35kV 变电所及低压配电系统设计

毕 业 设 计 论 文

题 目 35kV 变电所及低压配电系统设计

（院）系 电 气 工 程 系 专业 电气工程及其自动化 班级 01 学号 0 学生姓名 导师姓名 完成日期 200.6.17

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目： 35KV变电所及低压配电系统设计 姓名 系别 电气与信息工程系 专业 电气工程及其自动化 班级 电气学号 01 指导老师 教研室主任

一、基本任务及要求：

1、变电所设计：变电所负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；变电所电气照明的设计。

2、低压配电系统设计：车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；车间电气照明设计。

二、进度安排及完成时间：

1、3月7日：布置任务，下达设计任务书。 2、3月7日-3月26日：查阅资料，撰写文献综述，撰写开题报告。 3、3月27日-4月9日：毕业实习，撰写实习报告。 4、4月10日-5月10日：变电所设计，中期检查。 5、5月11日-5月30日：低压配电系统设计，撰写毕业设计说明书。 6、6月1日-6月14日：修改、装订毕业设计说明书。 7、6月15日-6月20日：毕业设计答辩。

目 录

摘 要 ············································································································································ Ⅰ Abstract ··········································································································································· Ⅱ 第1章 变电所负荷的计算及无功功率的补偿 ······················································ 1

1.1 电力负荷的分级 ····································································································· 1 1.1.1 一级负荷 ········································································································· 1 1.1.2 二级负荷 ········································································································· 1 1.1.3 三级负荷 ········································································································· 2 1.2 负荷计算的意义和目的 ························································································· 4 1.3 用系数法计算本课题电力负荷 ············································································· 6 1.4 无功补偿的计算、设备选择 ················································································· 6 1.4.1 无功补偿的意义和计算 ··············································································· 13 1.4.2 补偿装置的选择 ··························································································· 13 第2章 变电所主变压器的台数、容量和型号的确定 ········································· 14

2.1 主变压器台数的确定 ·························································································· 14 2.2 变压器型式的选用 ······························································································ 14 2.3 主变压器容量的选择 ·························································································· 15 第3章 变电所主接线方案的确定 ······································································· 16

3.1 变电所主接线的选择依据 ·················································································· 16 3.1.1 变电所在系统中所处的位置和作用 ··························································· 16 3.1.2 负荷大小和重要性 ······················································································· 16 3.1.3 系统专业对电气主接线提供的资料 ··························································· 16 3.2 主接线选择的基本要求 ······················································································ 16 3.3 典型接线方式及应用范围 ·················································································· 16 第4章 短路计算和开关设备的选择 ··································································· 20

4.1 短路计算 ·············································································································· 20 4.2 开关设备的选择 ·································································································· 28 4.2.1 选择各类电气设备的的要求 ······································································· 28 4.2.2 一次设备校验应满足的条件 ······································································· 29 第5章 变电所高压进线和低压出线的选择 ························································ 40

5.1 变电所进线方式的选择 ······················································································ 40 5.2 变配电所进出导线和电缆的选择 ······································································ 40 5.3 各类电力线路的导线截面的选择步骤 ······························································ 40 5.4 电力线路选择的具体公式 ·················································································· 41 5.5 设计进出线的选择 ······························································································ 42 5.6 6kV高压母线的选择 ···························································································· 45 5.7 车间变电所低压侧母线的选择 ·········································································· 45 第6章 继电保护以及二次回路的设计 ······························································· 46

6.1 继电保护装置的基本要求 ··················································································· 46 6.2 二次回路的接线安装要求 ·················································································· 46 6.3 引入盘、柜的电缆及其芯线应符合的要求 ······················································ 46 6.4 35kV主变压器的保护装置设计 ·········································································· 47 6.4.1 电力变压器保护装置 ··················································································· 47 6.4.1 保护装置的设计 ··························································································· 47 6.5 35kV车间变压器的保护装置设计 ······································································ 49 6.6 备用电源自动投入装置的选 ·············································································· 50 6.7 高压断路器的操动机构控制与信号回路 ·························································· 51 6.8 防雷保护和接地装置设计 ·················································································· 52 ……… 结束语 ·················································································································· 54 参考文献 ·············································································································· 55 致谢 ······················································································································ 56 附录A 车间低压配电系统设计图 ······································································· 57 附录B 35kV变电所主接线图 ········································································ 另附

35KV变电所及其低压配电系统设计

摘要：随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。此工厂供电设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计，还有电路图的绘制。

关键词：变电所 变压器 断路器 继电器 隔离开关 互感器 熔断器

I

35kV变电所及低压配电系统设计

Transformer Substation And the Low electric

Circuit wire design

ABSTRACT：With development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. As the pivot between what the electric energy is transmitted and controlled, the transformer substation must change the traditional design and control the mode , could meet modern power system , modernized industrial production and development trend of social life . This factory supplies power and designs including: Calculation of load and compensation of the inactive power; Transformer substation main voltage transformer platform count and capacity , sureness of pattern; Mainly wire the choice of the scheme in the transformer substation; Pass in and out the choice of the thread; Choice of shorting out and calculating and switchgear ; Two return circuit sureness and choice that relay protect of scheme exactly make; Defend the thunder and protect the design with the earth device ; The workshop distribution line connects up the sureness of the scheme; Circuit wire and distribution equipment and protecting the choice of the equipment; And the electric design that lighted, there is drawing of circuit diagram.

Keyword: Transformer substation Voltage transformer Circuit breaker Relay Isolate the switch Mutual inductor Fuse box.

