1、 本 科毕业论文（设计）论文（设计）题目：住宅小区 10KV 配电所设计学 院： 职业技术学院 专 业： 自动化 班 级： 1 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2010 年 5 月 29 日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 I 页 目录摘要 .V关键词 VABSTRACT VIKEYWORD VI第一章 绪论 11.1 住宅小区箱式配电的意义和前景
2、 11.2 国内外箱式变电站发展的状况 11.3 箱式变电站的类型、结构与技术特点 31.3.1 箱式变电站的类型 31.3.2 箱式变电站的特点 31.3.3 箱式变电站和常规变电站的对比分析 41.4 箱式变电站的技术要求与设计规范 51.5 本设计的任务和目的 61.5.1 设计原则 61.5.2 设计依据 71.5.3 设计目的及意义 71.5.4 设计内容 8第二章 主接线方案确定 .92.1 电气主接线释名 .92.1.1 主接线的定义 92.1.2 主接线要求 92.2 主接线方案的拟定 92.3 主接线方案的确定 .11贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 II 页 第三章 短路
3、电流计算 .133.1 短路电流计算的目的及方法 133.1.1 短路电流计算目的及意义 133.1.2 短路电流计算的方法 133.1.3 短路电流计算的一般规定 143.2 短路点的确定 .153.3 短路电流计算结果 .153.4 短路电流计算成果 .19第四章 电气设备的选择及校验 .214.1 电气设备选择的意义 214.2 电气设备选择原则及方法 214.2.1 电气设备选择的原则 .214.2.2 电气设备选择校验的条件 .22第五章 主要设备的选择 255.1 母线及电缆的选择 .255.1.1 母线的选型 .255.1.2 电缆的选型 .265.2 箱式变电站的型号选择 .2
4、75.3 箱变型号的确定 285.4 开闭所一次设备及高压开关柜的选型 .305.4.1 设备的校验 .30第六章 继电保护 326.1 概述 .326.2 继电保护装置的操作电源 32贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 III 页 6.2.1 反时限过电流保护装置 .326.3 高压侧线路保护 326.3.1 反时限过流保护 .336.4 变压器的保护 34第七章 配电系统防雷与接地 .367.1 概述 .367.2 防雷保护 367.2.1 配电站的直击雷保护 .367.2.2 配电所对雷电侵入波的防护 .367.2.3 配电所的防雷接地防雷接地的作用 .377.3 接地装置 .377.3
5、.1 电气设备接地技术原则 .377.3.2 接地装置的技术要求 .377.3.3 接地装置运行 .387.4 接地装置计算 39结论 41参考文献 .42致谢 43附录一 电气主接线图（比较方案和推荐方案） .44附录二 10KV 配电装置主接线图 .45附录三 总平面布置图 46贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 IV 页 住宅小区 10KV 配电所设计摘要箱式变电站又称户外成套变电站，也有称作组合式变电站，它是发展于 20 世纪 60年代至 70 年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免
6、维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。进入 20 世纪 90 年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，并得到了迅速发展。本文是为住宅小区 10KV 配电所设计的文献综述。主要介绍了小区配电所在小区供电系统中的重要性以及小区配电所设计所涉及的具体内容。根据小区配出线负荷选择箱式变电所位置、型号、规格等，计算短路电流，继电保护，电能计量并考虑其接线方式。在本次设计中，不仅要学习当今最新的技术和设备，而且还要结合实际情况对设计进行综合的考虑，为小区配电设计提出有效思路 。关键词: 小区配电，短路电流，继电保护，箱式变电站。全套图纸加 153893706贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 V 页 D
7、esign of 10kv box-type transformer substationAbstractBox-type transformer substation calls again outdoor a transformer substation, also call to do the sectional transformer substation. It is a development to wait to 70s Europe and America western prosper in the 60s of 20 centuries the nation release
