工业与民用配电设计手册.pdf

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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 第二节 设备功率的确定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

2、单位面积功率(或负荷密度)法 单位指标法 单位产品耗电法 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1 3 例 1-2 第七节 电弧炉负荷计算14 第八节 尖峰电流的确定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

3、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 二、采用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 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 四、电力电容器补偿、控制及安装方式的选择23 五、全厂负荷计算及无功功率补偿计算实例23 第二章 供配电

4、系统 第一节 负 荷 分 级 及 供 电 要求25 一、规范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、部分行业的负荷分级 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，另一个不应同时损坏 特别重要的负荷，还必须增设应急电源 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；采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆段供电，每根应能承受100%的二级负荷 第二节 供 配 电 系

5、 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须采取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，宜采用同级电压 有一级负荷的用电单位，难从地区电力网取得两个电源时，宜从临近单位取得第二电源 同时供电的两回及以上供配电线路中，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

6、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)，宜采取下列措施(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，应采取的措施(4 条)30 第三节 高压配电系统30 一、电压选择 3kV 及以上交流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能力(表)31 决定配电电压高低的因素 供电电压为 35kV 及以上的单位，配电电压宜采用 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X0X13，零序电阻与正序电抗的比值R0X11 过电压水平、设备绝缘水平低，动态电压升高不超过系统额定电压

7、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X0X13，零序电阻与正序电抗的比值R0X11，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器灭弧电压 X0X1还应大于 1，使单相接地短路电流不超过三相短路电流 普通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，供电可靠性高 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32 363kV电网当单相接地电流超过规定值时，可采用消弧线圈补偿电流 消弧线圈接

8、地方式，正常情况下，中性点的长时间电压位移不应超过电网标称相电压的15%，故障点的残余电流不宜超过 10A，必要时电网分区。采用过补偿方式 消弧线圈装设地点，不宜多台安装在一处；断开一、二回线路时，大部分不致失去补偿 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

9、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，避免虚幻接地现象 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 可消除大部分谐振过电压，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，不容易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

10、 条)310kV不直接连接发电机的系统和 35k 系统，根据单相接地故障电容电流的大小，采用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，单相接地故障电容电流较大时，可采用低、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，可采用高电阻接地 三、配电方式35 高压配电系统宜采用放射式、也可采用树干式、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(

11、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)变压器调压方式的选择39 一般应采用无载手动调压变压器 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采用有载调压变压器，10(6)kV 不宜采用 按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 采用三相变压器，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

12、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，各侧绕组的功率均达到该变压器的15%以上时，宜采用三绕组变压器 过载能力满足运行要求 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，可采用容量不一致的变压器 一般情况下，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基本计算公式 配电变压

13、器的综合能效费用计算公式 配电变压器单位空载损耗的基本费用A系数 配电变压器单位负载损耗的基本费用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 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，主接线可采用“桥形接线”电源线路较长时，应采用内桥接线，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，应采用外桥 35kV 出线为两回路以上或采用室内配电装置，宜采用单母

14、线或分段单母线接线 10(6)kV 侧宜采用单母线、分段单母线接线 10(6)kV配电所主接线宜采用单母线或分段单母线接线；要求高时，可采用双母线接线 10(6)kV 配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关；也可采用隔离开关或隔离触头 高压断路器的电源侧及可能反馈电能的一侧，必须装设高压隔离开关或隔离触头 高分断能力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情况(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，采用专用熔断器保护 由地区电网供电

15、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 所用变压器宜采用高压熔断器保护 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50 10(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51 10(6)kV配变电所主要设备的配置及使用条件 10(6)变电所的接线及电器选择53 10(6)变电所高压接线常用方案53 10(6)户内型成套变电所高、低接线方案 10(6)户外型成套变电所高、低接线方案 10(6)变电所高、低压侧电器及母线规格 35直降变电所高压电器及母线规格56 三、变配电所所用电源56

16、35kV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情况(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 采用交流操作时，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57 50Hz 交流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采用 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

17、、PEN线，不包括 PE 带电导体系统的型式(图)接地系统的分类 三、低压电力配电系统58 基本原则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 大部分用电设备容量不大，宜采用树干式配电 用电设备容量大，宜采用树干式配电 容量小，距供电点远，彼此近时，可采用链式配电。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

