抗电压(uk%)的选择40满足系统电压偏差和电压波动要求(第六章)满足限制低压系统短路电流的要求(4、11 章)35kV 主变压器台数和容量的选择40承受三相变压器，容量按 5-10 年预期选择，至少留有 15%-25%的裕量有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器装有两台及以上主变压器的变电所中，断开一台时，其余能保证全部一、二级负荷，且不小于 60%全部负荷具有三种电压的变电所中，各侧绕组的功率均到达该变压器的 15%以上时，宜承受三绕组变压器过载力量满足运行要求变电所两台或多台主变压器经济运行的条件(表)10(6)kV 配电
12、变压器台数和容量的选择41宜装设两台及以上变压器的条件(3 条)装有两台及以上变压器的变电所中，断开一台时，其余能保证全部一、二级负荷的用电昼夜或季节性波动较大的负荷，可承受容量不全都的变压器一般状况下，动力和照明宜共用变压器。可设专用变压器的条件(6 条)配电变压器能效及技术经济评价41配电变压器能效评价方法及根本计算公式配电变压器的综合能效费用计算公式配电变压器单位空载损耗的根本费用 A 系数配电变压器单位负载损耗的根本费用 B 系数不同功率因数及年最大负载利用小时数(Tmax) 时的年最大负载损耗小时(表)不同行业的年最大负荷利用小时数 (Tmax)与年最大负载损耗小时的典型值(表)43
13、计算实例二、变配电所的电气主接线46主接线的一般要求35kV 室内、外配电装置的接线35kV 室外配电装置，有两回路电源线和两台变压器时，主接线可承受“桥形接线”电源线路较长时，应承受内桥接线，可增设带隔离开关的跨条电源线路较短，需切换变压器、或桥上有穿越功率时，应承受外桥35kV 出线为两回路以上或承受室内配电装置，宜承受单母线或分段单母线接线10(6)kV 侧宜承受单母线、分段单母线接线10(6)kV 配电所主接线宜承受单母线或分段单母线接线；要求高时，可承受双母线接线10(6)kV 配电所专用电源线的进线开关宜承受断路器或带熔断器的负荷开关；也可承受隔离开关或隔离触头高压断路器的电源侧及
14、可能反响电能的一侧，必需装设高压隔离开关或隔离触头高分断力量和频繁操作性能的断路器10(6)kV 母线的分段处，宜装设断路器；可装设隔离开关或隔离触头组的状况(4 条)10(6)kV 两配电所之间的联络线上断路器的装设要求避雷器及其隔离开关的装设要求每段高压母线应装设一组电压互感器，承受专用熔断器保护由地区电网供电的变配电所电源进线处，宜装设计费用的专用电压、电流互感器所用变压器宜承受高压熔断器保护35kV 变电所的主接线46常用 35kV 变电所的主接线图及特点(表)10(6)kV 配变电所的主接线5010(6)kV 配变电所的主接线图及特点(表)10(6)kV 配变电所主要设备的配置511
15、0(6)kV 配变电所主要设备的配置及使用条件10(6)0.4kV 变电所的接线及电器选择5310(6)0.4kV 变电所高压接线常用方案5310(6)0.4kV 户内型成套变电所高、低接线方案10(6)0.4kV 户外型成套变电所高、低接线方案10(6)0.4kV 变电所高、低压侧电器及母线规格350.4kV 直降变电所高压电器及母线规格56 三、变配电所所用电源5635kV 总降压变电所一般装设两台所用变压器，防止两台并列运行允许装设一台所用变压器的状况(3 条)当所内 380V 配电变压器满足要求时，可不装设专用所用变压器所用变压器一般不供所外用电10(6)kV 配电所56宜引自所内或就