II

第1章 变电所负荷的计算及无功功率的补偿

1.1 电力负荷的分级

工厂企业各类用电设备，由于其生产工艺的不同，因此对供电的要求级别也不同，一般按工厂企业主要车间的用电生产工业要求，确定去用电负荷性质。按照工厂企业的用电的重要性中断供电以后可能在政治上，经济上所造成的损失或影响程度，划分为一级、二级和三级负荷。

1.1.1 一级负荷

(1)中断供电造成人身伤亡者：如井下采掘企业，铁矿、硫矿、有色金属矿井等，中断供电可能引起瓦斯爆炸，或者积水淹没、矿壁倒塌等造成人员伤亡。

(2)中断供电将在政治上或者经济上造成重大损失者。如大设备损坏、重大产品报废，用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续性生产被打断而需要长时间才能恢复等。例如炼焦炉停电以后煤气从炉缝中溢出，遇火星要爆炸，烧碱厂停电以后，氯气和氢气从电解槽溢出，容易发生爆炸等。

(3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷，如重要交通枢纽，重要通讯枢纽，重要宾馆，大型体育场，经常要用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位的重要负荷。在一级负荷中特别重要的负荷是指当中断供电会发生爆炸、中毒和火灾等情况的负荷一级特别重要场所内不允许中断供电的负荷，如正常电源中断时处理安全停产所必需的事故照明、通信系统、火灾报警设备、保证安全停产的自动控制装置、执行机构和配套装置等负荷。

一级负荷对供电电源的要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。在一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必需增设应急电源，为保证对特别重要的负荷供电，严禁将其他负荷接入应急系统。

1.1.2 二级负荷

(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续性生产被较长时间被打断,重点企业大量减产。譬如水泥厂的旋转大窑，停电将停止旋转，使旋转窑二次侧受热不均匀，时间拖长，使回转窑弯曲；化纤厂停电，多数设备因为管道给浆粕堵塞，包括白金喷丝头，需大量拆换修理等。

(2)中断供电将影响重要单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通讯枢纽等用单位的

- 1 -

35kV变电所及低压配电系统设计

重要负荷。

(3)中断供电将造成大型影剧院，大型商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱者。 二级负荷对供电的要求：二级负荷应由两个电源供电，即应由两回路线供电，供电变压器应有两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生电力变压器事故或电力线路常见故障时，不致中断供电或中断后能很快恢复，在负荷较小或者地区供电条件不足情况下，可由一回6KV及以上专用架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆供电，每根电缆应能承受100%的一级负荷；为解决线路和配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产问题，可备用小容量柴油发电机组，其容量由实际需要决定。

1.1.3 三级负荷

不属于一级负荷和二级负荷者。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。

对供电电源无特殊要求，一般按用电负荷容量，选择电网各级电压供电。

1.2 负荷计算的意义和目的

工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电电设备的安装容量。这些用电设备品种多、数量大，工作情况复杂。如何根据这些资料正确估计工厂所需要的电力和电量是一个非常重要的问题。估算的准确程度，影响工厂电力设计的质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加投投资和运行管理工作量。特别是由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂电力需要量作为基础的国家电力系统的建设，将给整个国民经济的建设带来很大的危害。但是如果估算过低，，又会使工厂投入生产后，供电系统的线路及按期设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。

求计算负荷的这项工作称为负荷计算。显然，计算负荷是根据一直的工厂的用电设备的、安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据，所以非常重要。

国内外学者和设计研究人员长期以来对如何准确估算计算负荷的工作非常重视，并已形成以下的一些基本观点。

工厂投产后，供电系统必须首先保证能安全可靠地工作，因此，实际负荷电流通过

- 2 -

系统各个元件产生的热量引起的温升，应不超过倒替和电气设备在规定使用期间内长期工作的允许温升。从这一要求出发，必须考虑用电设备的工作特征，其中工作制与负荷计算的关系较大，因为工作制下，导体发热的条件是不同的。用点设备的工作制可以分为：

①连续运行工作制 是指工作时间较长，连续运行的用电设备。绝大多数用电设备属于此类工作制。如通风机、压缩机、各种泵类、各种电炉、机床、电解电镀设备、照明等。

②短时运行工作制 是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制 。如金属切削机床用的辅助机械、水闸用电机等，这类设备的数量很少。求计算负荷一般不考虑短时工作制的用点设备。

③连续周期工作制 是指有规律性、时而工作，时而停歇，反复运行的用电设备的工作制，如吊车用电动机，电焊用变压器。

为表征其断续周期的特点，用整个周期里的工作时间和全周期时间之比，即用负荷持续率（FC）表示:

FC?tg*100%tg?tx （1.1）

对这类的用电设备，在参数计算负荷时，从发热的观点来看，需将铭牌功率按下式换算成FC=100%时的额定持续功率：

对于电动机 PN=P’NFC 对于电焊变压器 SN=S’NFC

（1.2） （1.3）

用电设备在生产期间的投入运行有很大的随机性，但各种类型的工厂都有其本身的生产规律，所以从整体来看，用电也必然存在一定的规律性，这就有可能利用已有的生产工厂用电设备的安装容量和实际用电的大量资料进行统计，整理及分析，求出有关系数，，以便在设计同类型的工厂时参考利用。

由于用电设备的组成非常复杂，除按上述的工作制进行分类外，在测定有关数据时，按照加工特点，把用电设备分成不同类型的组。如金属切割机床，通风机，不同类型的电炉，电解电镀设备，照明等。这种用电设备组的划分方法，竟长期应用，证明只要是同一类型的用电设备，即使在不同类型的工厂企业采用，也由于其共性，测的数据的范围有近似之处。所以，这种分类方法在国际是是通用的，但具体数据，却因各国国情不同而有所差异。

1)为了求得②中所需的有关系数，需要利用现有生产工厂的电力负荷曲线。

- 3 -

35kV变电所及低压配电系统设计

所谓电力负荷曲线就是纵坐标为有功负荷P（或无功负荷Q），横坐标为时间t，每隔一定时间间隔△t绘制的负荷变化曲线。负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期间耗用的电能。为求计算负荷，目前绘制负荷曲线采用的时间间隔△t为30min。其理由是：某一标准截面的导线，通过对取所规定的相应电流时，经过一定的时间，该导线才会达到它的稳定温升。利用30min 作为时间间隔，是根据最小导线截面确定的，它对于较大截面的导线发热，显然有足够的余量。

