某机械厂10KV小型变电所及配电系统设计(四)

3)求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：

①总电抗标幺值

X*∑(k-1) =X1*+X2*=0.4+0.95=1.35

②三相短路电流周期分量有效值

Ik-1(3) = Id1/X*∑(k-1) =5.50kA/1.35=4.07kA

③其他三相短路电流

        Ik-1”(3) =I∞k-1 (3) = Ik-1(3) =4.07kA

        ish (3) =2.55*4.07kA=10.38kA

        Ish(3) =1.51*4.07kA=6.15kA

④三相短路容量

        Sk-1(3) = Sd/X*∑(k-1) =100MV·A/1.35=74.1 MV·A·

4)求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：

当两台变压器并列运行：

①总电抗标幺值

        X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*// X4*=0.4+0.95+4=5.35

②三相短路电流周期分量有效值

Ik-2(3) = Id2/X*∑(k-2) =144.34/5.35=26.98kA

③其他三相短路电流

在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，取ksh=1.6，因此：

        Ik-2”(3) =I∞k-2 (3) = Ik-2(3) =26.98kA

        ish (3) =2.26*26.98=60.97kA

        Ish(3) =1.31*26.98=35.34kA

④三相短路容量

        Sk-2(3) = Sd/X*∑(k-2) =100/5.35=18.69 MV·A

当两台变压器分列运行：

① 总电抗标幺值

        X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*=0.4+0.95+8=9.35

② 三相短路电流周期分量有效值

Ik-2(3) = Id2/X*∑(k-2) =144.34/9.35=15.44kA

③ 其他三相短路电流

Ik-2”(3) =I∞k-2 (3) = Ik-2(3) =15.44kA

ish (3) =2.26*15.44=34.89kA

Ish(3) =1.31*15.44=20.23kA

④ 三相短路容量

Sk-2(3) = Sd/X*∑(k-2) =100/9.35=10.7MV·A

短路计算点 总电抗标    幺值 三相短路电流/ kA 三相短路

容量/MV·A

X*∑ Ik (3) I”(3) I∞(3) ish (3) Ish(3) Sk (3)

k-1 1.35 4.07 4.07 4.07 10.38 6.15 74.1

k-2 变压器并列运行 5.35 26.98 26.98 26.98 60.97 35.34 18.69

变压器分列运行 9.35 15.44 15.44 15.44 34.89 20.23 10.7

                          

三相短路电流计算表

6.变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择

66.1用电单位总计算负荷

对于本单位而言，变电所变压器高压侧的计算负荷即是全厂及附属生活区的总计算负荷，因此不需要采用需要系数逐级计算法和全厂需要系数法进行计算。

     P= Pc +△PT=619.506+10.03=629.91kW

Q= Qc+△Q T =285.966+51.36=317.33kvar

S=705.33kV·A     I=40.72A

6.2高压进线的选择与校验

高低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。

566.16.26.2.1架空线的选择

架空线的主要优点是：设备简单，造价低；有故障易于检修和维护；利用空气绝缘，建造比较容易。电力电缆的建设费用高于架空线路，具有美观、占地少，传输性能稳定、可靠性高等特点。

6.2.2电缆进线的选择

对于高压开关柜，从柜下进线时一般需通过电缆引入，因此，采用架空线长距离传输，再由电缆线引入的接线方式。对给变压器供电的高压进线以及变电所用电电源线路，因短路容量较大而负荷电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，然后再校验发热条件。

6.3变电所一次设备的选择

序号 设备名称 型号和规格

1 10kV真空断路器 VS1—12/630—16型断路器

2 隔离开关 GN19—10C/400型隔离开关

3 电流互感器 LZZJ—10Q 200/5 0.5/10P20

LZZJ—10Q 200/5 0.2/0.2

LZZJ—10Q 100/5 0.5/10P20

4 电压互感器 JDZ10—10B 10/0.1 0.2/0.2

JDZ10—10B 10/0.1 1.0/90V·A

5 熔断器 XRNP3—10型熔断器

6 避雷器 HY5WZ-12.7/45

7 10kV开关柜 KYN28A—12型高压固定式开关柜

6.36.3.1高压断路器的选择

高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。

6.3.2高压隔离开关的选择

1)高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。

2)形式结构：高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式

3)选择条件：海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；环境温度不高于+400C，户内产品环境温度不低于-100C，户外产品环境温度不低于-300C；户内产品空气相对湿度在+250C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和10毫米；户内产品周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气的显著污秽的污染，无经常性的剧烈震动。户外产品的使用环境为普通型，用于Ⅰ级污秽区，防污型用于Ⅱ级（中污型）、Ⅲ级（重污型）污秽区。

6.3.3高压熔断器的选择

高压熔断器是一种过流保护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合保护选择性的要求。

6.3.4电流互感器的选择

电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少（有的只有一匝，利用一次导体穿过其铁心），导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。电流互感器在使用中要注意以下几点：

1)电流互感器在工作时其二次侧不得开路，二次侧不允许串接熔断器和开关

2)电流互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。电流互感器的选择条件：

①　额定电压大于或等于电网电压： 

②　原边额定电压大于或等于长时最大工作电流:  

③　二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量:  

④　校验：内部动稳定按：

: 电流互感器额定一次电流；

：动稳定倍数外部动稳定按:  

6.3.5电压互感器的选择

电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为100V。

电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中广泛应用三相三线五柱式（Y－Y）.

电压互感器在使用中要注意以下几点：

1)二次侧必须加熔断器保护，二次侧不能短路，防止发生短路烧毁互感器或影响一次电路正常运行；

2)电压互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全；

3)二次侧并接的电压线圈不能太多，避免超过电压互感器的额定容量，引起互感器绕组发热，并降低互感器的准确度。

6.3.6高压开关柜的选择

开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电设备。

金属封闭开掼设备分为三种类型：铠装式，即各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型；间隔式，即各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型；箱式，即具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式，如XGN型。从中压断路器的置放方式来看分为：

落地式，即断路器手车本身落地推入柜内；