18、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、电源形状的设置要求 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 基本原则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部分并经常使用时 疏散照明的电

19、源设置 不能用三相断路器对三个单相分支回路控制 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，尽量一处控制 露天堆场照明 三相宜平衡分配，最大相负荷不超过 115%，最小相负荷不宜小于 8

20、5%电压选择61 照明网络一般采用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 特殊环境灯具安装高度距地面以下时，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(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不间断电源：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：允许中断供电时间或以上负荷 蓄电池：容量不大

21、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采取防止并列运行措施，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、不间断电源UPS 67 五、应急电源 EPS68 第七节 民 用 建 筑 供 配 电 系统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

22、统75 第三章 3510（6）kV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)变配电所与火灾危险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，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)78 3510(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

23、)第二节 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、控制室、值班室、辅助房间 自然采光、自然通风、避免西晒、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 变电所辅助用房的安排 变配电所经

24、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，必须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内时的防火要求(4 条)配变电所设于地下室时，应注意事项(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)k

25、V 变电所布置方案(车间内附式、车间外附式共 4 种情况)二、控制室(共11条)82 控制室一般毗连高压配电室，变电所为多层时，控制室一般设上层 控制室内设置集中的事故信号和预告信号；室内安装的主要设备有，应电缆最短，交叉最少 主环采用一字形、L 型或形 主环正面布置控制屏、信号屏；侧面或正面的边上布置电源屏或所用电屏；模拟接线应清晰 控制室各屏间及通道宽度参考表(表)应有两个出口，出口应靠近主环 控制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

26、与低压配电屏设同一房间。同一配电室内单列布置的高低夺配电装置，二者顶面上有裸露带电导体时，净距不小于2m；顶面外壳的防护等级符合 IP2X 时，可靠近布置 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，否则应采用阻燃性电缆，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 安全净距、通道、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，背面离墙不应小于 50mm 电源柜后进线且需在正背后墙上另设隔离开关及

27、操动机械时，柜后通道净宽不应小于，防护等级为 IP2X 时，可减为 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，宜增添一个出口 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 配电室裸带电部分上方不应布置灯具，必须布置时，水平净距应大于1m，不得采用吊链或软线 室内裸露带电部分上方不应有明敷线路跨越 室内通道应畅通，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10

28、0%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 低压电容器组可设低压配电室内，三台或450kvar 时，宜设独立房间内 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 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 双列布置时，网门之间距离不应小于 安装

29、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 上层电容器的底部距地面不宜大于 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 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，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

30、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，否则应采用阻燃电缆，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(图)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。宽面推进的低压侧宜向外 窄面推进的变压器油枕宜向外 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 应装设高度不低于的固定遮栏，遮栏网孔不应大于 40mm 40mm 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

31、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情况(6 种)通风窗应采用非燃烧材料 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)室内宜安装搬运地锚 变压器室的大门一般按变压器外形尺寸加。当一扇门的宽度为及以上时，应大门上开、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

32、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 普通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的固定围栏或墙 变压器外廊与围栏或墙净距不应小于 变压器底部距地面距离不应小于 相邻变压器之间净距不应小于 供给一级负荷用电或油量 2500kg 以上的相邻可燃性油浸变压器的防火净距不应小于，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 建筑物的外墙距室外可燃性油浸变压器外廊不足 5m时，应采取的措施 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采用电缆 第三节 柴油发电机房9

33、7 机房设备布置 控制室的电气设备布置 对有关专业要求 机房布置示例 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、荷重分布图 高低开关柜(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、短路电流计算的基本概念123 三、限制短路电流的措施12

34、5 电力系统可采取的限流措施(4 条)发电厂和变电所中可采取的限流措施(5 条)终端变电所中可采取的限流措施(4 条)第二节 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有名值的换算公式(表)二、有名单位制127 电路元件阻抗标幺值和有名值的换算公式(表)三、网络变换127 常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130 高、低压异步电

