3.2.1无功功率的基本要求
在电力系统中，无功补偿一般都采用分层分区、就地平衡的原则。要求无功
电源具有一定的灵活性以及适量的备用容量。
一般选用并联电容器或并联电抗器作为主要的无功补偿装置。
3.2.2无功功率平衡及补偿
低压配电装置中的无功补偿装置
1）在低压配电装置中一般选用并联电容器作为补偿装置。
2）并联电容器的容量与主变压器的容量有关，在实际中一般取变压器容量的5%～10%，其即可装设在高压侧，也可在低压侧装设。
3）对于低压配电装置，要求其功率因数在0.9左右。
3.3变压器的选择
变压器作为配电系统的连接装置对电力系统的运行和电压等级的变换起着至重要的作用，对其选择必须谨慎合理，不然将带来一系列的不便。
变压器的容量、型号的确定除了根据负荷计算、变压器所在环境等，还应该考虑所在区域3～5年的发展规划，留有一定的余量。变压器的选用还应考虑进出线回路数、所需电压等级等，要进行全面分析和考虑。
由于此次设计的变电所所需的变压器均在室内，故采用干式变压器，选用SCB9等系列变压器。
3.3.1变压器的选择原则
1)相数
本次设计为10/0.4kV电压等级的电气设计，其计算容量都不大于2000KVA，
对于这种情况一般都应选择三相变压器而不是单相变压器。
2)绕组数与结构
在此次设计中其各个区域的变压器台数最多不超过2台，采用普通双绕组变
压器即可。
3)绕组接线组别
对于双绕组变压器其绕组联结组一般有Yyn0、Y d11、YN d11、YN y0、Y y0。
其中Y表示一次侧星形联结；D表示一次侧三角形联结；y表示二次侧星形联结；
d表示二次侧三角形联结。
此次设计中变压器的接线方式采用Yd11的接线方式。
4)调压方式
由于电力系统的电压是随着用电负荷和季节环境变化也发生着一定的变化，
为了保证系统的电能质量，可采用变压器分接头对电压进行调节。根据系统运行
的需要，适当的调整分接头的位置来调节电压，以确保系统电压的稳定性。其方
式有无载调压和有载调压两种。
3.3.2变压器型号的选择
对于图书馆、会议中心、综合楼、配电室变压器的选择，变压器的容量应当大于其计算负荷并留有一定的余量，由于图书馆、会议中心、综合楼为重要负荷
故其变压器的台数采用两台。
对于23#高层公寓楼、食堂、配电室其变压器的选择，其容量也应大于其计
算负荷，而其台数选择一台即可（对于不重要的负荷）。
对于开闭站的站用电，由于必须确保开闭站的正常工作故选择两台变压器，
其容量的选择与上述相同。其具体型号的选择见下表：
表3.4变压器型号表
3.3.3无功补偿装置的选择
本次设计在变压器的低压侧安装并联电容器作为无功补偿。
以综合楼和23#高层公寓楼为例，选择低压侧装设并联电容器，根据负荷以及功率因数的要求，并联电容器的容量如下：
综合楼侧：200Kvar23#高层公寓楼：300Kvar
第四章 电气主接线的设计
4.1电气主接线的设计原则
设计原则为：根据变电站的设计任务书的要求，以“安全可靠、经济适用、符合国情”为方针，确保原始资料的准确性，考虑实际工程建造中可能遇到的问题，遵守有关的技术规定和安全标准，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。
4.2电气主接线的基本接线形式
对于低压供配电系统的主接线形式，一般采用普通单母线接线或单母线分段接线的方式。
4.2.1普通单母线接线
普通单母线接线的最大优点是接线简单，该方式只有一组母线，所有的进、出线回路均连接在这组母线上。具有操作便捷、一次设备少、价格低廉、便于扩建。但供电的可靠性较差，负荷调度不方便；当线路上有短路事故发生时，会产生较大的短路电流。
适用范围：进出线少，无重要负荷的变电站主接线。
4.2.2单母线分段接线
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。
适用范围：有两台主变压器以上变电所的6～10kV配电装置；35～63kV配电装置出线4～8回；110～220kV配电装置出线3～4回。
4.3主接线方案的设计
4.3.1开闭站电气主接线