16、近的配电变压器220380V 侧。不超过 30kVA。两回电源时，宜有自动投入装置承受沟通操作时，可引自电压互感器设置固定的检修电源点第五节 低压配电系统57一、电压选择5750Hz 沟通低压设备的额定电压和系统标称电压(表)车间及其他建筑物的配电电压应承受 220380V 二、带电导体系统和接地系统的分类57带电导体系统的分类带电导体包括相线、N 线、PEN 线，不包括 PE带电导体系统的型式接地系统的分类三、低压电力配电系统58根本原则58自变压器二次侧至用电设备的低压配电级数不宜超过三级大局部用电设备容量不大，宜承受树干式配电用电设备容量大，宜承受树干式配电容量小，距供电点远，彼此近时，
17、可承受链式配电。每一回路链接设备不超过 5 台，不超过 10kW高层建筑内宜用分区树干式配电；大容量集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电平行的生产流水线或互为备用的生产机组，宜由不同的母线或线路配电；同一生产流水线的设备，宜由同一母线或线路配电单相设备力求三相平衡。三相不平衡引起的中性线电流不得超过 Y,yn0 接线变压器低压绕组额定电流的25%冲击负荷和用量较大的电焊设备，宜与其他分开由单独线路或变压器供电配电箱、电源外形的设置要求用电单位内部的邻近变电所之间宜设置低压联络线由建筑物外引来的配电线路应在屋内靠近进线点装设隔离开关树干式系统供电的配电箱，进线开关宜选用带保护的开关；放
18、射式选用隔离开关常用低压电力配电系统59常用低压电力配电系统接线及有关说明(表)四、照明配电系统60根本原则60宜与电力负荷合用变压器，不宜与较大冲击性负荷合用，否则应由专用馈电线供电、照明专用变压器备用照明应由两路电源或两路线路供电，具体方案如下(3 条)备用照明作为正常照明的一局部并经常使用时疏散照明的电源设置不能用三相断路器对三个单相分支回路把握单相回路的电流及光源数量照明系统中每一单相回路的电流不宜超过16A，光源数量不宜超过 25 个。连接建筑物组合灯具每一单相回路的电流不宜超过 25A，光源数量不宜超过 60 个。高强度气体放电灯电流不应超过 30A插座的设置要求插座宜由单独回路供
19、电插座为单独回路时，数量不宜 10 超过个备用照明、疏散照明回路上不应设置插座将气体放电光源接在不同相序，频闪效应机床局部照明一般由电力线路供电移动照明可由电力或照明线路供电道路照明可以集中供电，尽量一处把握露天堆场照明三适宜平衡安排，最大相负荷不超过 115%，最小相负荷不宜小于 85%电压选择61照明网络一般承受 220380V 三相四线制中性点直接接地系统，一般为 220V安全电压限值有两档：正常环境 50V；潮湿环境25V。正常环境手提行灯电压 36V；狭窄地点用电压 12V特别环境灯具安装高度距地面 2.4m 以下时，电压可取 24V常用照明配电系统61常用照明配电系统接线及有关说明
20、(表)第六节 应急电源63一、应急电源种类独立于正常电源的发电机组：允许中断供电时间15s 以上的供电UPS 不连续电源：允许中断供电时间 ms 级负荷EPS 应急电源：允许中断供电时间 0.25s 以上负荷有自动投入装置的有效地独立于正常电源的专用馈电线路：允许中断供电时间 1.5s 或 0.6s 以上负荷蓄电池：容量不大的特别重要负荷二、应急电源系统63严禁将其他负荷接入应急供电系统应急电源与正常电源之间实行防止并列运行措施，保证专用性，防止反送电重要设备的两回电源线路应在最末一级配电箱处自动切换三、柴油发电机组65四、不连续电源 UPS67五、应急电源 EPS68第七节 民用建筑供配电系
21、统70一、高层建筑供配电系统高压供电系统低压配电系统二、体育建筑供配电系统71体育建筑负荷分级体育建筑的供配电三、影剧院供配电系统72概述剧场用电负荷分级及供配电系统低压配电系统四、医疗建筑供配电系统73概述供电系统低压配电系统接地系统及电气安全五、商住楼供配电系统75第三章 35106kV 变配电所第一节 变配电所所址和型式选择77一、变配电所分类(3 条)77二、变配电所所址选择77变配电所所址选择的要求(10 条)变配电所与火灾危急区域的建筑物毗连时的要求(3 条)装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所。建筑物的耐火等级多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所的布置高层主体建筑物内，