35、动机的超瞬态电抗相对值/dx 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(图)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有名值的换算公式(表)五、高压线路131 不精确时，高压线路每千米电抗近似值(表)要求比较精确时，表 811，共 4 个表 35kV交联电力电缆每千米阻抗(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*C

36、3；/KI=IK 用标幺制计算 用有名单位制计算 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/KI计算136 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/KI计算公式 汽轮发电机 水轮发电机 水轮发电机的计算系数 K值137 按发电机运算曲线计算137 网络简化 求计算用电抗XC 求ts短路电流交流分量的标幺值 求ts短路电流交流分量的有名值 参数的差异所引起的交流分量的修正 同步发电机的标准参数(表)t时 t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1 48 计算步骤(6

37、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值IP的计算149 短路电流直流分量的起始值 A 短路电流峰值ip的公式 短路全电流最大有效值IP的计算公式 短路电流峰值系数Kp公式 短路电流直流分量衰减时间常数Tf公式 Kp与比值(XR)的数值关系表 工程设计中Kp的取值以及ip的计算公式 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)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(不需考虑的情况)异步电

38、动机提供的反馈电流计算 由一台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值计算公式 由n台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值计算公式 由n台异步电动机提供的反馈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 三相短路电流交流分量初始值 短路电流峰值 七、两相不接地短路电流的计算152 两相不接地短路电流初始值/K2I的计算 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 一般情况的估算 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

39、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 简单公式 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 简单公式 第五节 低压网络电路元件阻抗的计算153 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，由于短路点距发电机较远，所有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

40、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)变压器高压侧系统短路容量与高压侧阻抗、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)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)变压器的阻抗平均值(归算到 400V侧)(表)SC(B)9 系列 10(6)变

41、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相同 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

42、络三相起始短路电流交流分量有效值公式 三相短路电流稳态值IK=/I的条件 三相短路电流峰值ip 的计算 电动机反馈对短路电流峰值的影响 低压网络两相短路电流/K2I与三相短路电流/K3I的比值 两相短路稳态电流IK2与三相短路稳态电流IK3的比值 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/K1I计算公式 单相与中性线短路电流初始值/K1I计算公式 四、10(6)电力变压器低压侧短路电流值 172 共 4 个表 第七节 短 路 电 流 计 算 示例172 一、高压系统短路电流计算示例172 二、低压网络短路电流计算示例17

43、8 第八节 GB T1544-1995简介179 一、主题内容与适用范围179 二、使用主要术语180 三、确定最大短路电流的短路型式181 四、不对称短路的短路电流计算181 五、比较 第九节 柴油发电机供电系统短路电流的计算184 一、计算条件184 二、短路系统电参数的计算与简化184 三、柴油发电机供电系统短路电流的计算188 四、同步发电机主要参数191 五、计算示例191 第五章 高压电器及开关柜的选择 第一节 概述 一、内容及范围199 二、高压电器及开关柜的选择条件199 高压电器及开关柜的选择及校验的项目（表）第二节 按工作条件选择高压电器及开关柜 一、按工作电压选择200

44、有关电压的名词术语：系统的标称电压；系统的最高电压；电气设备的额定电压；电气设备的最高电压；电气设备的最高电压只在系统标称电压高于1000V（1140V）时才给出 按工作电压选择高压电器及开关柜的要求 高压电器及开关柜的最高电压应不低于所在回路的系统最高电压 高压电器的最高电压（表）限流式熔断器不宜使用在标称电压低于其额定电压的系统中 二、按工作电流选择201 高压电器及导体的额定电流不应小于该回路的最大持续工作电流 三、按开断电流选择201 高压断路器 额定短路开断电流包括：开断短路电流的交流分量有效值和开断直流分量百分比 短路电流中直流分量不超过交流分量幅值 20%时，可只按开断短路电流的

45、交流分量有效值选择断路器；超过20%时，应分别按上面两者选择 按开断短路电流的交流分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直流分量的表示公式 高压负荷开关 能带负荷操作，但不能开断短路电流 开断能力应按切断最大可能的过负荷电流校验 高压熔断器 按开断电流选择时的公式 不对称短路开断电流的计算公式 熔断器的校验用电流 四、高压电器的绝缘配合202 五、按接线端子静态拉力选择202 第三节 按环境条件选择高压电器及开关柜 一、概述203 正常使用条件 户内正常使用条件（5 条）户外正常使用条件（8 条）特殊使用条件 二、环境温度204