8、 a kind of outdoor the set changes to give or get an electric shock of new change to give or get an electric shock the equipments, because it have the combination vivid, easy to conveyance, move, install convenience, start construction the period is short and circulate the expenses low, free from po
9、llution, do not need maintenance etc. advantage, suffer the international community electric power the worker values. Enter the middle of 90s of 20 centuries. The domestic starts appearing the simple box-type transformer substation , and got the quick development.The article regard box-type transfor
10、mer substation as a development for relating box-type transformer substation applied, the construction of box-type transformer substation divides into se-section, emphasizing the treatise box-type transformer substation a the very equipments in design in subsystem chooses the type, two subsystems de
11、sign, and the intelligence of box-type transformer substation supervises and control the system. The design high pressure side sum of box-type transformer substation .Keyword：box-type transformer substation , construction Distribution Area,transient short-circuit current, Relay贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 1 页
12、第一章 绪论1.1 住宅小区箱式配电的意义和前景 165随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的不断提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。全国供用电量的迅速增加，多数省市已开始出现供配电容量严重短缺的局面，供配电网供用电的任务越来越重，从而 10KV 配电网络承担起了重大的供配电任务，保证了供配电网的安全、经济、可靠的运行，为城市发展做出了贡献。箱式变电站是住宅小区供电系统的核心部分，其发挥的作用是无可替代的。箱式变电站是社会经济发展和城市建设的必然产物。随着近二十多年的经济发展，城市供电的格局发生了较大的变化，过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大
13、大制约了城市供电，并降低了供电企业的经济效益。原因是供电半径过大，线路损耗随着用电负荷的增加而大大增加，同时供电质量也大大降低。要减少线路损耗，保证供电质量，就得提高供电电压，这是众所周知的事实。为此，国家在城市网建设中，要求高压直接进入市区，深入负荷中心。有资料显示，将供电电压从 380V 上升到 10KV，可以减少线路损耗 60%，减少总投资和用铜量 52%，其经济效益相当可观。要实现高压深入负荷中心，箱式变电站是最经济、方便、有效的设备之一。住宅小区 10KV 配电所的规划、设计、安装和运行维护越来越重要了，与人们的生产生活息息相关。再加上配电设备越来越多、越来越新，分布越来越广，技术要
14、求越来越高，以及配电网络要达到安全、经济、可靠，结合低碳，低耗，节能环保的发展要求，满足可持续发展，以适应现代供电系统的快速发展要求。总之，展望未来，箱式变电站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中会得到广泛的应用，它将以其物美价廉的优点被越来越多的人们所使用，使我国的电网运行水平再上一个新台阶。 1.2 国内外箱式变电站发展的状况 1659箱式变电站是供电系统的中心环节，是进行电压变换及接受和分配电能的装置。它由变压器、高低压开关设备和控制设备、电能计量装置、内部接线和辅助设备等结合在一个或多个箱体内的成套配电装置。箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做贵州大学本科生毕业论文（设计）
