《工厂供电技术课程设计》(3)

工厂供电技术课程设计

求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MV·A

1 确定基准值：

取 Sd=100MV·A Uc1=10.5kV

Id1=

Sd3Uc1 =100MV·A/（3*10.5kV）=5.50kA

Ucl2Zd= =(10.5kV)2/100MV·A=1.10?

Sd2 计算： 电力系统

X1*= Sd/Sk=100MV·A/250MV·A=0.4 架空线路

X2*=X0LSd/Uc2=0.35Ω/km*3km*电力变压器

4*100*103kV·A X3=Uk%Sd/100SNT==8

100*500kV·A*

100MV·A=0.95

(10.5kV)23 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： 总电抗标幺值

X*∑(k-1) =X1*+X2*=0.4+0.95=1.35

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

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 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： 两台变压器并列运行： 总电抗标幺值

X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*// X4*=0.4+0.95+

三相短路电流周期分量有效值

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

其他三相短路电流

8=5.35 2 工厂供电技术课程设计

在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，R∑

Ik-2”(3) =I∞k-2 (3) = Ik-2(3) =26.98kA ish (3) =2.26*26.98kA=60.97kA Ish(3) =1.31*26.98kA=35.34kA

三相短路容量

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

两台变压器分列运行： 总电抗标幺值

X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*=0.4+0.95+8=9.35

三相短路电流周期分量有效值

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

其他三相短路电流

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

ish (3) =2.26*15.44kA=34.89kA Ish(3) =1.31*15.44kA=20.23kA

三相短路容量

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

表3.1 三相短路电流计算结果 总电

短路计算点

抗标 幺值

k-1 变压器并列

k-2

运行 变压器分列

运行

X*∑ 1.35

Ik (3) 4.07

I”(3) 4.07

I∞(3)

ish (3)

三相短路电流/ kA

1

Ish(3)

Sk (3) 74.1

4.07 10.38 6.15

5.35 26.98 26.98 26.98 60.97 35.34 18.69

9.35 15.44 15.44 15.44 34.89 20.23 10.7

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4 系统主接线方案

4.1 主接线的基本要求

主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。

安全性：安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。

可靠性：不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。

灵活性：用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。 经济性：在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。

总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。

4.2 主接线的方案与分析

主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。 1 单母线接线

这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；

缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供 电。

适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。

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图4.1 单母线不分段主接线

2 单母线分段主接线

当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。

图4.2 单母线分段主接线

单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。

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4.3 电气主接线的确定

电源进线为两路，变压器台数为两台。二次侧采用单母线分段接线。两路外供电源容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故变压器一次侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。

该方案中，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关之后。变电所采用直流操作电源，为监视工作电源和备用电源的电压，在母线上和备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时，先断开工作电源进线断路器，然后接通备用电源进线断路器，由备用电源供所有负荷。备用电源的投入方式采用备用电源自动投入装置APD。

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