轧钢厂供配电系统电气部分设计大学论文.doc

长春工程学院毕业设计（论文）
目 录
1 引言………………………………………………………………………………………………1
2 负荷计算………………………………………………………………………………………...2
2.1 负荷计算的意义 2
2.2 负荷计算方法 2
2.3 计算过程 3
2.3.1 机修车间负荷计算 3
3 变压器的选择…………………………………………………………………………………13
3.1 主变压器台数的确定原则 13
3.2 变压器的分配 13
3.3 变压器容量的确定 15
4 电气主接线的设计…………………………………………………………………………...22
4.1 电气主接线的概述 22
4.2 电气主接线方案的比较 23
5 短路电流计算…………………………………………………………………………………25
5.1 短路的概述和产生的原因 25
5.2 短路的危害和类型 25
5.3 短路计算过程 26
6 电气设备的选择与校验……………………………………………………………………..30
6.1 导线的选择 30
6.2 电气设备的选择与校验 34
7 二次回路设计…………………………………………………………………………………45
7.1 二次回路的基本概念 45
7.2 二次回路的组成 45
7.3 二次回路的分类 45
7.4 断路器控制回路信号系统与测量仪表 46
7.5 继电保护装置概述 47
7.6 对继电保护装置的基本要求 48
7.7 保护的设置 48
8 配电装置的设计……………………………………………………………………………...50
8.1 配电装置的基本要求 50
8.2 配电装置的类型 50
9 防雷及接地设计……………………………………………………………………………...52
9.1 防雷保护装置 52
9.2 避雷器的配置原则及其选择: 54
9.3 防雷接地设计 54
总 结……………………………………………………………………………….……………...57
致 谢……………………………………………………………..………………….…………….58
参考文献………………………….………………………………………………….…………….59

59

1 引言

目前，我国的城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应， 城乡变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。
本次设计是轧钢厂供配电系统（电气部分）设计。
原始资料：
（1）电力系统技术资料
该厂由35kV线路供电，供电线路长18km.系统阻抗标么值为0.8（基准容量取100MVA），出口处继电保护装置动作时间为1.8秒。
（2）该厂除型钢车间和线材车间具有一、二类负荷，其余均为三类负荷，用电设备电压均为380、220V，该厂最大负荷年利用小时数为小时。
（3）该厂的电力负荷五年内可能增长20%左右。
（4）当地电力部门要求该厂平均功率因数达到0.9以上，并要求高压（35kV）计量收费。
（5）该厂要求外观整齐、美观，应选用电缆配线。
随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在50—60年代的水平上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。
国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。
2 负荷计算
2.1 负荷计算的意义
人防工程进行供电设计的原始资料是工程工艺设计提供的用电设备的安装容量。但是由于在设备设计时，与设备配套的电动机的容量通常留有一定的裕度，即使电动机功率完全符合设备的配套要求，由于使用的情况不同，也会影响电力负荷的大小。因此，要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷——即计算负荷，然后根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。[2]
2.2 负荷计算方法
目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法、利用系数法、“ABC”法等。
　　 需用系数法是在大量的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法山于简单易行，在人防工程设计中被普遍采用。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计算结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。
　　 二项式法是把计算负荷看作两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一分量是数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法虽然也比较简单，但山于过分突出广大型设备对电气负荷的影响，使计算结果往往偏大，而且方法本身所推荐的公式和系数，仪限于机械加工工业，与人防工程内负荷情况相差较大，使用起来比较困难。
　　 利用系数法是采用利用系数求出最大负荷的平均功率，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。这种方法是以概率论和数理统计作为理论根据的，计算结果比较接近实际，适用范围较广，但囚计算过程繁琐，人防工程中一般不使用。
　　 “ABC”法是一种较新的负荷计算方法。它把计算负荷看作是平均负荷与计算负荷对平均负荷参差值的叠加，这个参差值是由没备的容量总平方和的方根表征的，因而人设备对计算负荷的影响将更接近实际，而且这种方法只需对设备台数进行简单的加法，不牵扯到设备容量的繁琐计算，比较方便。但目前在人防丁程中平均利用系统的实测数据不足，故此法尚未被采用。[1]
2.3 计算过程
2.3.1 机修车间负荷计算
工厂常用的用电设备种类繁多，根据其用途和特点，大致可分为四类：生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电热设备；照明设备。
生产加工机械的拖动设备是机械加工类工厂的主要用电设备，是工厂电力负荷的主要组成部分，又可分为机床设备和起重运输设备两种。其中机床设备常见的有：车床、铣床、刨床、钻床等；起重运输设备常见的有：起重机、传送机等
设计任务书只给出了设备容量和台数（见下表），通过查阅相关资料可以查得其功率因数和需要系数（见下表），在进行负荷计算时，先将车间内多台设备按其特点进行分组，因而在这里我们可以把机修车间的用电设备进行分组计算：龙门刨床、立式车床、普通车床、立式铣床、立式钻台分为第一组
双人钳工台、木工车床分为第二组
木模圆锯、摇臂钻床分为第三组
三台起重机分为第四组
其他设备由于其工作特点不一样，需要进行单独计算
表2-1 机修车间的用电设备容量
设备名称
设备容量
台数
龙门刨床
89
2
立式车床
69
2
普通车床
78
2
立式铣床
22
4
立式钻床
25
6
双人钳工台
18
6
木工车床
13
10
木模圆锯
5
5
摇臂钻床
29
3
砂轮机
7
3
压力机
10
2
卧式镗床
29
3
起重机
25
1
起重机
20
1
起重机
22
1
电焊变压器
45、cos=0.6
5
通风机
8
8
电阻炉
5
4
照明
120、cos=0.55