22、装有可燃性油的电气设备的配变电所的布置不应设置露天或半露天变电所的场所三、变配电所型式选择(3 条)783510(6)kV 变电所分为屋内式、屋外式；35kV 变电所宜用屋内式配电所一般为独立式建筑物10(6)kV 变电所的型式确定(4 条)其次节 变配电所的布置78一、总体布置(16 条)78适当安排建筑物内各房间的相对位置，便于进出线：低压配电室、变压器室、电容器室、把握室、值班室、关心房间自然采光、自然通风、避开西晒、朝南宜高出室外地面 150-300mm，附设于车间内可与地面相平35kV 屋内变电所宜双层布置，变压器高底层；单层时，变压器宜露天或半露天布置10(6)kV 配变电所宜单层
23、布置；双层时变压器设底层设于二层的配电室应留吊装孔、吊装平台不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器的布置屋内变电所的每台油量 100kg 及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内变电所关心用房的安排变配电所经常开启的门、窗不宜直通酸、碱等室配电室、变压器室、电容器室的门应向外开。相邻配电室之间的门应双向开启或通低压方向地震设防烈度 7 度及以上时，电气设备的安装要求(3 条)可燃油油浸电力变压器、充有可燃油的高压电容器室和多油断路器宜设置在高层建筑外的专用房间内条件限制，必需布置在高层建筑或其裙房内时总容量不应超过 1250kVA单台容量不应超过 630kVA置在高层建筑或其裙房
24、内时的防火要求(4 条)配变电所设于地下室时，应留意事项(6 条)变配电所方案(4 个图)3510kV 变电所布置方案(双层)3510kV 变电所布置方案(单层)106kV 配电所布置方案(油浸式、干式)10(6)kV 变电所布置方案(车间内附式、车间外附式共 4 种状况)二、把握室(共 11 条)82把握室一般毗连高压配电室，变电所为多层时， 把握室一般设上层把握室内设置集中的事故信号和预报信号；室内安装的主要设备有，应电缆最短，穿插最少主环承受一字形、L 型或形主环正面布置把握屏、信号屏；侧面或正面的边上布置电源屏或所用电屏；模拟接线应清楚把握室各屏间及通道宽度参考表(表)应有两个出口，出
25、口应靠近主环把握室的门不宜直通室外，宜通走廊或套间三、高压配电室83一般要求高压配电设备应装设闭锁及连锁装置带可燃性油的高压配电装置，宜装设单独配电室；10(6)kV 高压开关柜数量为 6 台以下时，可与低压配电屏设同一房间。同一配电室内单列布置的凹凸夺配电装置，二者顶面上有暴露带电导体时，净距不小于 2m；顶面外壳的防护等级符合 IP2X 时，牢靠近布置高压配电室宜预留开关柜备用位置两段母线供给一级负荷用电时，分段处应设防火隔板或有门洞隔墙；供给一级负荷用电的两路电缆不应通过同一电缆沟，否则应承受阻燃性电缆，并敷设于两侧支架上。高压配电室可开窗，窗台距室外地坪不宜低于1.8m安全净距、通道、
26、围栏及出口室内外配电装置的最小电气安全净距(表、图)高压配电室内各种通道的宽度(表)高压开关柜靠墙布置时，侧面离墙不应小于200mm，反面离墙不应小于 50mm电源柜后进线且需在正背后墙上另设隔离开关及操动机械时，柜后通道净宽不应小于 1.5m，防护等级为 IP2X 时，可减为 1.3m高压配电室的出口设置长度大于 7m 设两个出口，并布置在两端长度大于 60m 时，宜增加一个出口楼上的配电室至少一个出口通室外平台通道配电装置的长度大于 6m 时，柜后通道应为两个出口配电室裸带电局部上方不应布置灯具，必需布置时，水平净距应大于 1m，不得承受吊链或软线室内暴露带电局部上方不应有明敷线路跨越室内