46、选择高压电器和导体的环境温度（表）环境温度的变化对额定电流的影响 高压熔断器和穿墙套管需满足温度变化的要求 穿墙套管在环境温度高于 40但不超过60的情况下，套管允许工频电流的降低公式 三、环境湿度205 四、高海拔地区的高压电器和导体205 高压电器设备正常环境的海拔不超过 1000m 高海拔对电器的影响：温升和外绝缘 海拔不超过 4000m时，电器额定电流不变 海拔高于 1000m，不超过 4000m的高压电器外绝缘，每升高 100m，降低 1%绝缘耐受电压的修正系数公式 裸导体载流量在不同海拔及环境温度下的综合修正系数（表）206 五、地震影响206 第四节 高压电器和导体的短路稳定校验

47、 一、短路稳定校验的一般要求206 校验内容与范围 短路电流计算的项目（5 条）短路型式选取 系统计算时的运行方式与短路点选择 按可能发生最大短路电流的正常接线方式 做短路电流动稳定、热稳定校验时短路点的选择：不带电抗器的回路；带电抗器的回路 验算电缆的热稳定时，短路点选择（3 条）不超过制造长度的单根电缆 中间接头的电缆 无中间接头的并列的电缆 短路电流持续时间（3 条）校验导体的热稳定时 校验电器的热稳定时 校验电缆的热稳定时 二、短路电流的电磁效应及导体的动稳定校验207 短路电流通过平行导体产生的电磁效应 两根平行导体中分别有电流i1、i2 通过时，导体间的相互作用力F公式 两相短路时

48、导体间最大作用力Fk2公式 三相短路电流通过在同一平面的三相导体时，中间相所处情况最严重，最大作用力Fk3公式 矩形截面导体的形状系数（图）短路电流通过硬母线产生的应力 短路电流通过硬母线所产生的应力公式 母线的计算用数据（表）当跨数大于2 时，母线的应力公式 当跨数等于 2 时，母线的应力公式 短路电流产生的力矩公式 按机械强度允许的最大跨距 母线动稳定的一般要求（公式）水平布置在同一平面的矩形母线经，其最大应力计算公式 最大允许跨距公式 按机械共振条件校验209 重要母线的自振频率限制在下列共振频率之外 单条的母线35135 经 Hz 多条母线组及带引下线的单条母线 35155Hz 三相母

49、线在同一平面内的母线自振频率公式 振动系数 的取值 单频振动系统母线固有频率公式 母线支撑方式和振型系数（表）三、短路电流的热效应及电器导体的热稳定校验210 短路电流在导体和电器中引起的热效应公式 直流分量的等效时间（表）短路电流持续时间 公式 校验热稳定的短路电流持续时间（表）按短路电流校验高压电器的热稳定（公式）按短路电流校验母线、电缆的热稳定（公式）热稳定系数c（表）四、校验计算及数据（表）212 第五节 选择高压电器的其他要求 一、高压断路器213 高压断路器的分级（6 级）高压断路器的额定操作顺序（2 种）额定电缆充电开断电流 高压断路器的额定短路关合电流 额定单个电容器组关合电流

50、（公式）二、高压负荷开关215 通用负荷开关的分级（5 级）额定电压以下的通用负荷开关的开断和关合能力（5 项）通用负荷开关的额定电缆和线路充电开断能力（表）用于中性点绝缘或通过高电阻接地系统的负荷开关 负荷开关不可分割部分的接地形状 三、高压熔断器216 保护35kV及以下电力变压器的熔断器，其熔体额定电流的选择公式及校验 保护电压互感器的熔断器的选择与校验 保护并联电容器的高压熔断器，熔体额定电流的选择公式 后备熔断器的校验 跌落式熔断器的选择 四、高压负荷开关熔断器组合电器217 转移电流和交接电流的校验 实际转移电流和实际交接电流的确定方法 高压负荷开关熔断器组合电器和变压器配合的校验