工厂供电期末大作业 某工厂电气部分设计(4)

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第四章 短路计算

4.1短路形式

在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，但三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统总的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择校验电气设备的短路计算中，以最严重的三相短路计算为主。

4.2 短路计算

对于工厂供电系统，短路电流的计算一般采用近似的方法，计算中假定： （1）供电电源是无限大功率系统； （2）认为短路回路的元件的电抗为常数；

（3）元件的电阻，一般略去不计，只有在短路电阻中总电阻RΣ大于总电抗的三分之一时才考虑电阻，否则认为zΣ=xΣ。

短路计算常用的两种方法是:有欧姆法和标么值法。本设计中用欧姆法进行短路计算。

根据主结线图绘制如下的短路计算电路图：

4.2.1计算短路电路中各元器件的电抗和总电抗

（1） 电力系统的电抗：由附录3可看SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量

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Soc =500MVA

10.5kvUX1 ===0.22Ω

500MVA500MVA （2） 架空线路电抗：由下表得X0 =0.35Ω/km

电力线路每相的单位长度电抗平均值 （单位：Ω/km）

线路结构 220V/380V 架空线路 电视线路

X2 = X0 l=0.35（Ω/km）×5km=1.75Ω X3 = X0 l=0.35（Ω/km）×5km=1.75Ω

（3） 绘k-1点短路图，图上标各元件序号（分子），电抗值（分母）

总电抗：X?(K?1)?X1?X2=1.97×1/2=0.985Ω

0.32 0.066 线路电压 6~10kV 0.35 0.08 ≥35kV 0.40 0.12 2C12

三相短路电流和短路电容 a 三相短路电流周期分量有效值为

3)3X?(K?1)?10.5KV/(3?0.985?)?6.15KA I(K?1?UC1/ b 三相短路次暂态电流和稳态电流有效值为 I\(3)3)3)?I(?I(?K?1?6.15KA

c 三相短路冲击电流及其有效值为

(3) ish?2.55I\(3)?2.55?6.15KA?15.68KA (3) Ish?1.51I\(3)?1.51?6.15KA?9.29KA

d 三相短路容量为

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(3) Sk?1?3)3UC1?I(k?1?大作业专用纸

3?10.5KV?6.15KA?111.85MVA

（4）k-2点的短路电流和短路容量 a 电力系统的电抗为

X1'= UC1/ Soc =0.4kv2/ 500MVA=3.2?10?4? b 架空电路的电抗为

' X2?X0?L(UC2/UC1)2?0.35?5?(0.4/10.5)2?2.54?10?3?

2 X3=2.54?10?

'?3c 电力变压器的电抗：由附表4查的Uk％=4

因此X4=X5≈ UK%UC22/100SN =4/100?(0.4kv)2/30=2.13?10?4?

d 绘k-2

X?(K?2)=1.54?10?3

三相短路电流和短路电容 a 三相短路电流周期分量有效值

3)3X?(K?2)?0.4KV/(3?1.54?10?3)?=149.96kA I(K?2?UC2/ b 三相短路次暂态冲击电流及其有效值 I\(3)3)3)?I(?I(?K?2?149.96KA

c 三相短路冲击电流及其有效值

(3) ish?1.84I\(3)?1.84?149.96KA?275.93KA (3) Ish?1.09I\(3)?1.09?149.96KA?163.46KA

d 三相短路容量

(3) Sk?2?3)3UC2?I(k?2?3?0.4KV?149.96KA?103.90MVA

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短路计算表

短路计算点 k-1 k-2

3)I(K 三相短路电流/kA 三相短路电容/MVA (3) Ish3)S(k I\K 6.15 149.96 (3)(3) I∞(3) ish6.15 149.96 6.15 149.96 15.68 275.93 9.29 163.46 111.85 103.90

第五章 主要设备

4.1 概述

工厂总降压配电所的各种高压电气设备，主要指6-10KV以上的断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器，互感器，电抗器，母线，电缆等。这些电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选取，并且按短路情况进行校验。

所谓的正常工作条件是指：

（1） 电器的额定电压Ue不应小于所在回路的工作电压。

（2） 电器的额定电流Ie不应小于该回路的最大长期工作电流Imax。

（3） 选择电器时应考虑设备的装设地点，即按工作环境，运行条件和要求，选择设备的型号规格，如屋内或屋外设备，防爆型或普通型，如工作环境污染严重，应加强绝缘的电器，电路操作频繁时应选取胜任频繁操作的真空断路器而不应选取不适于频繁操作的少油断路器。

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4.2 电气设备的选取

(1)10KV侧设备

高压断路器 开关 数 备 SN10 据 Us=10KV I30=34.5A 10Ⅱ/630 10KV 1000A GN8 10/400 10KV 400A 40KA 满 足 设 隔离 (3)Ik?6.15KA 31.5 KA (3)ish?15.68KA 125KA 结 论

满 足

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