根据对基本数据的分析可知：该开闭站的进线为2回10kV电源进线；它们是昆河变911线、和平变924线；其出线为7条，分别为图书馆、会议中心、逸夫楼、配电室、食堂、23#高层公寓楼以及开闭站站用电。经对系统负荷的分析考虑到开闭站重要性，最终决定开闭站的电气主接线采用单母线分段的接线形式，如图4.1所示：
图 4.1 开闭站电气主接线示意图
4.3.2综合楼电气主接线
根据对综合楼基本资料的分析，由于其是较为重要的负荷，故采用双电源供电，其进线则为2回；对综合楼的负荷和内部建筑结构分析可知其出线数为7回，最终决定采用单母线分段的接线形式，其一条母线的出线为3回，另一条为4回，如图4.2所示：
图 4.2 综合楼电气主接线示意图
4.3.3 23# 高层公寓楼电气主接线
根据对23#高层公寓楼原始资料的分析，可知其为三类负荷，使用采用单电源供电即可，其进线为一回；对其负荷以及楼内部建筑结构分析可知其出线数为7回，最终决定采用普通单母线的接线形式，如图4.3所示：
图 4.3 23#高层公寓楼电气主接线示意图
第五章 变电所短路电流的计算
5.1概述
在工业或民用的各种活动中，都需要电力系统对用户的可靠、安全的供电。
但由于各种因素，系统会经常出现故障，使电力系统处于不正常运行状态，甚至
是故障状态，而其中短路故障是最常见的故障。
5.1.1短路的类型
电力系统的短路故障主要分为对称短路故障和不对称短路故障；其中对电力
系统损害最大的是三相短路故障，为对称性短路故障。其他种类的短路故障如：
单相接地短路、两相接地短路、两相相间短路都属于不对称短路；在电力系统短
路故障中，发生事故次数最多的是单相接地短路，达到短路总数百分七十以上。
5.1.2短路电流计算的目的
1）确认电气主接线的形式
2）确定电压互感器、断路器等一次设备的型号、容量等参数
3）提供相应的数据以满足继电保护的设计和调试需求。
4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施
5）分析计算送电线路对通讯设施的影响
5.1.3短路电流计算的假定条件
电力系统的状态分为稳态和暂态，而短路故障被定性为暂态；电力系统的暂
态过程受很多因素的影响，为了方便分析和计算电力系统的暂态过程，一般情况
下做一些合理的假设；本文对短路电流的计算采用近似计算的方法。
基本假设条件如下：
1）电网中的所有电源都应在额定负荷下运行
2）全部的同步电机均有自动调节励磁装置（包括强行励磁）
3）金属性三相短路发生在短路电流为最大值的瞬间
4）电网中所有电源的电压相位角相同
5）在短路电流计算时，除不考虑短路点的电弧电阻，应考虑全部元件对短
路电流值的影响。
5.2短路电流计算
5.2.1短路电流计算的基本步骤
1)选定基准值，计算各个元件的等值电抗（标幺值）；
2)给系统制订等值网络图；
3)选择短路点；
4)简化等值网络图，不考虑短路电流的非周期分量，计算发生短路时，短路
总阻抗的值，求出短路电流的标幺值和有名值；
5)计算短路电流冲击值、最大全电流有效值以及短路容量；
6)绘制短路电流计算结果表。
5.2.2各元件标幺值的归算
1)各元件参数计算的公式说明
（1）线路参数计算（忽略电容）
对于一般的输电线路一般为铝导线，故其单位阻抗有：
则线路阻抗为：
（2）变压器参数计算
（3）电抗器参数计算
其中SB、UB为选定的基准容量和基准电压，则其基准电流IB 和基准电抗XB 为：
则各元器件的标么值如下所示：
（1）线路标么值
（3）电抗器参数计算
3)短路电流计算的其他相关公式
短路电流标幺值与有名值的换算：
短路容量：
短路冲击电流：
最大电流有效值：
5.3变电所的短路电流计算
5.3.1变电所各元器件的有名值和标幺值计算
根据上述的公式，计算各元器件的有名值及标幺值。取基准容量SB、基准电压UB分别为10MVA、10kV，则其基准电流IB=0.577kA，其计算结果估下表所示：
表5.1变压器参数
已知系统的短路容量：昆河变 911 线'1 SS 为 143.9MVA、和平变 924 线'2 SS 为267.8MVA，则其标幺值为：
5.3.2绘制等值电路图
根据电气主接线绘制出等值电路图，并选择合适的短路点 d1、d2、d3；
系统高压侧（10kV 侧）等值电路图，如图 5.1 所示：
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