2)以30min 为时间间隔，在最大负荷工作班测定的某一些用电设备组的负荷曲线，起最大值定义为P30，以P30求出的系数去计算新建或者扩建工厂该用电设备组的计算负荷可以计为Pc 。两者本来应当是一个数值，只不过Pc来源于P30的统计值而已。

1.3 用系数法计算本课题电力负荷

用需要系数法求计算负荷的具体步骤如下：

(1)将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。 (2)查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。

(3)用需要系数法求全厂计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数KΣ。因为本课题已给定部分数据，同过已知数据来求其他数据。 具体电力负荷计算数据如表1.1，表1.2。 有关计算公式：

有功计算负荷： P30=KdPe， (1.4) Kd为用电设备组的需要系数。

无功计算负荷： Q30=P30 tgφ (1.5)视在功率计算负荷： S30=P30 / cosφ 计算电流： I30=S30 /3U

表1.1 各车间6KV高压负荷计算表 序 号 车间名称 高压设备名称 设备容量 Kd cosφ tanφ P30 Q30 S30 计算负荷 (1.6) (1.7)

I30 1 铸钢车间 2 铸铁车间 3 空 压 机 小 计

电弧炉 工频炉 空压机 2*1250 0.9 2*200 2*250 0.8 0.87 0.9 0.57 0.48 0.62 2250 1283 2586 320 425 154 264 356 500 250 34 48 332 0.85 0.85 - 4 -

2995 1701 3442

表1.2 各车间380V负荷计算表 车间 设备名 称 cosφ tanφ 铸钢车间 2000 0.4 铸铁车间 1000 0.4 砂 库 110 小计 0.7 0.65 0.70 0.60 0.66 1.17 800 936 1.02 400 408 1.33 77 102 1231 1870 NO.1车变 571 128 648 870 190 980 NO.2车变 2*1000 2*500 计 算 负 荷 P30 Q30 S30 I30 车间变代 变压器台号 数和容量 容量 Kd 1.13 429 485 Ks=0.9 铆焊车间 1200 0.3 1.水泵房 小计28 0.45 1.98 360 713 0.75 21 2.9 16 800 26 772 1220 40 1174 NO.3车变 1*400 0.75 0.8 0.44 343 692 Ks=0.9 空压站 390 0.85 0.75 0.25 0.65 0.3 0.55 0.88 332 292 1.17 38 1.52 66 1.33 65 44 100 86 443 57 120 108 8 18 670 90 180 160 14 28 1142 NO.4车变 1*315 机修车间 150 锻造车间 220 木型车间 186 制材厂 综合楼 小计20 20 0.35 0.60 0.28 0.60 0.9 1 0.68 1.33 5.6 7 0 18 0 1.06 524 1358 755 Ks=0.9 锅炉房 300 0.75 0.80 0.75 0.80 0.3 0.65 0.75 225 169 0.75 21 1.17 26 0.75 9 16 30 7 281 26 40 11 430 40 60 17 NO.5车变 1*250 2.水泵房 28 仓库1.2 88 污水提升站 小计 14 0.65 0.80 281 222 358 547 Ks=0.9

- 5 -

35kV变电所及低压配电系统设计

1.4 无功补偿的计算、设备选择

1.4.1 无功补偿的意义和计算

电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。

有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1.1所示。

S=P2?Q2 （1.8）

式中 S——视在功率，kVA

P——有功功率，kW 图1.1 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系

Q——无功功率，kvar

φ角为功率因数角，它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ＝P/S称作功率因数。

由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。

无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周

- 6 -

期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。 采用并联电容器进行无功补偿的主要作用：

(1)提高功率因数 如图1.2所示。图中

 S1——补偿前的视在功率 S2——补偿后的视在功率

Q1——补偿前的无功功率 Q2——补偿后的无功功率 φ1——补偿前的功率因数角 φ2——补偿后的功率因数角

P——有功功率 图1.2 无功补偿对照图

由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量Qc＝Q1-Q2)，功率因数角由φ1减小到φ2，则cosφ2＞cosφ1提高了功率因数。

(2)降低输电线路及变压器的损耗 三相电路中，功率损耗ΔP的计算公式为

P2R（kW) (1.9) △P=322U（cosφ）式中

P——有功功率，kW； U——额定电压，kV； R——线路总电阻，Ω。

由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大下降。

(3)改善电压质量 线路中电压损失ΔU的计算公式

 △U=3式中

P——有功功率，KW；

- 7 -

P*R?Q*XL(kV) (1.10)

U35kV变电所及低压配电系统设计

Q——无功功率，Kvar； U——额定电压，KV； R——线路总电阻，Ω XL——线路感抗，Ω。

由上式可见，当线路中，无功功率Q减小以后，电压损失ΔU也就减小了。

(4)提高设备出力

如图3所示，由于有功功率P＝S·cosφ，当供电设备的视在功率S一定时，如果功率因数cosφ提高，即功率因数角由φ1到φ2，则设备可以提供的有功功率P也随之增大到P+ΔP，可见，设备的有功出力提高了。

在本课题中，由前面的车间负荷计算知车间的计算很大，但功率因数普遍很小。从表中可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.77。而提供电部门要求该厂35KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功功率

损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应稍微高些，取0.92。 相关的无功功率补偿公式如下： 无功功率补偿装置容量:

QC=P3（tanΦ-tanΦ`） （1.11） 式中: P30 —工厂的有功计算负荷(单位:KW)

tanΦ—对应原来功率因数COSΦ的正切; tanΦ`—对应需补偿到功率因数的COSΦ`正切;

补偿后总的视在负荷：

S`30=〔 P302+(Q30-QC)2〕0.5 （1.12）

变压器有功损耗:

△PT=△Pkβ2+△P0 （1.13）

式中: △P0—变压器的空载损耗;

△Pk—变压器的短路损耗;

β—变压器的负荷率, β= S30 / SN,

对于6—10KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按下列简化公式计算:

△PT=0.015S30 （1.14） 变压器无功损耗：

△QT=（I0%/100+UK%/100β2）SN （1.15）

式中： I0 —变压器的空载电流百分比

UK—变压器的短路电压百分比

- 8 -

对于6—10KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按下列简化公式计算:

△QT=0.06S`30 （1.16）

变压器高压侧有功功率：

P=P30+△PT （1.17） 变压器高压侧无功功率：

Q=Q30+△QT （1.18） 补偿后的有功功率：

S=〔 P2+Q2〕0.5 （1.19）

因此380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算，380V侧所需无功功率补偿容量各车间计算如下: 第一车间:

QC =P30（tanΦ-tanΦ`）

=800×「tan(arccos0.65)－tan(arccos0.92)」 =592kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2″（主屏）1台与方案4″(辅屏)6台相结合,总共容量112kvar×7=784kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如表1.3所示:

表1.3 NO.1车间380V侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 变压器功率损耗 6KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.65 0.98 0.98 800 800 0.021 800.021 Q30/Kvar 936 784 152 0.45` 152.45 S30/KVA 1230.8 814.3 816 I30/A 1870.1 1237.3 78.52

第二车间:

QC =P30（tanΦ-tanΦ`）

=429.3×「tan(arccos0.66)－tan(arccos0.92)」=301kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2″（主屏）1台与方案3″(辅屏)3台相结合,总共容量112kvar×1+84kvar×3=364kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和

- 9 -

35kV变电所及低压配电系统设计

6KV侧的负荷计算如表1.4所示:

表1.4 NO.2车间380V侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 6KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.66 0.96 0.94 429.3 429.3 0.012 429.3 Q30/Kvar 484.89 364 120.89 0.26 121.2 S30/KVA 647.62 445.97 447.30 I30/A 984 677.64 43.04

第三车间:

QC =P30（tanΦ-tanΦ`）

=342.9×「tan(arccos0.44)－tan(arccos0.92)」 =545.2kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2″（主屏）1台与方案4″(辅屏)4台相结合,总共容量112kvar×5=560kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如表1.5所示:

表1.5 NO.3车间380V侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 6KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.44 0.93 0.93 342.9 342.9 0.012 342.91 Q30/Kvar 692.12 560 132.12 0.26 132.38 S30/KVA 772.41 367.47 367.94 I30/A 1173.59 558.33 35.41

第四车间:

QC=P30（tanΦ-tanΦ`）

=471.3×「tan(arccos0.68)－tan(arccos0.92)」 =301.63kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2″（主屏）1台与方案4″(辅屏)2台相结合,总共容量112kvar×3=336kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如表1.6所示:

- 10 -

表1.6 NO.4 车间380V侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 6KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.68 0.94 0.94 471.3 471.3 0.02 472.50 Q30/Kvar 501.44 336 165.4 0.36 165.76 S30/KVA 688.16 499.48 499.76 I30/A 1045.58 758.9 48.09

第五车间:

QC =P30（tanΦ-tanΦ`）

=253.35×「tan(arccos0.77)－tan(arccos0.92)」

=103.87kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案1″（主屏）1台与方案3″(辅屏)1台相结合,总共容量84kvar×2=168kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如表1.7所示:

表1.7 NO.5 车间380V侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 6KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.77 0.99 0.98 253.35 253.35 0.02 253.37 Q30/Kvar 211.11 168 43.11 0.24 43.35 S30/KVA 329.78 257 257.4 I30/A 501.06 390.47 24.77

6KV高压车间:

QC =P30（tanΦ-tanΦ`）

=2695.5×「tan(arccos0.74)－tan(arccos0.92)」=1320.8kvar

选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏:采用其方案2″（主屏）1台与方案 4″(辅屏)11台相结合,总共容量112kvar×12=1344kvar。因此无功补偿后工厂6KV侧的负荷计算如表1.8所示:

表1.8 高压车间6KV侧的负荷计算表

- 11 -

35kV变电所及低压配电系统设计

计算负荷 项目 6KV侧补偿前负荷 6KV侧无功补偿容量 6KV侧补偿后负荷 COSΦ P30/Kw 0.74 0.92 2695.5 2695.5 Q30/Kvar 2476.41 1344 1132.41 S30/KVA 3660.37 2923.71 I30/A 5561.52 281.34

主变压器的负荷计算： 补偿后：

P30`=∑P301+P302+?P30i=4492.40KVA Q30`=∑Q301+Q302+?Q30i=1476Kvar S30`=（P30`2+Q30`2 ）1/2=4819.77KVA I30`=463.8A

CosΦ`=0.93 TanΦ`=0.38 6KV侧和35KV侧的负荷计算如表1.9所示:

表1.9 主变压器35KV侧和6KV侧的负荷计算表

计算负荷 项目 6V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 35KV侧负荷总计 COSΦ P30/Kw 0.93 0.93 4492.4 0.12 4492.52 Q30/Kvar 1476 2.22 1478.22 S30/KVA 4819.77 4820.34 I30/A 441.7 78.52 此可见,补偿后变电低压侧的无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流显著减小,而功率因数显著提高。补偿后该变电所主变压器T的容量显然比补偿前的变压器容量小得多。同时由于计算电流的减小，使补偿点以前系统中各元件上的功率损耗也相应降低，因此不仅降低了变电所的初投资，而且减少了工厂的电费开支，所以进行无功补偿效益是十分可观的。

1.4.2 补偿装置的选择

作为提高功率因数的补偿装置有同步补偿器和静电电容器。

同步补偿器是无功功率的发电机，它的最大优点是可以均匀地调节电网的电压水平，如在日最大负荷时间内，当工厂和电网的负荷都较大时，同步补偿器在过励情况下工作，而在夜间，当电网的无功负荷的需要下降时，补偿器可在欠励情况下工作。但由于同步

- 12 -

补偿器的容量越小，其单位kvar的造价将越高，即使通亮很大的同步补偿器也远较静电补偿器昂贵，而且它每发出1kvar的无功功率，较之静电电容器的功率损失高达6~9倍；容量组成不灵活；安装条件要高；运行维护也较困难，因此适宜在大电网和总降压变电所中应用。

