第5章 短路电流计算
某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计

摘要某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计是对工厂供电的设计。
本设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述,其中还包括全厂的负荷计算、高压侧和低压侧的短路计算、设备选择及校验、主要设备继电保护设计、配电装置设计、防雷和接地设计等。
本设计通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的主要参数,再根据用户对电压的要求,计算补偿功率,从而得出所需补偿电容的大小与个数。
根据国家供电部门的相关规定,画出总配变电所及配电系统的主接线图。
电气主接线对电气设备的选择,配电所的布置,运行的安全性、可靠性和灵活性,对电力工程建设和运行的经济节约等,都有很大的影响。
,,,关键词:变电所,负荷计算,设备选型,继电保护ABSTRACTThe whole plant distribution substation andpower distribution system designof a plastic products factory is for powerplant design. The design makes thenarrative about thefactory power supply, main equipment selection,protection device configuration and groun dingsystem for lightning protection, whichalso includesthe load calculation of the factory,theshort circuit current calculation of the highpressure side and low pressure side, equipment selection andvalidation, the main equipment relay protection design, power distribution equipment design, lightning protection andgroundingdesign. This design is based on thecalculation of the active p ower, reactivepower and apparent power transformer andthe size of the corresponding main equipment main parameter, then worksout the compensation computing power according touserrequirements to v oltage .Thus it can obtain the desirable size and numberof compensat ion capacitor.According to the relevantprovisions of the nationalelectricity sector, the design draws the main connection diagram about the total distributionsubstation andpowerdistributionsystem. Main el ectricalconnection havegreat influence on the electrical equipmentselection,the layout of the distribution,operation safety, r eliability and flexibility,also power engineering construction and economy ofthe operationand so on.Keywords: substations, load calculation,equipment selection,re lay protection目录第1章绪论......................................................- 1 -1 -1.1 工厂供电的意义ﻩ-1-1.2 工厂供电的要求ﻩ-1.3 工厂平面图ﻩ- 1 -第2章主接线的设计ﻩ- 3-2.1总配电所的主接线设计的原则和意义ﻩ-3 -2.2变配电所主接线方案的技术经济指标ﻩ-3 -2.3 主接线图ﻩ- 4 -第3章负荷计算ﻩ- 6 -3.1负荷计算的意义...........................................- 6 -3.2 负荷计算的方法............................................- 6 -3.3负荷计算示意图.........................................- 7 -3.4具体数据和负荷计算举例....................................- 7 -3.4.1 原始数据..............................................- 7 -3.4.2 负荷计算ﻩ-8 -第4章功率补偿计算及变压器的选择ﻩ-12-4.1 功率补偿计算..........................................- 12 -4.2变压器容量的选择.........................................- 14 -第5章短路电流计算 ...........................................- 16 -5.1 短路电流计算方法及意义..............................- 16-5.2短路计算................................................- 16 - 5.2.1 短路电流计算等效示意图ﻩ- 16 -5.2.2 短路电流及容量的计算ﻩ- 16 -第6章进线、母线及电器设备的选择...........................- 19 -19 -6.1 总配电所架空线进线的选择ﻩ-6.2 高压侧与低压侧母线的选择..............................- 19 -6.3 各变电所进线选择.........................................- 19 -6.4 变电所低压出线的选择....................................- 20 -6.5设备的选择...............................................