27、通道应畅通，不得有门槛、无关管道防火与蓄油设施储油设施、挡油设施的设计室内单台设备总油量 100kg 以上时，应设置储油设施或挡油设施挡油设施宜按容纳 20%设计，并应有将油排到安全处的措施，否则按容纳 100%油量设计排油管内径不应小于 100mm配电室门应为防火门，应有弹簧，严禁门闩。相邻配电室门应双向开启通风装置的电源由室外引来，开关在出口外面应有消防器材，可设置气体灭火装置配电装置的布置几种高压开关柜的布置及外形尺寸四、电容器室88高压电容器组宜设单独房间内，容量较小时，可设高压配电室内，但与高压开关柜距离应不小于 1.5m 低压电容器组可设低压配电室内， 三台或450kvar 时，宜
28、设独立房间内成套电容器柜的布置单列布置时，柜正面与墙面距离不应小于 1.5m 双列布置时，柜面之间距离不应小于 2m装配式电容器组布置单列布置时，网门与墙距离不应小于 1.3m 双列布置时，网门之间距离不应小于 1.5m安装在室内的装配式高压电容器组下层电容器的底部距地面不应小于 0.2m上层电容器的底部距地面不宜大于 2.5m电容器装置顶部到屋顶净距不应小于 1m电容器布置不宜超过三层电容器外壳之间(宽面)净距不宜小于 0.1m长度大于 7m 的高压电容器室(低压为 7m)应设两个出口，并布置在两端，电容器室门向外开自然通风、介质损耗高压电容器室布置图五、低压配电室90配电室长度超过 7m，
29、应设两个出口，并在两端，楼上的配电室至少应设一个通室外的平台或通道成排布置的低压配电屏超过 6m 时，屏后应设两个出口，两个出口间距离 15fhfpm 时应增加出口可开设自然采光窗，临街不宜开窗同一配电室内并列的两段母线经，任一段有一级负荷时，分段处应设防火隔断。供给一级负荷的两路电缆不应通过同一电缆沟，否则应承受阻燃电缆，敷设于两侧支架上低压配电室各种通道宽度(表)低压配电室兼任值班室时，配电屏正面距墙不宜小于 3m低压配电室的高度和变压器室的高度参考尺寸低压配电室的布置六、变压器室90一般要求每台油量 100kg 及以上的三相变压器，应设单独变压器室。宽面推动的低压侧宜向外窄面推动的变压器
30、油枕宜向外变压器防护外壳与变压器室墙壁和门的净距(表)变电所内非封闭式干式变压器的防护应装设高度不低于 1.7m 的固定遮栏，遮栏网孔不应大于 40mm40mm变压器外壳与遮栏的净距(表)变压器之间净距不应小于 1m变压器室的开关的操动机构装的近门处变压器室的面积按装设大一级容量考虑可燃性油浸变压器室的门应为甲级防火门的状况(6 种)通风窗应承受非燃烧材料车间内变电所、附设变电所的可燃性油浸变压器，应设置容量 100%的储油池(通常做法卵石层厚度250mm，底下设储油池或卵石缝隙作储油池)应设置容量 100%的挡油设施或 20%挡油设施并将油排到安全处的可燃性油浸变压器的场所(3 条)室内宜安
31、装搬运地锚变压器室的大门一般按变压器外形尺寸加 0.5m。当一扇门的宽度为 1.5m 及以上时，应大门上开0.8m、1.8m 的小门多台干式变压器布置在同一房间内时，变压器防护外壳间的净距表、布置图变压器室通风窗有效面积计算通风窗有效面积计算公式变压器室通风窗有效面积(表)七、露天安装的变压器、户外箱式变电站96露天或半露天变压器的安装要求一般变压器不应设在倾斜屋面的低侧10(6)kV 变压器四周应设不低于 1.7m 的固定围栏或墙变压器外廊与围栏或墙净距不应小于 0.8m变压器底部距地面距离不应小于 0.3m相邻变压器之间净距不应小于 1.5m供给一级负荷用电或油量 2500kg 以上的相邻