目前国内外在工矿企业广泛应用的是静电电容器。

在本课题中，我们选用2分散补偿的方法，将电容器组分别安装在变电所各分路的出线上。

- 13 -

35kV变电所及低压配电系统设计

第2章 变电所主变压器的台数、容量和型号的确定

2.1 主变压器台数的确定

为保证供电的可靠性，避免一台主变鼓掌或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但是一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。

对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器，当一台发生鼓掌时，要切断大量负荷是很困难的。因此，对大型枢纽变电所，根据工程具体情况，应安装2~4台主变压器，这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单台通亮以及安装的总容量皆有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分期逐渐装设变压器，而不致积压资金。

当变电所装设两台或者两台以上的主变时，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停止运行时，其余变压器的容量，在计及过负荷能力的允许时间内，应保证拥护的一级负荷和二级负荷；对于一般性的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。在本课题中，因为其有两路电源供电，且不属于枢纽变电所，其供电负荷为2级负荷，所以选用两台主变压器。

2.2 变压器型式的选用

(1) 变电所的主变压器一般采用三相变压器，如因制造和运输条件限制，在220KV的枢

纽变电所中，一般采用单相变压器组。当装设彝族单相变压器时，应考虑装设备用相。当主变压器超过一组，且各组容量满足全部负荷的75%要求时，可不装备用相。 (2) 变电所的主变压器在系统有调压要求时，一般采用有载调压变压器，有载调压变压

器可以带负载调压，有利于变电所的经济运行。因此，在新设计的变电所中，一般采用这种型式的变压器。

(3) 与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大与中高压潮流不定情况

外，一般采用自藕变压器，但仍需做技术经济比较。

在本课题中，主网电压为35KV，中压网络为6~10KV，为利于变压器的经济运行，故选用S9系列双绕组无励磁调压电力变压器。这种变压器铁心采用了拉板、压圈结构；高、低压线圈为连续式，通过CAD优化设计，合理布置分接位置，把机械力降到最小限度；在线圈散热方面采取了挡油纸圈，油流导向型，充分利用油流把热量带走；该系列

- 14 -

产品损耗、温升特别低，过载能力、抗短路机械力能力特别强。

2.3 主变压器容量的选择

(1) 为了正确地选出变压器额定容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得

出变电所的年及日最高负荷平均负荷。

(2) 主变容量的确定应根据电力系统5~10年的发展规划进行选择，因此，为了确定合

理的变压器容量，必须尽可能把5~10负荷发展规划做的好，这是最根本的。 (3) 对有两台变压器的变电所，变压器的额定容量可按下式确定为

Se=0.7PM

即按70%的全部负荷选择，因此变电所的总安装容量为

Σse=2*（0.7PM）=1.4PM

当一台变压器停运时，可保证对70%负荷供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电。

- 15 -

35kV变电所及低压配电系统设计

第3章 变电所主接线方案的确定

3.1 变电所主接线的选择依据

[2]

3.1.1 变电所在系统中所处的位置和作用

电力系统中的枢纽变电所，汇聚多个大电源，进行系统功率交换，电压高、容量大，地位重要；地区性重要变电所，一般也有较高电压（220KV以上），处于多个一般变电所的配电中心，地位也比较重要；终端变电所和分支变电所，电压大部分在110KV以下，这类变电所多直接向用户供电，没有功率交换的任务。

3.1.2 负荷大小和重要性

(1) 对于一级负荷必需有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部一

级负荷不间断供电。

(2) 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部

一级负荷不间断供电。

(3) 对于三级负荷一般只需要一个电源供电。

3.1.3 系统专业对电气主接线提供的具体资料

(1) 出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。

(2) 主变压器的台数、容量和形式；变压器的主要参数及各种运行方式下通过变压器的

功率潮流。各级电压母线的电压波动值和谐波含量值。 (3) 无功补偿方式、形式、数量、容量和运行方式的要求。 (4) 系统的短路容量和换算的电抗值。 (5) 变压器中性点的接地方式和接地点的选择。 (6) 系统内过电压数值及限制内过电压措施。 (7) 可靠性的特殊要求。

(8) 变电所与系统的连接方式以及推荐的初期和最终的主接线方案。

3.2 主接线选择的基本要求

[2]

- 16 -

(1) 可靠性

主接线的可靠性很大程度上取决于设备的可靠程度，以及包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。 (2) 灵活性

主接线应满足调度、检修及扩建时保证供电可靠性的条件。 (3) 经济性

在满足可靠性、灵活性要求的前提下作到经济合理。做到投资省、占地少、电能损失少。

3.3 典型接线方式及应用范围

(1) 单母线接线

[2]

这种接线的主要特点是整个配电装置只是一组母线，所以电源和出线都接在同一母线上，这种接线适用于下述配电装置中：

1）6～10KV配电装置不超过5回时；

2）35～60KV配电装置的出线回数不超过3回时； 3）110～220KV配电装置出线回数不超过2回时。 (2) 单母线分段接线

当出线回路增多时，单母线供电不够可靠，需用断路器将母线分段，形成单母线分段接线。其适用于下列配电装置中：

1) 6～10KV配电装置的出线回数为6回及以上时； 2) 35～60KV配电装置的出线回数为4～8回时； 3）110～220KV配电装置出线回数为4回时。 （3）双母线及其分段

为了避免单母线分段接线，但母线或者母线隔离开关故障或检修时，连接在该母线上的回路数都要在检修期间长时间的停电，而将单母线分段接线发展成双母线。这种接线，每一回都通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，母线1、2都是工作母线。

- 17 -

35kV变电所及低压配电系统设计

A. 双母线的优点： 1）

可以轮流检修母线而不致中断供电。只需将要检修的那一组母线上的所有元 件

倒闸操作到另一组母线上。

2）检修任一回路隔离开关时，只停该回路，母线故障后，可迅速恢复供电。 3）调度灵活，各电源和各负荷回路可以任意分配到某一组母线上。 有利于扩建和便于实验。 B. 适用范围：