- 21 -6.5.1高压侧设备的选择..................................- 21 -6.5.2各车间进线设备的选择ﻩ- 21 -6.5.3各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表..............- 22-第7章过电流保护ﻩ-25-25 -7.1 高压进线的继电保护ﻩ-7.2各变电所进线的保护....................................- 26-7.3 变压器继电保护...........................................- 28 -第8章防雷与接地保护.........................................- 31 -31 -8.1 防雷保护ﻩ-31-8.2 接地装置ﻩ-结论............................................................- 33-参考文献 .......................................................- 34 -致谢...........................................................- 35 -附录............................................................- 36 -第1章绪论1.1 工厂供电的意义工厂供电(electric power supply for industrial plants),就是指工厂所需电能的供应和分配。
电力系统两相接地短路计算与仿真

辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计(论文)题目:电力系统两相接地短路计算与仿真(3)院(系):电气工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:讲师起止时间:12-07-02至12-07-13课程设计(论文)任务及评语G1 T1 1 L12 2 T2 G21:k k:1L13 L233S3院(系):电气工程学院教研室:电气工程及其自动化课程设计(论文)任务原始资料:系统如图各元件参数如下(各序参数相同):G1、G2:SN=35MVA,VN=10.5kV,X=0.35;T1: SN=31.5MVA,Vs%=10,k=10.5/121kV,△Ps=180kW,△Po=30kW,Io%=0.8;YN/d-11T2: SN=31.5MVA,Vs%=10, k=10.5/121kV,△Ps=170kW,△Po=33kW,Io%=0.8;YN/d-11L1:线路长60km,电阻0.25Ω/km,电抗0.41Ω/km,对地容纳3.00×10-6S/km;L2:线路长100km,电阻0.15Ω/km,电抗0.38Ω/km,对地容纳2.78×10-6S/km;;L3: 线路长80km,电阻0.18Ω/km,电抗0.4Ω/km,对地容纳2.78×10-6S/km;;负荷:S3=50MVA,功率因数均为0.85.任务要求(节点3发生AC两相金属性接地短路时):1 计算各元件的参数;2 画出完整的系统等值电路图;3 忽略对地支路,计算短路点的A、B和C三相电压和电流;4 忽略对地支路,计算其它各个节点的A、B和C三相电压和支路电注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要目前,随着科学技术的发展和电能需求的日益增长,电力系统规模越来越庞大,电力系统在人民的生活和工作中担任重要的角色,电力系统的稳定运行直接影响人们的日常生活,因此,关于电力系统的短路计算与仿真也越来越重要。
第一节短路电流计算步骤-

3
一、短路的概念及类型
1.短路的定义
短路是指三相系统中相与相或相与地之间发生不 正常的连接。
2.短路的种类
对称短路
三相短路(5%)
不对称短路
单相接地短路(65%) 两相短路(10%) 两相接地短路(20%)
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3.短路的图例及表示符号
短路种类
示意图
三相短路
两相短路接地
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16
第二种方法:取变压器的平均额定电压之比, 适用于近似计算场所。
平均额定电压为同一电压等级中最高额定 电压和最低额定电压平均值,用U av表示
Uav=1.05UN (3.15,6.3,10.5, 15.75,37,115, 230,345, 525KV);
XK T 2 1K T 22X L 1 2.5 0 3 2 0 3 2.5 8 3 2 0 X L
在等值电路中,各电抗之间的串联、并联、Y -△连接可按电路所学知识化简。
(5)计算各短路点短路电流标么值、有名值。
I*
1 X *
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18
2.各元件电抗计算
有名值计算 同步发电机
已知条件:同步发电机的额定电压UN、额定 容量SN、纵轴次暂态电抗X d *
有名值
X
X
d*
U 2N SN
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19
电力变压器
已知条件: 额定电压UN、额定容量SN、短
路电压百分比uk%.
有名值
X UK%U2N 100 SN
两相短路 单相短路
4
代表符号
K(3) K(1,1) K(2) K(1)
电力系统短路电流计算

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6.2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算
➢ 综合负荷 次暂态电势 次暂态电抗
二、冲击电流的计算x 0.35
➢ 负荷提供的冲击电流 ➢ 电源提供的冲击电流 ➢ 总的冲击电流
E 0.8
iim.LD kim.LD 2ILD
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(2)进行网络6变.3换短路电流计算曲线及其应用
按照电源合并的原则,将网络中的电源合并成干组, 每组用一个等值发电机代表。无限大功率电源另成一组。 求出各等值发电机对短路点的转移电抗 以及无限大 功率电源对短路点的转移电抗
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
*
zLD.k Vk2 / S LD.k 或
节点 k 接入负荷,相
*
yLD.k S LD.k / Vk2
当于在 YN 阵中与节点 k
对应的对角元素中
增加负荷导纳 yLD.k 。 最后形成包括所
有发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机支路和负荷