表2-2 机修车间的用电设备需要系数
设备序号
设备名称

（需要系数）
1
龙门刨床
0.55
1.51
0.16
2
立式车床
0.55
1.51
0.16
3
普通车床
0.55
1.51
0.16
4
立式铣床
0.55
1.51
0.16
5
立式钻床
0.55
1.51
0.16
6
双人钳工台
0.6
1.33
0.25
7
木工车床
0.6
1.33
0.25
8
木模圆锯
0.5
1.73
0.12
9
摇臂钻床
0.5
1.73
0.12
10
砂轮机
0.7
1.02
0.5
11
压力机
0.5
1.73
0.15
12
卧式镗床
0.55
1.51
0.16
13
起重机
0.5
1.73
0.15
14
起重机
0.5
1.73
0.15
15
起重机
0.5
1.73
0.15
16
电焊变压器
0.6
1.33
0.5
17
通风机
0.8
0.75
0.85
18
电阻炉
0.89
0.2
0.7
19
照明
0.55
1.51
1
根据表中数据计算车间总负荷：
（1）第一组设备

（2）第二组设备

（3）第三组设备
02
（4）第四组设备

（5） 砂轮机

（6） 压力机

（7） 卧式镗床

（8） 电焊变压器（JC应该换算到100%下计算）

（9） 通风机

（10） 电阻炉

（11） 照明

机修车间总负荷（查表可得有功功率同时系数，无功功率同时系数）

2.3.2 各车间及建筑的计算负荷：
表2-3 车间计算负荷表
编号
负荷
计算负荷

1
线材车间
260
280
2
型钢车间
450
200
3
电炉车间
300
100
4
动力车间
250
280
5
冷轧车间
360
200
6
生活设施
150
100
7
锅炉房
100
120
8
仓库
30
40
9
车库
20
25
10
综合楼
40
60
11
机修车间
439.6885
625.405
1）总负荷计算（查阅相关资料可以得到有功功率同时系数为0.85，无功功率同时系数为0.9）
在任务书上可以得知该厂5年后负荷增长20%左右，在这里我们取该厂5年后负荷增长20%，因而5年后的总负荷为：