我国各级电压配电装置采用双母线的具体条件如下： 1） 出线带电抗器的6～10KV配电装置；

2）35～60KV配电装置当出线回数超过8回时，或连接电源较多、负荷较大时，可采用 双母线；

3）110～220KV配电装置当出线回数超过5回时，一般采用双母线。 C. 分段双母线的应用范围

1）当配电装置的进线和出线总数为12～16回时，在一组母线上设置分段断路器。 2）当配电装置的进、出线总数达到17回以上时，在两组母线上设置分段断路器。 (4) 增设旁路母线

为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置在进出线断路器检修时，不中断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。旁路母线的接线有专用旁路断路器和分段断路器兼作旁路断路器等三种形式。当然，不设专用旁路器，可以节约专用旁路断路器和配电装置间隔。但是，势必增加进出线回路和母线隔离开关的操作，破坏了双母线固定连接的正常运行方式。

配电装置中的旁路设施或专用的旁路断路器，应按下列条件设置：

1）采用分段单母线或双母线的110～220KV配电装置中，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路设施。当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当220KV出线为4回及以上或110KV出线为6回以上时，也可装设专用旁路断路器。

2）35～60KV配电装置中，一般不设旁路母线；如线路断路器不允许停电检修，可设置其旁路设施。

- 18 -

3）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6～10KV配电装置中，可设置旁路母线。 （5） 变压器—线路接线及桥式接线

变压器—线路接线是最简单的接线。当有两个变压器—线路接线桥的回路时，在其中间加上一连桥，则成为桥形接线。

桥形接线中，4个回路只有3台断路器，是需用断路器较少的一种方式，但是其灵活性和可靠性较差，只能用于小型变电所和发电厂。按连接桥断路器的位置，可分为内桥和外桥两种接线。 ① 内桥接线

内桥的特点是，连接桥断路器接在线路断路器的内侧，因此，线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器短开，不影响其他回路运行。但是当变压器发生故障时，该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回未发生故障线路的运行。由于变压器是少故障元件，一般不经常切换，因此。系统中应用内桥接线较多，以利于线路的运行和操作。 ② 外桥接线

外桥接线的特点是连接桥断路器接在线路短路器的外侧。当短路发生故障时，需动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器运行，因此，外桥接线只能用于线路短，检修和故障少的线路中。此外，当电网有穿越性功率经过变电所时，也采用外桥接线。

本课题中，降压变电所由2路35KV电源供电，且该变电所出线回数为8回，所以本课题选用双回进线，双变压器二次侧断路器合运行的方法，6KV侧母线采用单母线分段接线，单母线可以采用断路器分段。供电系统在实际设计中一般都在总降压变压器的一次侧和二次侧设有隔离开关、断路器、电流互感器和电压互感器。当总降压变压器的一次侧附有电流互感器时，则可装设三只电流表。通过电流表监测负荷是否均匀，并可判断某一相线是否缺相要求在35KV电源侧进行电能测量，所以要装设电度表、功率表和功率因数表，以便对其电能、功率因数进行测量和补偿。这时必须在总降压变压器的一次侧附设电压互感器和电流互感器。

在总降压变电所供电引向各车间变电所时，在总降压变电所或配电所的高压开关柜内，仅装设电流表和电度表即可，电流表可装一只，电度表装一只，如果有必要可装设计量无功电能的仪表和有功电度表。

- 19 -

35kV变电所及低压配电系统设计

第4章 短路计算和开关设备的选择

4.1 短路计算

所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。

造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏，误操作、雷击或过电压击穿等。由于误操作产生的故障约占全部故障的70%。短路电流数值通常是工作电流值的十几倍或几十倍。它通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘自然老化或损害，同时产生大的电动力，使设备的载流部分变形损坏，同时短路电流会在线上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其他的设备的正常的运行。另外：由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压击穿，或者是设备绝缘受外力损伤而造成短路；工作人员由于未遵守安全操作规则而发生误操作，也可造成短路。

供电系统要求正常的不断的可靠供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路而受到破坏，所以，我们一定要避免电力系统短路以免造成重大的损害。在选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定性。由此可见，短路的后果是非常严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路计算，目的就是为了正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电器保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也需要计算短路电流。

供电系统中短路的类型与其电源的中性点是否接地有关，可分为三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，为了选折和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，所以要计算三相短路电流。在校验继电保护装置的灵敏度是要计算不对称短路的短路电流值。校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定，要用到短路冲击电流、稳态短路电流、短路容量。但对瞬时动作的低压自动空气开关，则需要用冲击电流有效值来进行起动稳定性。

供电系统的短路电流的大小与系统运行的方式有关，系统的运行方式可以分为最大和最小运行方式。最大运行方式下发电机组投入多、双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统短路阻抗最小，短路电流最大。如果在最小运行方式下，则短路阻抗最大，短路电流相应的减小。在工厂供电系统中用最小方式求IZ（3），供校验继电

- 20 -

保护用。

本课题短路电流计算： (1) 绘制计算电路。

KM系统 图4.1 短路计算电路图

(2) 确定基准值：设Sd=100MVA，Ud=UC即高压侧Ud1=36.75KV，低压侧Ud2=6.3KV，Ud3=0.4KV，则:

Id1=Sd/30.5× Ud1=100/1.732×36.75=1.57kA Id2=Sd/30.5× Ud2=100/1.732×6.3=9.16KA Id3=Sd/30.5× Ud3=100/1.732×0.4=144.3KA (3) 计算短路系统电路中各元件的电控标幺值。 ① 电力系统:

X1M*=Sd/S(3)X1m*=Sd/S(3)kmaxkmin=100MVA/200MVA=0.5 =100MVA/175MVA=0.57

② 架空线路: 查表得LGJ-120的Ｘ0=0.347Ω/KM，而线路长8KM,故

X2*=X1L1Sd/U2av1=(0.347×8) Ω×100MVA/(36.75KV)2=0.2

③ 电力变压器：查表知UK%=7.5%、4.5%、4.0% X?= ?Uk%Sd

100SNT X3*= 7.5/100×100MVA/6300KVA =1.2

X4*= 4.5/100×100MVA/1000KVA=4.5 X5*=4/100×100MVA/500KVA=8 X6*=4 /100×100MVA/400KVA=10

- 21 -

35kV变电所及低压配电系统设计

X7*=4/100×100MVA/315KVA=12.7 X8*=4/100×100MVA/250KVA=16

（4）绘制等效电路图，如图4.2：

图4.2 等效电路图

（5）计算k-1点(36.75kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1) 总电抗标幺值

X∑(k-1)*=X1*+X2*=0.5+0.20=0.7

2) 短路三相电流周期分量有效值

IK-1=Id1/XΣ(K-1)=1.57kA/0.7=2.24KA

3) 其他短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-1(3)=2.24KA

ish=2.55×I\(3)=2.55×2.24KA =5.71KA Ish（3）=1.51×I\(3)=1.51×2.24KA=3.38KA

4) 三相短路容量

SK-1(3)=Sd/X*∑(k-1)=100MVA/0.7=142.9MVA

最小运行方式： 1) 总电抗标幺值

X∑(k-1)*=X1*+X2*=0.57+0.20=0.77

2) 短路三相电流周期分量有效值

IK-1(3)=Id1/XΣ(K-1)*=1.57kA/0.77=2.04KA

3) 其他短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-1(3)=2.04KA

ish=2.55×I\(3)=2.55×2.04KA =5.20KA

- 22 -

(3)

*

Ish（3）=1.51×I\(3)=1.51×2.04KA=3.08KA

4) 三相短路容量

SK-1(3)=Sd/X*∑(k-1)=100MVA/0.77=129.9MVA

（6） 计算k-2点(6.3kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1) 总电抗标幺值

X∑(k-2)*=X1*+X2*+X３*＝0.5+0.20+1.2＝1.9

2) 三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)=Id2/ XΣ（K-2）*＝9.16KA／1.9＝4.82KA

3) 其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-2=4.82KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×4.82KA=8.87kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×4.82kA=5.25kA

4) 三相短路容量

SK-2(3)=Sd/X∑(k-2)*=100MVA/1.9=52.63MVA

最小运行方式： 1)总电抗标幺值

X∑(k-2)*=X1*+X2*+X３*＝0.57+0.20+1.2＝1.97

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)=Id2/ XΣ（K-2）*＝9.16KA／1.97＝4.65KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-2=4.65KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×4.65KA=8.55kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×4.65kA=5.07kA

4)三相短路容量

SK-2(3)=Sd/X∑(k-2)*=100MVA/1.97=50.76MV

（7）计算k-3点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-3)*=X1*+X2*+X３*/2+X4*＝0.5+0.20+1.2/2+4.5＝5.8

2) 三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)=Id2/ XΣ（K-3）*＝144.3KA／5.8＝24.88KA

- 23 -

35kV变电所及低压配电系统设计

3) 其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-3=24.88KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×24.88KA=45.78kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×24.88kA=27.12kA

4) 三相短路容量

SK-2(3)=Sd/X∑(k-3)*=100MVA/5.8=17.24MVA

最小运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-3)*=X1*+X2*+X３*/2+X4?＝0.57+0.20+1.2/2+4.5＝6.5

2) 三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)=Id2/ XΣ（K-13）*＝144.36KA／6.5＝22.2KA

3) 其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-13=22.2KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×22.2KA=40.85kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×22.2kA=24.2kA

4) 三相短路容量

SK-2(3)=Sd/X∑(k-2)*=100MVA/6.5=15.38MVA

（8）计算k-4点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-4)*=X1*+X2*+X３*/2+X5*＝0.5+0.20+1.2/2+8＝9.3

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-4(3)=Id3/ XΣ（K-4）*＝144.3KA／9.3＝15.52KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-4=15.52KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×15.52KA=28.55kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×15.52kA=16.92kA

4)三相短路容量

SK-24(3)=Sd/X∑(k-4)*=100MVA/9.3=10.75MVA

最小运行方式： 1) 总电抗标幺值

X∑(k-4)*=X1*+X2*+X３*/2+X5*＝0.57+0.20+1.2/2+8＝10

- 24 -

2) 三相短路电流周期分量有效值

IK-24(3)=Id3/ XΣ（K-4）*＝144.3KA／10＝14.43KA

3) 其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-4=14.43KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×14.43KA=25.55kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×14.43kA=15.73kA

4) 三相短路容量

SK-4(3)=Sd/X∑(k-4)*=100MVA/10=10MVA

（8）计算k-5点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-5)*=X1*+X2*+X３*/2+X6*＝0.5+0.20+1.2/2+10＝10.3

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-5(3)=Id3/ XΣ（K-5）*＝144.3KA／10.3＝14.01KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-5=14.01KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×14.01KA=25.78kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×14.01kA=15.27kA

4)三相短路容量

SK-5(3)=Sd/X∑(k-5)*=100MVA/10.3=9.71MVA

最小运行方式： 1)总电抗标幺值

X∑(k-5)*=X1*+X2*+X３*/2+X6*＝0.57+0.20+1.2/2+10＝11

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-5(3)=Id3/ XΣ（K-5）*＝144.3KA／11＝13.12KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-5=13.12KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×13.12KA=24.14kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×13.12kA=14.30kA

4)三相短路容量

SK-5(3)=Sd/X∑(k-5)*=100MVA/11=9.09MVA

（10）计算k-6点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量

- 25 -

35kV变电所及低压配电系统设计

最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-6)*=X1*+X2*+X３*/2+X7*＝0.5+0.20+1.2/2+12.7＝14

2) 三相短路电流周期分量有效值

IK-6(3)=Id3/ XΣ（K-6）*＝144.3KA／14＝10.3KA

3) 其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-6=10.3KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×10.3KA=18.96kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×10.3kA=11.23kA

4) 三相短路容量

SK-24(3)=Sd/X∑(k-6)*=100MVA/14=7.14MVA

最小运行方式： 1)总电抗标幺值

X∑(k-6)*=X1*+X2*+X３*/2+X7*＝0.57+0.20+1.2/2+12.7＝10.7

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-6(3)=Id3/ XΣ（K-6）*＝144.3KA／10.7＝9.81KA 3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-6=9.81KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×9.81KA=18.06kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×9.81kA=10.69kA