15、 第 2 页 组合式变电站，它是发展于 20 世纪 60 年代至 70 年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。进入 20 世纪 90 年代中期，国内开始出现简易 箱式变电站，电力部也相应制定了部颁标准，但应用并不广泛，到 90 年代末期，特别是农网改造工程启动后，科研开发、制造技术及规模等都进入了高速发展，被广泛应用于城区、农村 10110KV 中小型变(配)电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造，因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质
16、量，特别适用于农村电网改造，被誉为中华水利变电站建设的目标模式。箱式变的产品，有多种型号。早期，箱式变的型号和含义，如 XZW，其字母分别代表成套、组合、户外，后来其它厂家又有另外的不同表示：有北方开关厂的 NXB、ZXB；北京第三开关厂的 XWB；北京华东开关厂的 ZBW。随着外资的引进，又出现了一些型号：如北京安瑞吉(NRG)电气设备有限公司的 CSS-W 型箱式变，这是中国与德国 FG 公司的合作产品；VFI 型的美式箱式变，这是美国 COOPER 公司的产品。还有，国内用先进技术研制成 ZDXB 系列智能箱式变等，更进一步开拓了箱式变的市场。 箱式变电站的主要特点：（1）技术先进安全可
17、靠 （2）自动化程度高 （3）组合方式灵活 （4）投资省见效快 （5）占地面积小 （6）外形美观，易与环境协调箱式变虽然有以上诸多优点，但它仍存在着不少缺点：(1)防火问题：箱式变电站一般为全密封无人值守运行，虽然全部设备无油化运行且装有远方烟雾报警系统，但是箱体内仍然存在火灾隐患，如：电缆、补偿电容器等，一旦突发火灾，不利于通风，也不利于火灾的扑救，因此应考虑设计自动灭火系统，但这样会增加 箱式变电站的制造成本。(2)扩容问题：箱式变电站由于受体积及制造成本所限，出线间隔的扩展裕度小，如想在原箱体中再增加 12 个出线间隔是比较困难的，必须再增加箱体才能做到。(3)检修问题：由于箱式变电站在
18、制造时考虑制造成本及箱体体积所限，使箱式变电站的检修空间较小，不利于设备检修，特别是事故抢修，这是箱式变电站的先天不足，是无法克服的缺点。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 3 页 因箱式变抗腐蚀能力不强，在污秽严重的地方就不宜用，如：有导电性尘埃或由于凝露使干燥的非导电性尘埃变成导电的；空气中导电性尘埃密度较大，如：米面加工厂、白灰场、水泥厂等附近；空气中有腐蚀气体的化工厂附近及有盐雾的地方。科技的发展使箱式变的科技含量也越来越高，新型的、多功能的箱式变也相继出现。如沈阳昊诚 ZB-F 系列箱式变，体积仅为国产常规箱式变的 1/31/5；安全性高，产品无裸露带电部分，为全封闭、全绝缘结构，完
19、全能达到零触电事故；防渗漏、防腐蚀。河北电力设备厂生产的 10110KV 箱式变，设有“四遥”可无人值守。VFI(VacuumFault Interrupter Transformer)美式箱式变也以其独到的优势挤身于中国市场，如：最大容量可达 10000kVA，可用手动或电动操作，并进而与 SCADA 系统结合，使技术逐步升级。1.3 箱式变电站的类型、结构与技术特点1.3.1 箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。美式预装式变电站在我国叫做“预装式变电站”或“美式箱变 ”，区别欧式预装式变电站。它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一个共同的封闭油箱内，构
20、成一体式布置。用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质。同时，安装有齐全的运行检视仪器仪表，如压力计，压力释放阀，油位计，油温表等。欧式预装式变电站以前在我国习惯称为“组合式变电站”，它是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置布置在三个不同的隔室内，通过电缆或母线来实现电气连接。 1.3.2 箱式变电站的特点美式预装式变电站的结构型式大致有三种：（1）变压器和负荷开关、熔断器共用一个油箱；（2）变压器和负荷开关、熔断器分别装在上下两个不同的油箱内；（3）变压器和负荷开关、熔断器分别装在左右两个不同的油箱内。考虑到开关操作和熔断器的动作造成的游离碳会影响整个箱变的寿命。（3）型由于采用普通油
21、和难燃油作为绝燃介质，使之既可用于户外，又可用于户内，适用于住宅小区、工矿企业及各种公共场所，如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 4 页 欧式预装式变电站的总体结构包括三个主要部分：高压开关柜、变压器及低压配套装置，其总体结构主要有两种形式：一种为组合式；另一种为一体式。组合式布置是高压开关设备、变压器和低压配电装置三部分个为一室，即由高压室、变压器室和低压室三个隔室组成，可按“目字型”或“品字型”布置，如图 1 所示。“目字型”布置与“品字型”布置相比，“目字型”接线较为方便，故大多采用“目字型”布置。但“品字型”布置结构较为紧凑，特别是当变压器室