支路的节点方程如下
YV I (6-2)
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,于是可V得f(i0) Z fi Ii Ifi Vfi / Z ff
同理可z得fi 电势IE源fii I和 电ZZ势fffi 源zim之间的(转6移-1阻3)抗为
zim zi zm / Zim
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6.1 短路电流计算的基本原理和方法
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机械工厂供配电系统电气设计设计

机械工厂供配电系统电气设计设计毕业设计(论文)题目名称:机械工厂供配电系统电气设计题目类别:毕业设计学生姓名:吴友为学院(系):电子信息学院专业班级:电气11103班指导教师:常秀莲老师时间:2015.3.23—2015.6.6目录长江大学毕业设计(论文)任务书 (I)毕业设计开题报告 (III)长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 (IX)长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 (X)长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 (XI)摘要 (XII)abstract (XIII)前言 (1)第一章机械工厂主接线方案的选择 (2)1.1电气主接线的概况 (2)1.1.1车间和小型工厂变电所的主接线图 (3)1.2选择工厂主接线方案 (8)第二章工厂的电力负荷及其计算 (8)2.1负荷分级及供电电源措施 (8)2.1.1工厂电力负荷的分级 (8)2.1.2各级负荷的供电措施 (9)2.2工厂计算负荷的确定 (9)2.2.1负荷计算的目的和意义 (9)2.2.2负荷计算的方法 (10)2.2.3各车间负荷计算如下 (11)2.2.4机械工厂的负荷统计与计算 (12)2.3功率因数的补偿计算 (14)2.3.1功率因数对供电系统的影响 (14)2.3.2功率因数的补偿 (14)第三章厂用主电源供电电压等级的确定 (15)第四章主变压器及三个和用变压器的确定 (16)4.1变电所主变压器台数的选择 (16)4.2变电所主变压器容量选择 (16)第五章短路电流计算 (17)5.1短路的基本概念 (17)5.1.1短路的原因 (17)5.1.2短路的后果 (17)5.1.3短路的形成 (18)5.2三相短路电流计算的目的 (18)5.3短路电流的计算 (18)5.3.1绘制短路电流计算图 (19)第六章机械工厂车间的配电 (20)6.1低压配电线路的接线方式 (20)6.2方案比较 (21)第七章主要电气设备的选择与校验 (22)7.1 电气设备选择的一般规定 (22)7.1.1 一般原则 (22)7.1.2 有关的几项规定 (22)7.3 高压电气设备选择 (23)7.3.1 断路器的选择与校验 (23)7.3.2 隔离开关的选择及校验 (26)7.3.3电流互感器的选择及校验 (27)7.3.4 电压互感器的选择及校验 (31)7.3.5 母线与电缆的选择及校验 (32)7.3.6 熔断器的选择 (34)7.3.7避雷器的选择 (35)第八章变电所进出线与邻近单位联络线的选择 (35)8.1 10KV高压进线和引入电缆的选择 (35)8.1.1.10KV高压进线的选择校验 (35)8.1.2由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 (35)8.2 380V低压出线的选择 (36)8.2.1金工一车间 (36)8.2.2装配车间 (36)8.2.3金工二车间 (37)8.2.4冷作车间 (37)8.2.5工具机修车间 (37)8.2.6仓库 (37)8.2.7.户外照明 (37)8.2.8器件选择总栏表 (37)第九章变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (39)9.1二次回路方案选择 (39)9.1.1二次回路电源选择 (39)9.1.2高压断路器的控制和信号回路. 409.1.3电测量仪表与绝缘监视装置 (40)9.1.4电测量仪表与绝缘监视装置 (40)9.2继电保护的选择 (40)9.2.1变压器继电保护 (41)参考文献 (44)致谢 (45)附录:机械工厂供电系统电气设计原始资料: (46)附录:总电路图 (47)长江大学毕业设计(论文)任务书学院(系)电信学院专业电气工程班级电气11103班学生姓名吴友为指导教师/职称常秀莲讲师1.毕业设计(论文)题目:机械工厂供配电系统电气设计2.毕业设计(论文)起止时间:2015年3月23日~2015年6月6 日3.毕业设计(论文)所需资料及原始数据(指导教师选定部分)机械工厂供电系统电气设计原始资料《电力工程电气设计手册》电气一次部分、电气二次部分、《工厂供电》、《电力工程电气设备手册》上册、下册及相关资料和参考书籍4.毕业设计(论文)应完成的主要内容(1) 设计厂用电电气主接线方案(2) 机械厂供电系统负荷的计算(3) 厂用主电源供电电压等级的确定(4) 主变压器及厂用变压器的确定(5) 短路电流计算(6) 主要电气设备的选择与校验(7) 厂用变电所主要保护设计5.毕业设计(论文)的目标及具体要求说明书:厂用电电气主接线方案的拟定;厂用主电源供电电压等级的确定全厂继电保护的配置计算书:机械厂供电系统负荷的计算;短路电流计算;电气设备的选择及校验图纸:电气主接线图1张6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求一台计算机, windowsXP系统,Auto CAD绘图软件,上机150机时任务书批准日期 2015 年 3 月 10 日教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2015 年 3 月 15 日指导教师(签字) 完成任务日期年月日学生(签名)长江大学毕业设计开题报告题目名称:机械工厂供配电系统电气设计院(系):电子信息学院专业班级:吴友为学生姓名:电子信息学院指导老师:常秀莲老师辅导老师:常秀莲老师开题报告日期: 2015.3.28机械工厂供配电系统电气设计学院(系)电信学院专业电气工程班级电气11103班学生姓名吴友为指导教师/职称常秀莲讲师一、题目来源毕业设计二、设计目的和意义在工厂里生产的连续性强,生产机械集中,对供电质量的要求很高,某些对供电系统可靠性要求很高的工厂即使在极短时间内停电,也会引起重大设备损坏,或引起大量产品报废,则可能对工业生产造成严重的后果。
短路电流和短路容量的计算

非周期分量表达式为: iknp Iknp0e
非周期分量的初始值
10
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第三章 短路电流及其计算
短路电流的波形图:图3-2.