2）各个车间负荷计算
① 线材车间

由于该车间的功率因数为0.68，低于电力部门的要求，因为当地电力部门要求平均功率因数到0.9以上。因而需要进行无功补偿。要使功率因数由提高到，需要装设的无功补偿装置的容量为=152
取,
补偿后：

符合要求
5年后的负荷

② 型钢车间

不需要进行无功补偿
5年后的负荷

③ 电炉车间

符合要求，不需要进行无功补偿
5年后的负荷

④ 动力车间

不符合要求，需要进行无功补偿，取，补偿后

符合要求
5年后的负荷

⑤ 冷轧车间

不符合要求，需要进行无功补偿
取，补偿后

符合要求
5年后的负荷

⑥ 生活设施

5年后的负荷

⑦ 锅炉房

5年后的负荷

⑧ 仓库

5年后的负荷

⑨ 车库

5年后的负荷

⑩ 综合楼

5年后的负荷

说明：6、7、8、9，放在一起补偿，变压器选择时进行补偿；10和锅炉房一起补偿

3 变压器的选择
3.1 主变压器台数的确定原则
1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。
2）主变压器的容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当的考虑到10-20年负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
3）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60%～70%。[4]
3.2 变压器的分配
通过查阅相关资料得知，只要车间的总负荷不超过1000kw，同时电气距离比较接近时，就可以把这些车间合并在一起用一台变压器供电，如果一类、二类负荷过多就要单独一台变压器供电。所以我们在这里把所有车间分为6台变压器供电，其中型钢车间和线材车间为一类和二类负荷，因此我们对这两个车间单独供电，各设一台变压器，保证其电力供应，同时在低压侧设置联络线作为后备电力，确保其不会因为一台变压器故障而停止工作。由于其他的车间都为三类负荷，我们适当考虑在5年后总负荷不超过1000kw的车间可以合并到一起，用一台变压器供电。所以在这个设计中各个车间的电力供应分配图如下：（见下图）
一号变电所对生活设施、车库、仓库、锅炉房等车间进行供电
二号变电所对综合楼、电炉车间等进行供电
三号变电所对冷轧车间、动力车间进行供电
四号变电所对型钢车间（一、二类负荷）供电
五号变电所对线材车间（一、二类负荷）供电
六号变电所对机修车间供电

图3-1车间变电所分布图
3.3 变压器容量的确定
3.3.1 车间变电所变压器选择
查阅相关资料可以得知：有功同时系数为0.85，无功同时系数为0.9
1号车间变电所：

需要进行无功补偿，要使功率因数由0.705提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：
取，补偿后

符合要求
5年后的负荷为：

变压器选择用：S9-315/10
变压器损耗
2号车间变电所：

需要进行无功补偿，要使功率因数由0.895提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：取： 补偿后：

所以变压器选择为：S9-400/10
变压器损耗：
3号车间变电所：

符合要求，不需要进行无功补偿
5年后的负荷为：

所以变压器选择为：S9-800/10
变压器损耗：
4号车间变电所：

不需要进行无功补偿
5年后的负荷

变压器选择为：S9-630/10
变压器损耗：
5号车间变电所：

由于该车间的功率因数为0.68，低于电力部门的要求， 需要进行无功补偿，要使功率因数由0.705提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：
取
补偿后：
符合要求
5年后的负荷

变压器选择为：S9-400/10
变压器损耗：
6号车间变电所:

需要进行无功补偿，要使功率因数由0.575提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：
取，补偿后：

符合要求
5年后的负荷为：

所以变压器选择为：S9-630/10
变压器损耗：
变压器统计表：[5]
表3-1 变压器统计表
车间变电
所编号
变压器型号
无功补偿
（kVar）
视在功率
（kW）
变压器损耗

(kW)

(kVar)
1
S9-315/10

313.416
4.7
18.8
2
S9-400/10

350.2
5.2
21
3
S9-800/10
无
658.84
9.8
39.5
4
S9-630/10
无
590.94
8.9
35.5
5
S9-400/10