32、可燃性油浸变压器的防火净距不应小于 5.0m，否则应设防火墙，墙应高出油枕顶部，长度大于挡油设施两侧各 0.5m建筑物的外墙距室外可燃性油浸变压器外廊缺乏 5m 时，应实行的措施油量为 1000kg 以上时，储油池、挡油墙的设置要求户外箱式变电站的进出线应承受电缆第三节 柴油发电机房97机房设备布置把握室的电气设备布置对有关专业要求机房布置例如第四节 变配电所对土建、采暖、通风、给排水的要求102变配电所各房间对建筑的要求表变配电所各房间对采暖、通风、给排水的要求表环氧树脂浇注变压器损耗表高压开关柜、高压电容器柜及低压开关柜、低压电容器柜损耗表电缆损耗计算公式变压器轨轮距及计算荷重表、荷重分布
33、图凹凸开关柜(屏)、电容器柜及变电所楼(地)板的计算荷重表第五节 35kV 变电所设计实例118共 4 个图第四章 短路电流计算第一节 概述123一、短路电流计算方法123二、短路电流计算的根本概念123三、限制短路电流的措施125电力系统可实行的限流措施(4 条)发电厂和变电所中可实行的限流措施(5 条)终端变电所中可实行的限流措施(4 条)其次节 电路元件参数的换算及网络变换126 一、标幺制126容量、电压、电流、电抗的标幺值基准电压 Uj 的取值常用基准值(表)电路元件阻抗标幺值和知名值的换算公式(表) 二、知名单位制127电路元件阻抗标幺值和知名值的换算公式(表)三、网络变换127常
34、用电抗网络变换公式(表)电路元件串联时，总电抗、电阻计算公式电路元件并联时，总电抗、电阻计算公式第三节 高压系统电路元件的阻抗130一、同步电机130各类同步电机的电抗平均值(表)二、异步电机130d高、低压异步电动机的超瞬态电抗相对值x /三、电力变压器130三相双绕组电力变压器的电抗标幺值(表)三相三绕组电力变压器每个绕组的电抗百分值计算公式三相三绕组变压器等值变换 110kV 三相三绕组电力变压器的电抗标幺值(表)四、电抗器131电路元件阻抗标幺值和知名值的换算公式(表)五、高压线路131不准确时，高压线路每千米电抗近似值(表)要求比较准确时，表 811，共 4 个表35kV 交联电力电
35、缆每千米阻抗 (表) 133第四节 高压系统短路电流计算133一、计算条件(8 条)133二、远端短路的单电源馈电的三相短路电流初始值KI / 计算134远离发电机端的短路特点： X 3； I / =I =I*CK0.2 K用标幺制计算七、两相不接地短路电流的计算152用知名单位制计算两相不接地短路电流初始值 I /K2的计算远端短路时，10110kV 级常用变压器低压侧三相的短路容量(表)三、近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值 I / 计算136K按公式计算靠近发电机端或有限电源容量的网络短路特点超瞬态短路电流有效值 I / 计算公式K汽轮发电机水轮发电机水轮发电机的计算系数 K
36、值137按发电机运算曲线计算137网络简化求计算用电抗 X求 ts 短路电流交C 流重量的标幺值求 ts 短路电流沟通重量的知名值参数的差异所引起的沟通重量的修正同步发电机的标准参数(表)t0.06s 时t0.06s 时四、短路点由多个电源供电的三相短路电流初始值KI / 计算148对于汽轮发电机对于水轮发电机两相短路超瞬态电流与三相短路超瞬态电流的比值关系两相短路稳态电流与三相短路稳态电流的比值关系在发电机出口处发生短路时在远距离点短路时一般状况的估算在靠近发电机端短路时八、单相接地电容电流的计算152架空线路和电缆线路每千米单相接地电容电流的平均值(表)变电所增加的接地电容电流值(表)电缆
37、线路的单相接地电容电流的计算公式6kV 电缆线路10kV 电缆线路简洁公式架空线路单相接地电容电流无架空地线单回路有架空地线单回路简洁公式第五节 低压网络电路元件阻抗的计算153计算步骤(6 步)网络的等值变换图分布系数 c五、三相短路电流峰值 ip的计算和全电流最大有效需要明确的几个概念相正序阻抗：计算三相短路电流时阻抗是元件的相阻抗序阻抗、相保阻抗：计算单相短路时低压网络中发生不对称短路时，由于短路点距发值 I 的计算149P短路电流直流重量的起始值 A短路电流峰值 i 的公式p短路全电流最大有效值 I 的计算公式P短路电流峰值系数 K 公式p短路电流直流重量衰减时间常数 T 公式fK 与