i sh
11
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第三章 短路电流及其计算
结论:1)在暂态过程中,短路电流波形不再对称时间轴。
2)在t=0后半个周波附近,将出现一个冲击电流ish。
X
* T
Uk% SN
(2)电力变压器的电抗标么值:X
* T
XT Xd
Uk % UC2 100 SN
/
U
2 d
Sd
Uk %Sd 100SN
(3)电力线路的电抗标么值:
X
* WL
X
0
L
Sd
U
2 c
应注意:
此公式中的UC是线路所在处的短路计算电压, UC与Ud不一 定相等。
(4)电抗器的电抗标么值:
则有: ish 2K或shIkp
ish 2KshIk
高压系统中:一般τ=(0.05~0.2)s,一般取τ =0.05s,
Ksh=1.8
ish 2.55Ikp
低压系统中:由于电阻较大,τ较小,一般取τ =0.008s,
Ksh=1.3
ish 1.84Ikp
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第三章 短路电流及其计算
3X 1 1
3Xd
X Xd
X
*
S
* K
SK Sd
3UC I K 3Ud Id
IK Id
I
* K
I
* K
S
* K
1
X
继电保护课程设计
{目录第1章引言...................................................................... - 1 -设计题目基础资料............................................................. - 1 -设计内容..................................................................... - 1 -设计要求..................................................................... - 2 -第2章电力网络短路计算........................................................... - 3 -确定电网最大和最小运行方式................................................... - 3 -计算各元件基准电抗标幺值..................................................... - 3 -《求各点短路电流(最大运行方式)............................................... - 4 -求各点短路电流(最小运行方式)............................................... - 5 -最小运行方式下............................................................... - 6 -变压器的短路电流计算......................................................... - 7 -第3章电力系统继电保护各元件选择................................................. - 9 - 50MW汽轮发电机继电保护方式的选择............................................. - 9 - 20MW电力变压器.............................................................. - 10 - 110kV单侧电源高压输电线路继电保护方式的选择................................. - 10 -#第4章电力变压器继电保护的整定计算 ............................................... - 12 -过电流保护整定计算.......................................................... - 12 -过负荷保护整定计算.......................................................... - 12 -比例制动式纵差保护的整定原则................................................ - 12 -第5章电力变压器继电保护装置的选择及配置 .......................................... - 14 -心得体会.......................................................................... - 16 -参考文献.......................................................................... - 17 -!》第1章引言设计题目基础资料如图所示110kV单电源环形网络:(1)所有变压器和母线装有纵联差动保护,变压器均为Y,d11接线;(2)发电厂的最大发电容量为(2×25+50)MW,最小发电容量为2×25MW;(3)网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行;[(4)允许的最大故障切除时间为;(5)线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140A,负荷自起动系数;(6)时间阶梯△t=;(7)线路正序电抗每公里为Ω;设计任务:1)确定保护1、3、5、7(或2、4、6、7)的保护方式,以及它们的动作电流、设计内容(1)短路电流计算1)确定电力系统最大运行方式和最小运行方式,计算最大短路电流值和最小短路电流值。