326.436
4.9
19.6
6
S9-630/10

548.6
8.2
32.9
3.3.2．厂内主变压器选择

查阅相关资料可以得知厂区内所有车间同时工作的同时系数为：
有功功率同时系数为：0.85；无功功率同时系数：0.9

符合当地电力部门的要求。
由于该厂发展，5年后负荷要增长20%左右，在这里我们取该厂5年后增长20%，则5年后的总功率为：

方案一：选择一台变压器
当主变压器为一台时，其容量应不少于总的计算负荷，即：

表3-2变压器参数表1
型号
额 定
容量/kVA
额定电压/KV
联结
组别
损耗/W
空 载
电流(%)
阻 抗
电压(%)
参考
价格(元/台)
一次
侧
二次
侧
空载
短路
SL7-2500/35
2500
35
38.5
6.3
10.5
Yd11
4000
23000
1.3
6.5
170800
方案二：选择两台变压器
当主变压器为两台时，每台变压器的容量应不少于总的计算负荷的60%-70%，即：

表3-3变压器参数表2
型号
额 定
容量/kVA
额定电压/KV
联结组别
损耗/W
空 载
电流(%)
阻抗 电压(%)
参考价格(元/台)
一次侧
二次侧
空载
短路
SL7-1600/35
1600
35
6.3
10.5
Yd11
2650
19500
1.4
6.5
128500

两方案的比较：
表3-4两方案比较表
比较项
方案一
方案二
供电安全性
满足
满足
供电可靠性
满足
满足
供电变量
损耗较大
损耗较小
灵活方便性
较差
较好
扩建适应性
较差
较好
经济性
较好
较差
由以上分析，方案一的技术指标差一些，经济性好些；方案二的技术指标好一些，但经济性差些。根据该厂给出的要求，5年内负荷增长20%左右，而且厂内含有部分的一类、二类负荷，出于可靠性的原则，选择方案二为最佳方案。

4 电气主接线的设计
4.1 电气主接线的概述
电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。
对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。[7]
4.2 电气主接线的设计原则和要求
4.2.1 电气主接线的设计原则
1）考虑变电所在电力系统的地位和作用
变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
2）考虑近期和远期的发展规模
变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。
3） 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。
4）考虑主变台数对主接线的影响
　变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。
5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
4.1.2 电气主接线设计的基本要求
变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。
1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。
2）灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。
3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。[7]
4.2 电气主接线方案的比较
4.2.1 单母线接线
　单母线接线由线路、变压器回路和一组（汇流）母线所组成的电气主接线。单母线接线的每一回路都通过一台断路器和一组母线隔离开关接到这组母线上，见图。这种接线方式的优点是简单清晰，设备较少，操作方便和占地少。但因为所有线路和变压器回路都接在一组母线上，所以当母线或母线隔离开关进行检修或发生故障,或线路、变压器继电保护装置动作而断路器拒绝动作时，都会使整个配电装置停止运行，运行可靠性和灵活性不高，仅适用于线路数量较少、母线短的牵引变电所和铁路变、配电所。这种接线适用于单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为6～10KV级。[9]
4.2.2 单母线分段接线
单母线分段接线方式就是双电源分别进线在1-2段上，通过母联开关联络。每一回路连到一段母线上，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用隔离开关、断路器等开关电器连接形成单母线分段接线。
单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电可靠性和灵活性。这种接线形式适用于双电源进线的比较重要的负荷。
4.2.3 单母线带旁路接线
断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了能使采用单母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。
这种接线适用于配电线路较多、负载性质较重要的主变电所和高压配电所。该运行方式灵活，检修设备时可以利用旁路母线供电，减少停电。
4.2.4 双母线接线
双母线接线方式，其中两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。
4.2.5 桥式接线
桥式接线有内桥和外桥接线两种，内桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较长和变压器不需要经常操作的系统中。可供一、二级负荷使用。
外桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较短且变压器需要经常操作的系统中。可供一、二级负荷使用。
综合上述各接线的特点和使用范围，厂内主变电所的35kV侧用单母线和10kV侧选用单母线分段接线。由于该厂各车间的负荷大部分都为三类负荷，只有型钢车间和线材车间有一类、二类负荷，所以在各车间变电所内采用单母线接线即满足要求。[4]