38、比值(XR)的数值关系表p工程设计中 K 的取值以及 i 的计算公式电机较远，全部元件的负序阻抗等于正序阻抗 (相阻抗)TN 接地系统低压网络的零序阻抗等于相线的零序阻抗与 3 倍保护线的零序阻抗之和TN 接地系统低压网络的相保阻抗与各序阻抗关系式一、高压侧系统阻抗154归算到变压器低压侧的高压侧系统阻抗公式系统电阻 Rs、系统电抗 Xs 计算公式D，yn11 和 Y，yn0 连接的变压器无此阻抗10(6)0.4kV 变压器高压侧系统短路容量与高pp短路发生在发电机端时，短路发生在发电厂高压侧母线时，短路点远离发电厂，短路电路的总电阻较小， 总电抗较大时(R13X)电阻较大的电路中(R13X)
39、六、电动机对短路电流的影响150同步电动机在短路计算中，按同步发电机处理高压异步电动机对短路电流的影响(不需考虑的状况)异步电动机供给的反响电流计算由一台异步电动机供给的反响电流周期重量初始值计算公式由 n 台异步电动机供给的反响电流周期重量初始值计算公式由 n 台异步电动机供给的反响电流峰值电流计算公式计入异步电动机影响后的短路电流三相短路电流沟通重量初始值短路电流峰值压侧阻抗、相保阻抗(归算到 400V)的数值关系(表)系统阻抗公式系统电阻、电抗公式D，yn11 和 Y，yn0 连接的变压器相保电阻、电抗公式二、10(6)0.4kV 三相双绕组配电变压器的阻抗 155配电变压器的正序阻抗按
40、表 4-2 计算变压器的负序阻抗等于正序阻抗D，yn11 变压器的零序阻抗等于正序阻抗S9、S9-M 系列 10(6)0.4kV 变压器的阻抗平均值(归算到 400V 侧)(表)SC(B)9 系列10(6)0.4kV 变压器的阻抗平均值(归算到 400V 侧)(表)三、低压配电线路的阻抗156低压配电线路阻抗(正、负序)的计算方法 P538 页线路零序阻抗的计算公式相线、保护线的零序电阻和零序电抗的计算与正、负序电阻和电抗计算方法一样线路相保阻抗的计算公式线路阻抗的数据低压母线单位长度阻抗值(表)线路单位长度阻抗值(表)四、钢导体的阻抗159钢导体的零序电阻公式钢导体的零序电抗公式常用规格钢导
41、体在不同电流下的零序阻抗 (表、图)第六节 低压网络短路电流的计算162一、计算条件(6 条)162二、三相和两相(不接地)短路电流的计算162一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路图低压网络三相起始短路电流沟通重量有效值公式三相短路电流稳态值 I = I /的条件高压断路器额定短路开断电流包括：开断短路电流的沟通重量有效值和开断直流重量百分比短路电流中直流重量不超过沟通重量幅值20%时，可只按开断短路电流的沟通重量有效值选择断路器；超过 20%时，应分别按上面两者选择按开断短路电流的沟通重量有效值选择高压断路器时，宜取断路器实际开断时间的短路电流作为选择条件高压断路器的额定短路开断电流
42、直流重量的三相短路电流峰值 ip 的K 计算电动机反响对短路电流峰值的影响表示公式高压负荷开关能带负荷操作，但不能开断短路电流低压网络两相短路电流 I /K2的比值与三相短路电流 I /K3验开断力量应按切断最大可能的过负荷电流校两相短路稳态电流 I与三相短路稳态电流 I 的高压熔断器K2K3比值按开断电流选择时的公式三、单相短路(包括单相接地故障)电流的计算163单相接地故障电流的计算TN 接地系统的低压网络单相接地故障电流的不对称短路开断电流的计算公式熔断器的校验用电流四、高压电器的绝缘协作202五、按接线端子静态拉力选择202I /K1计算公式第三节 按环境条件选择高压电器及开关柜单相与中性线短路电流初始值 I /K1计算公式一、 概述203正常使用条件四、10(6)0.4kV 电力