变电站一次部分设计
第7章 总平面布置设计及配电装置的选择
电气总平面布置是一项综合性的工作, 在设计时应首先满足本专业的要求, 还需考虑系统、线路甚至是土建等各专业的多方面要求。 配电装置均要采用较为紧凑的布置, 要充分考虑到站址周围环境的实际情况, 做到了因地制宜, 统筹安排, 合理紧凑, 节约用地和基建投资。 站址的选择需兼顾城市规划、环保、军事设施、国土资源、航空、文物等诸多因素。
避雷器的选择
目前在新建或技术改造的变电所中,一般都选用氧化锌避雷器,作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比,具有残压低、无续流、通流容量大、性能稳定和动作迅速等优点。
35kV侧避雷器的选择 选择Y5WZ—53/134型氧化锌避雷器能满足35kV侧变压器的过电压保护要求。
总平面布置设计
电气总平面布置的要求:
符合外部条件,安全距离要符合要求。
充分利用地形,方便运输、运行、监视和巡视等;
、出线布局合理、布置力求紧凑,尽量缩短设备之间的连线;
总平面布置设计
要求自然地形略有起伏、地势较高并且地形相对平坦的区域、不受洪水的影响、并且雨水排散条件良好的地域、进出交通便利等自然因素外,还应当兼顾城市规划、环境保护、军事设施、国土资源保护以及地方文物保护等社会因素。
变电站总平面的布置设计
龙兴35kV变电站设计:变电站的总平面设计可在站区A点方向作为北方向。在站区的南边,由南出线,布置35kV的配电装置。于站区北面,向东西两个方向出线,布置10kV的配电装置。站区中间再布置主变以及两边配置10kV的无功补偿装置(也可以将继电器小室布置在站区中间)。站区南面的中部设置为站前区,站区大门设置在向南方向。而在站区前可集中对主控制建筑以及污水处理装置等进行设置。 变电站的竖向布置设计 变电站的站址选择一般为山前坡脚,此处地形通常会略有起伏,且地势会较为宽阔,所需占用农田面积较少。综合考虑了变电站区域的总平面布置、建筑群地基处理、区域地形特点等因素,同时也对以往变电站的工程实践经验进行参考后,可规划变电站区域的竖向布置设计方案,并且对其进行土方计算。
继电保护第二章、四章、五章的总结
• 解决方法:设置“方向元件”判别故障方向 当故障为“正向故障”时,开放电流保护
KW 方向元件 当故障为“反向故障”时,闭锁电流保护 & KA 电流元件
设置了方向元件,双电源线路电流保护实际分成了 两组方向不同的单电源线路电流保护。
两组保护各自的整定方法与单电源线路电流保护一致。
功率方向元件
1.工作原理 方向元件如何判断故障“方向”?
三相短路:
两相短路:
死区 EM EM (3) Ik = = ZΣ ZM + ZK 3 (2) Ik = × I k( 3 ) 2
M
N
K2
1.保护装置的动作电流:能使保护装置起动的最小电流 1.保护装置的动作电流: 保护装置的动作电流 2.动作电流整定: 动作电流整定: 动作电流整定 按保护区末端短路条件整定, 按保护区末端短路条件整定,但为 了保证选择性, 了保证选择性,电流速断保护的动作 电流应躲过下一线路首端短路故障时 流过本保护的短路电流即 Ioper> > Ik.N.max 保护装置动作电流: 保护装置动作电流:
电流继电器KA作为启动元件。 电流继电器 作为启动元件。 作为启动元件 中间继电器KM的作用,触点容量大,增强电流。利用中间继电 的作用, 中间继电器 的作用 触点容量大,增强电流。 器的短延时( 器的短延时(0.06~0.08s)作用,躲过避雷器短路线路的放电时 )作用, 间(10ms)。 。
QF
II段的接线 段的接线
• 展开接线图: 展开接线图:
动作过程为: 动作过程为: 正常时: 正常时:Ij=Ifh<Idz,KA 不动作,保护不动作 短路时: 短路时:Ij=Id>Idz,KA 动作,KA的动合触点闭 合,接通KT线圈带电动 作,KT延时闭合,使KOM 线圈带电动作,KOM动合 触点闭合,让QF的YT带电 动作跳闸切除故障。同时 KS线圈带电动作,接点闭 合,发掉牌信号、光字牌 信号、事故音响信号。
《工业与民用配电手册》(第三版)公式汇编
《工业与民用配电手册》(第三版)公式汇编
第一章负荷计算及无功功率补偿(共61个公式)1设备功率的确定:
2需要系数法
3利用系数法
简化方法计算公式(1-16~1-20 )省略
4电弧炉负荷计算(1-37~1-40)省略
5企业电能消耗量计算
6单位产品耗电量(1-45~1-46)
7损耗
8无功功率补偿
第二章供配电系统(八个公式)
柴油发电机容量选择:
第三章35~10(6)kV变配电所
第四章短路电流计算
第五章35~10(6)kV变配电所
第六章短路电流计算
第七章高压电器及开关柜的选择
第八章电能质量
第九章继电保护和自动装置
第十章变电所二次回路
第十一章电线、电缆选择
第十二章线路敷设
第十三章低压配电线路保护和低压电器选择
第十四章常用用电设备配电
第十五章雷电防护及电力设备过电压保护
第十六章接地
第十七章低压电气装置的防电击和特殊环境的电气安全第十八章常用资料。