5 短路电流计算
5.1 短路的概述和产生的原因
5.1.1 短路的概述
所谓短路，是指电力系统正常运行之外的相与相或相遇地之间的“短接”。在正常运行的电力系统中，除中性点之外，相与相和相与地之间是绝缘的，不论由于何种原因使绝缘遭到破坏而构成通路，即所谓电力系统发生了短路故障。
5.1.2 产生原因
电气设备载流部分的绝缘损坏,造成绝缘损坏的原因有很多,主要有以下几点:
1）由于设备长期运行,绝缘自然老化,被正常电压击穿
2）设备质量低劣,绝缘强度不够,被正常电压击穿
3）设备绝缘满足要求,但被过电压击穿
4）设备绝缘受外力损伤,造成短路,像被老鼠咬坏绝缘这类
再有，自然界的各种动物跨接到裸露的载流导体，以及大风、风雪、冰雹、地震等自然灾害也是引起故障短路的常见因素。
5.2 短路的危害和类型
5.2.1 短路的危害
短路对电力系统的危害有以下几点:
1）短路时产生很大的电动力和很高的问题,会使短路电路中的元件受到损坏,很可能引发火灾事故
2）短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行
3）.短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电,
而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失
4）严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列
5）不对称短路,像单相短路和两相短路,短路电流会产生较强的不平衡交变电磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引发误动作
5.2.2 短路的类型
三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电动机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。[6]
5.3 短路计算过程
主接线图

图5.1主接线简化图
等值电路图：

图5.2短路等值电路图
由任务书可以得知系统阻抗表么值为0.8 ，基准容量为100MVA
在这里我们设3个短路点，35kV侧母线、10kV侧母线、以及0.4kV侧母线，如上图所示的K1、K2、K3短路点。假设等值电路图中的X1、X2、X3、X4为系统阻抗、35kV线路阻抗、主变压器阻抗、车间变压器阻抗。
5.3.1 35kV侧母线(K1)：
（1）确定标么值基准：

（2）计算各元件标么值：
已知系统电抗标么值：
35kV线路电抗标么值：
（3）K1点短路点以前的系统总阻抗标么值 :

（4）求三相短路电流和短路容量：
A、三相短路电流周期分量有效值：

B、其他三相短路电流：

C、三相短路容量：

5.3.2 10kV侧母线（K2）：
（1）确定标么值基准：

（2）计算主要元件电抗标么值：

主变压器电抗标么值：
（3）K2短路点以前总阻抗标么值：（一般情况下，主变压器都投入工作隔离开关闭合，两台变压器并联运行。）

（4）求三相短路电流和短路容量
A、三相短路电流周期分量有效值：

B、其他三相短路电流：

C、三相短路容量：

5.3.3 0.4kV侧母线（K3）：
（1）确定标么值基准：

（2）计算主要元件电抗标么值：

由于厂内10kv供电线路很短，电抗很小，可以忽略不计，因而在这里就不考虑厂内10kv供电线路的电抗。车间变电所的变压器电抗计算，在这里我们取容量最大的变压器作为短路计算值，3号车间变电所的变压器容量最大，就以他为K3短路点的变压器电抗：

（3）K2短路点以前总阻抗标么值：

（4）求三相短路电流和短路容量
A、三相短路电流周期分量有效值：

B、其他三相短路电流：

C、三相短路容量：

由以上的计算可以得出：
表5-1各点短路电流表
短路点
三相短路电流(ka)
三相短路容量(MVA)