22、排布多台变压器时，“品字型”布置较为有利。以图 1.1 为说明。HVTMLV TMHVLV TMHVLVHVTMLVZLLV HVTMLV HVTMLVa b图 1.1 欧式预装式变电站的整体布置形式HV高压室；LV低压室；TM变压器室；ZL操作走廊1.3.3 箱式变电站和常规变电站的对比分析目前，国内生产的箱变的电压等级：高压侧为 3 35KV、低压侧为 0.4 10KV 。变压器的容量：当额定电压比为 35/10 、6 、0.4 KV 时可从几百 KVA上万 kVA、当额定电压比为 10、6/0.4 KV 时可从几十 KVA几千 KVA。箱式变电站（在 IEC 及欧洲称为高压/低压预装式变
23、电站）是一种集成化程度高，工厂预安装、贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 5 页 节能、节地的发展中设备与常规变电站相比，占地为 1/20，工期为 1/7，投资为 1/2。在国外应用极度为广泛，在西欧占变电站总数的 70%以上，美国为 90%。在我国应用为10%，是一种方兴未艾的装备。预装式变电站是输变电设备发展方向，由前所述，我国应用仅 10%左右，而国外已达到的 70-90%，所以预装式变电站其社会效益显著，适用范围更广。 性能比较见图 1.2。表 1.2 箱式变电站与常规变电站性能对比表序号 对比项目 常规变站 组合式（箱变）变电站1 设计工作 需要土建、电气二方面设计、工作量较大土建工
24、作仅一个安装基础，箱变本身有典型设计，只须根据用户要求，作一些调整，设计工作也大为减少。2 基建时间 6 个月以上 预先基础做好以后，只需 4-6 小时就可以安装完毕送电。3 占地面积（800KVA/10KV 为例）100m 一般箱变 12mZBW 系列 4m4 安装地点和负荷中心距离不能十分接近负荷中心，供电线路半径较长，电压降落及电能损失较高。能贴近负荷中心，甚至直接置于建筑物处，供电线路半径可以很短电压降落及电能损失较少，提高了供电质量。5 生产方式 土建施工后，现场装配。 大规模、工作化生产，质量容量得到保证。6 生产周期 7 17 投资费用 高 节省一半8 和环境协调性 和环境不协调
25、 和环境协调一致/ZBW 系列高度 1.6米,不挡视线,美化环境。1.4 箱式变电站的技术要求与设计规范 132根据国家标准高压/低压预装式变电站（GB/T12467-1998 ） ，箱式变电站的技术要求与设计规范如下。（1）额定电压：对高压开关设备和控制设备，按（GB/T 11022）。对低压开关设备和控制开关设备，按（GB/T 14048.1）和（GB 7251.1）。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 6 页 （2）额定绝缘水平：对高压开关设备和控制设备，按（GB/T 11022）；对低压开关设备和控制设备，按（GB/T 14048.1）和（GB 7251.1）。低压开关设备和控制设备的
26、最低额定冲击耐受电压至少应为（GB/T 16935.11997）的表 1 中 IV 类过电压的给定值。（3）额定频率和相数：按（GB/T 11022）、（GB/T 14048.1）和（GB 7251.1）。（4）额定电流和温升：额定电流按（GB/T 11022 ）和（GB 7251.1）。高压开关设备和控制开关设备的温升按（GB/T 11022），低压开关设备和控制设备的温升，按（GB 7251.1）。（5）额定短时耐受电流：对于高压开关设备和控制开关设备，按（GB/T 11022）；对低接地：除按（GB/T11022），还应符合以下规定。应提供一条连接预装式变电站的每个元件的接地导体。接地导
27、体的电流密度，如用铜导体，当额定短路持续时间为 1s时不应超过 200A/mm2，当额定短路持续时间为 3s 时不应超过 125A/mm2；但其截面积不应小于 30mm2。它的端部应有合适的接线端子，以便和装置的接地系统连接。压开关设备和控制开关设备，按（GB 7251.1）；对变压器按（ IEC 76-5）和（GB 6450）。（6）额定短路持续时间：对高压开关设备和控制设备，按（GB/T 11022）；对低压开关设备和控制设备，按（GB 7251.1）。（7）操动机构和辅助回路的额定电源电压：对高压开关设备和控制开关设备，按（GB/T 11022）；对低压开关设备的控制设备，按（ GB 7
28、251.1）。（8）操动机构和辅助回路的额定电源频率：对高压开关设备和控制设备，按（GB/T 11022）；对低压开关设备的控制设备，按（ GB 7251.1）。（9）预装式变电站的额定最大容量：预装式变电站的额定最大容量是设计变电站时指定的变压器的最大额定值。1.5 本设计的任务和目的1.5.1 设计原则按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范 、GB50053-94 10KV 及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范 等的规定，进行供配电设计必须遵循以下原则：(1)遵守规程、执行政策 贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 7 页 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国
29、家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。(2)安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。(3)近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。(4)全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.5
30、.2 设计依据（1）为改善供电质量，提高供电可靠性，在城中某住宅小区内建设一座 10KV 开闭所。（2）供电电源情况：10KV进线两回，上级变电站10KV母线最小短路容量200MVA ，最大短路容量300MVA。当地供电部门要求开闭所的过电流保护整定时间不大于1.0s ；在用户10KV电源侧进行电能计量。（3）负荷情况：该住宅小区属于二级负荷。10KV开闭所配出线6回。变电所采用箱变电所(站)。 （4）10KV 开闭所规模为：上级变电站出线，A 线型号为 LJ-3240,长度为 1300m，后接线型号为 ZQD-3240,长度为 700m。B 线同 A 线情况。（5）自然条件：本地区海拨101
31、0M，地层以砂质粘土为主。雷电活动 52天/年，历史最高气温摄氏32C，最低气温摄氏-5C，最大风速4M/S。1.5.3 设计目的及意义随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。全国供用电量迅速增加，多数省市已开始出现供配电容量严重短缺的局面，供配电网供用点任务越来越重，从而贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 8 页 10KV 配电网络承担起了重大的供配电任务，保证了供配电网的安全、经济、可靠的运行，为城市发展做出了贡献。通过实际的了解并熟练地应用国家规范和标准，由此来指导整个的设计过程。根据小区配出线负荷选择箱式变
32、电所位置、型号、规格等，并考虑其接线方式。在本次设计中，不仅要学习当今最新的技术和设备，而且还要结合实际情况对设计进行综合的考虑。在整个设计的过程中不断深入学习及强化专业知识，结合实习经验，理论联系实际，为今后的工作打下基础。住宅小区 10KV 配电所的规划、设计、安装和运行维护越来越重要了，与人们的生产生活息息相关。再加上配电设备越来越多、越来越新，分布越来越广，技术要求越来越高，以及配电网络要达到安全、经济、可靠，结合低碳，低耗，节能环保的发展要求，满足可持续发展，以适应现代供电系统的快速发展要求。 1.5.4 设计内容（1）设计和论证 10KV 开闭所主接线。（2）选择小区箱变型号及规格
33、。（3）负荷计算及短路电流计算。（4）选择并校验电气设备。（5）作电气平面总布置图。（6）开闭所继电保护设计。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 9 页 第二章 主接线方案确定2.1 电气主接线释名 212.1.1 主接线的定义变电所的电气主接线（main electrical connection）是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器、等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。2.1.2 主接线要求（1）可靠性，要尽量减少计划外停电时间，尽量缩小事故后的影响范围。（2）灵活性，主接线应力求简单，满足在调度，检修及扩建市的灵活性
34、。（3）安全性，保证在一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。（4）经济性，应使主接线的初投资和年运行费用达到经济合理。主接线方式有以下几种：单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路接线、双母线接线和桥式接线。而主接线形式又有多种，如单母线式、双母线式和桥式接线等，相对来说它们都有各自的适用场合。总的来说，选择主接线形式要根据负荷等级要求保证供电的可靠性，在运行中事故几率尽可能少，一旦发生事故，对整个系统影响范围要尽可能小；主接线力求简单、灵活和操作方便。在保证供电可靠安全可靠的前提下，主接线还应投资最省，同时具有今后发展的可能性，留有余地，以便将来往新的主接线
35、方式过渡。2.2 主接线方案的拟定 954单母线接线是一种原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上，其优点是简单明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低。缺点是供电可靠性低。母线及母线隔离开关等任何一个元件发生故障或检修时，均需使整个配电装置停电。因此，单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用。接线方式如图 2.1。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 10 页 图 2.1 单母线接线在主接线中，断路器是电力系统的主开关；隔离开关的功能主要是隔离高压电源以保证其他设备和线路的安全检修。例如，固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要