1.14
1.14
1.14
3.69
1.72
73

1.62
1.62
1.62
4.13
2.45
29.4

16
16
16
40.8
24.16
11.09
6 电气设备的选择与校验
6.1 导线的选择
6.1.1 厂区内10kv供电线路选择
（1）1号车间变电所供电（10kV）线路

任务书上给出该厂最大负荷年利用小时数小时，查表可以得到经济电流密度为，所以可以得到导线的经济截面积：
可选导线型号为 LJ-16（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为

符合长期发热条件。
（2）2号车间变电所（10kV）供电线路

所以
可选导线型号为 LJ-16（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为
符合长期发热条件。
（3）3号车间变电所（10kV）供电线路

所以
可选导线型号为 LJ-25（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为
符合长期发热条件。
（4）4号车间变电所（10kV）供电线路

所以
可选导线型号为 LJ-25（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为
符合长期发热条件
（5）5号车间变电所（10kV）供电线路

所以
可选导线型号为 LJ-16（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为
符合长期发热条件。
（6）6号车间变电所（10kV）供电线路

所以
可选导线型号为 LJ-35（查阅资料可以得到，这个型号的导线为截面最小的导线） ，其允许载流量，。
发热条件的校验：
设,温度修正系数为
符合长期发热条件
6.1.2 35kV供电线路截面选择
厂区内含有一、二类负荷，但是数量不多，从经济性考虑，在这里选用单回35kV线路供电。

35kV供电线路负荷计算：

按经济电流密度选择导线的截面：

可选导线型号为 LGJ-25 ,其允许载流量为，
在按长期发热条件校验：

所选导线符合长期发热条件，但根据机械强度和安全性的要求，35kV供电线路截面应不小于，因此，改选型号为 LGJ-35 ，其相应参数
6.2 电气设备的选择与校验
6.2.1 一次设备选择与校验的条件与项目
为了保证一次设备的安全可靠运行，必须按下列条件选择和校验：
（1）按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开短电流等选择。
（2） 按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。
（3） 考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。
（4）按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确级等进行选择。
表6-1设备需要校验项目表

设备名称
选择项目
校验项目
额定电压kV
额定电流
kV
装置
类型
户内
户外
准确
度级
电抗百分数x%
短路电流

开断能力

二次容量

剩余电压
热稳定
动稳定
高压短路器
×
×
×

*
*
*

负荷开关
×
×
×

*
*
*

隔离开关
×
×
×

*
*

熔断器
×
×
×

*

电流互感器
×
×
×
×

*
*

*

电压互感器
×

×
×

*

支持瓷瓶
×

×

*

套管瓷瓶
×
×
×

*

母线

×
×

*
*
*

电缆
×
×

*
*
*

注：×——需要选择的项目
* ——需要校验的项目
6.2.2 母线的短路稳定度校验原则：
1） 动稳定校验条件

式中 —母线材料的最大允许应力，硬铜=140MPa，硬铝=70MPa；
—母线通过时所受到的最大计算应力（单位为MPa）。
上述最大计算应力按下式计算：

式中 M—母线通过时所产生的弯曲力矩（单位为Nm），当母线的档数为1~2时，当档数多于2时，这里（单位为N），其中为档距（单位为m），a为两母线轴线间距离（单位为m），为通过母线的三相短路冲击短电流（单位为A）；
W—母线的截面系数（单位为），当母线水平放置时，，这里的b为母线截面的水平宽度（单位为m）；h为母线截面的垂直高度（单位为m）。
2） 热稳定校验条件：
式中 A — 母线截面积（单位为）；
—满足短路热稳定条件的最小截面积（单位为）；
C — 母线材料的热稳定系数；
—母线通过的三相短路稳态电流（单位为A）。
6.2.3 电缆的短路热稳定度校验原则：
电缆不校验短路动稳定度。电缆短路热稳定的校验条件与母线相同。
6.2.4 断路器的选择校验原则
1） 按工作电压选择
设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即

但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即
。例如10kV熔断器不能用在6kV电路上。
2） 按工作电流选择
设备的额定电压不