36、检修时，在断路器断开电路的情况下，拉开隔离开关；恢复供电时，应先合隔离开关，然后和断路器。这就是隔离开关与断路器配合操作的原则。由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，所以不能带负荷操作。单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段，通常是分成两段。母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。两段母线自动同时故障的机遇很小，可以不予考虑。在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一段母线发生故障时，将造成两断母线同时停电，在判断故障后，拉开分段
37、隔离开关，完好段即可恢复供电。单母线分段接线既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的所有回路到要长时间停电。单母线分段接线连接的回路数一般可比单母线增加一倍。接线方式如图 2.2。贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 11 页 1 2QF1QS1 QF2QS2QSQFWB1 WB2QSQF1 2 3 1 2 3图 2.2 单母线分段接线双母线分段接线有如下优点：可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断；检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路；母线发生故障后，能迅速恢复供电；各电源和回路的负荷可任意分
38、配到某一组母线上，可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化；便于向母线左右任意一个方向顺延扩建。但双母线也有如下的缺点：造价高；当母线发生故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误动作。但可加装断路器的连锁装置或防误操作装置加以克服。接线方式如图 2.3 所示。 1 2QF1 QF3 QF2 WB12QF QF QF QF1 2 3 4图 2.3 双母线接线2.3 主接线方案的确定 109本设计小区负荷为二级负荷。中断供电将在政治、经济上造成较大的损失。所谓较大损失指主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 12 页 重要产品大
39、量减产。如交通枢纽、通信枢纽、大型影剧院、大型商场、高档住宅小区等较多人员集中的地方，中断供电会造成较大的损失。对二级负荷的供电方式，因其停电影响还是比较大的，故由两回路线路供电，当线路自配电所引出采用电缆线时，必须要采用两根电缆组成的电缆线路，其每根电缆应能承受的二级负荷为100%，且互为热备用。综上，单母线接线造价低而供电稳定性低，双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂，而单母线分段接线一方面线路简单，造价低，另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证。所以 10kV 母线选用单母线分段接线方式，如图 2.4. 图 2.4 单母线分段贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 13 页
40、第三章 短路电流计算3.1 短路电流计算的目的及方法 6413.1.1 短路电流计算目的及意义短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。正确的短路电流计算目的是为了正确选择电气设备和载流导体，运用短路电流校验其热稳定性和动稳定性；正确选择和整定继电保护装置，使之能正确切除短路故障；确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。在供电系统中，发生短路故障时，强大的短路电流在其回路中所产生的热及电动效应就会时电气设备受到破坏并有可能烧毁电气设备。此外，还有可能使供电被迫中断从而破坏供电的安全和可靠性以及在临近的通信线路中产生感应电动势干扰通信，严重时还会危及人身安
41、全。所以一旦系统产生短路电流，其对系统的后果往往是破坏性的。3.1.2 短路电流计算的方法进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可
42、将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），工程上常用标幺制法。因为在高压网络中计算短路电流时采用标幺制法无需考虑变压器电压比和电气设备参数的归算问题。故本设计采用标幺制法进行短路电流计算。标幺制法就算公式：一般是先选定基准容量 和基准电压 。dSdU贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 14 页 基准容量：工程设计中通常取 =100MVA 基准电压通常取元件所在处的短路计算dS电压，取 Ud=Uc 基准电流 基准电流 。cddU3IdcdSUI3X2（1）电力系统的电抗标幺值 ；oc*S（2）电
43、力变压器的电抗标幺值 ， %为变压器的短路电压（查表可得）Ndk*T10K；（3）电力线路的电抗标幺值 ， 为导线电缆的单位长变电抗 (查2*doWLUSXo表可得)；各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值 。*无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值 ；XIK*)3(1由此可求得三相短路电流周期分量有效值 ；IdK*)3(求出以后可得三相短路次暂态电流和稳态电流 = ； IK)3( )3(“IK)3()(三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值在高压电路发生三相短路时， ；在 100KVA 及以下的电力变压器二次侧及低压电路中Iish
44、5.2Ish51.发生三相短路时 ， ；三相短路容量 。i84Ish09. XSKd*)()3(3.1.3 短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。1、计算的基本情况（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；（2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；（3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；（4）所有电源的电动势相位角相同；贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 15 页 （5）应考虑对短路电流值有影响的所有的元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大安全电流有效值时才予以考虑。3.2 短路点的确定本设计计算短路电流
45、时按总配电所高压母线侧各主要开关电器动稳定校验、母线动、热稳定校验和继电保护整定计算选二处短路点(变压器高压侧、低压侧)进行短路计算，供电系统图如图 3.1 所示。K-1 点短路电流作为断路器、电流互感器、母线、电缆动、热稳定校验用，作为继电保护整定计算用。K-2 点短路电流折算到变压器高压侧作为继电保护整定计算用。图 3.1 原理图3.3 短路电流计算结果 94（1）确定基准值： 取 =100MVA， =10.5KV， =0.4KV，又由设计要求中dS1dU2d取最大短路容量 =300MVA，则有： =5.5(KA)oc 5.1031dSI=144(KA)4.322ddI（2）电力系统的电抗
46、标幺值： =0.3301*1OCSX贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 16 页 （3）架空线路段的电抗标幺值： =0.35/KM， L=1.3KM（查工厂供配电技术0XP135）=0.41220*2 5.13.dUSLX电缆线路段的电抗标幺值： =0.08/KM，L=0.7KM（查工厂供配电技术 0XP135）=0.05220*3 5.1078.dUSLX那么 A 点总电抗表幺值为： 0.33+0.41+0.05=0.79*3*)( Xk(4) 电力变压器的电抗标幺值：(所选变压器 )4%dU根据设计任务可知：负荷为下表 3.1 所示表 3.1 为负荷分配序号 配出线名称 配电容量kVA功率
47、因数 电缆长度m1 1号楼变电所 315 0.9 7002 2号楼变电所 200 0.9 2003 3号楼变电所 250 0.9 3001 号楼变电所： =12.7315.0410%*NddbSUX1 号楼电力系统电抗标幺值： =0.33*4OCd1 号楼电缆线路电抗标幺值： =0.08/KM，L=0.7KM（查工厂供配电技术 0XP135）=0.05 220*5 5.1078.dUSLX贵州大学本科生毕业论文（设计） 第 17 页 1 号楼总电抗标幺值： 0.33+0.05=0.38*54*1Xb2 号楼变电所： =202.010%NdcSUX2 号楼电力系统电抗标幺值： =0.333*6OCd2 号楼电缆线路电抗标幺值： =0.08/KM，L=0.2KM（查工厂供配电技术 0XP135）=0.015220*7 5.108.dUSLX2 号楼总电抗标幺值： 0.015+0.330.35*76*1Xc3 号楼变电所： =1625.040%NddS3 号楼电力系统电抗标幺值： =0.3331*8OCdX3 号楼电缆线路电抗标幺值： =0.08/KM，L=0.3KM（查工厂供配电技术 0P135）=0.022220*9 5.1038.dUSLX3 号楼总电抗标幺值： 0.022+0.330.36*98*1X绘制短路等效电路图如图 3.2 所示：贵州大学本科生