4)三相短路容量

SK-6(3)=Sd/X∑(k-6)*=100MVA/14.7=6.8MVA

（11）计算k-7点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-7)*=X1*+X2*+X３*/2+X8*＝0.5+0.20+1.2/2+16＝17.3

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-7(3)=Id3/ XΣ（K-7）*＝144.3KA／17.3＝8.34KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-7=8.34KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×8.34KA=15.35kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×14.01kA=9.09kA

- 26 -

4)三相短路容量

SK-7(3)=Sd/X∑(k-7)*=100MVA/17.3=5.78MVA

最小运行方式： 1)总电抗标幺值

X∑(k-7)*=X1*+X2*+X３*/2+X8*＝0.57+0.20+1.2/2+16＝18

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-7(3)=Id3/ XΣ（K-7）*＝144.3KA／18＝8.02KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-7=8.02KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×8.02KA=14.75kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×8.02kA=8.74kA

4)三相短路容量

SK-7(3)=Sd/X∑(k-7)*=100MVA/18=5.56MVA

（12）计算k-8点(6.3kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。 最大运行方式： 1）总电抗标幺值

X∑(k-8)*=X1*+X2*+X３*/2＝0.5+0.20+1.2/2＝1.3

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-8(3)=Id2/ XΣ（K-8）*＝9.16KA／1.3＝7.04KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-8=7.04KA(3)

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×7.04KA=12.96kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×7.04kA=7.67kA

4)三相短路容量

SK-8(3)=Sd/X∑(k-8)*=100MVA/1.3=76.92MVA

最小运行方式： 1)总电抗标幺值

X∑(k-7)*=X1*+X2*+X３*/2＝0.57+0.20+1.2/2＝2

2)三相短路电流周期分量有效值

IK-8(3)=Id2/ XΣ（K-8）*＝9.16KA／2＝4.58KA

3)其它短路电流

I\(3)=I∞(3)=IK-7=4.58KA(3)

- 27 -

35kV变电所及低压配电系统设计

ish(3)=1.84 I\(3)=1.84×4.58KA=8.43kA Ish(3)=1.09I\(3)=1.09×4.58kA=4.99kA

4)三相短路容量

SK-8(3)=Sd/X∑(k-8)*=100MVA/2=50MVA

表4.1 短路计算结果

三相短路电流/kA 计 算 点 最大运行方式 K-1 最小运行方式 最大运行方式 K-2 最小运行方式 K-3 K-4 最小运行方式 最大运行方式 K-5 最小运行方式 最大运行方式 K-6 最小运行方式 最大运行方式 K-7 最小运行方式 K-8 最大运行方式 最小运行方式 8.02 7.04 4.58 8.02 8.02 14.75 12.96 8.43 8.74 7.67 4.99 5.56 76.92 50 7.04 7.04 4.58 4.58 9.81 8.34 9.81 8.34 9.81 8.34 18.06 15.35 10 9.09 6.8 5.78 13.12 10.3 13.12 10.3 13.12 10.3 24.14 18.96 14.3 11.23 9.09 7.14 14.43 14.01 14.43 14.01 14.43 14.01 26.55 25.78 15.73 15.27 10 9.71 最大运行方式 最小运行方式 最大运行方式 4.65 24.88 22.2 15.52 4.65 24.88 22.2 15.52 4.65 24.88 22.2 15.52 8.55 45.78 40.85 28.55 5.07 27.12 24.2 16.92. 50.76 17.24 15.38 10.75 2.04 4.82 2.04 4.82 2.04 4.82 5.20 8.87 3.08 5.25 129.9 52.63 IK 2.24 (3)短路容量 (3)I\ 2.24 (3)I∞ 2.24 (3)ish Ish 3.38 (3)SK(3) MVA 5.71 142.9

4.2 开关设备的选择

4.2.1 选择各类电气设备的的要求

（1）断路器和负荷开关，高压断路器是供电系统中最重要的开关电器，它不仅能安全的切合负荷电流，而且更重要的是它能可靠的和迅速的切除短路电流，所以高压断路器的额定容量必须大于或者等于其安装处的短路容量，其额定的断流能力必须大于或者等于其安装处的短路电流。

（2）隔离开关 ：隔离开关在供电系统中只用于接通和开断没有负荷电流流过的电

- 28 -

路，它的作用是为保证电气设备检修时，使要检修的设备与处于电压下的其余部分构成明显的隔离。它没有灭弧装置，所以它的接通和切断必须在断路器分断后才能进行。隔离开关因为无切断故障电流的要求，所以它只根据一般条件进行选择，并按照短路情况下作力稳定和热稳定的校验。

（3）电流互感器 ：在高压电网中，计量仪表的电流线圈和继电保护装置中断电器的电流线圈都是通过电流互感器供电的。这样可以隔离高压电，有利于运行人员的安全，同时可以使仪表及继电器等制造的标准化。它的准确度与它的二次侧所接的负荷大小有关，即与它接入的阻抗大小有关。

（4）电压互感器：电压互感器是测量高压用的，其一次绕组与高压电路并联，额定电压与电路电压同一等级，二次绕组额定电压均为100v，它的二次侧不能短路运行，所以它的两侧要装熔断器来切除内部故障。

（5）母线：常用的母线材料是铜、铝和钢。目前变电所的母线除因大电流用铜的以外，一般尽量用铝母线，而电流不大的支干线或低压系统的零线则有时用钢母线。

4.2.2 一次设备校验应满足的条件

（1）设备的额定电压Un.e应不小于所在线路的额定电压UN:。

即： UN.e≥UN

但需要注意：使用限流式高压断路器时，熔断器的额定电压应与线路的额定电压相等。

即： UN.e=UN。

（2）设备的额定电流IN.e应不小于通过设备的计算电流IN： 。

即： IN.e=IN。

（3）设备的最大开断电流IOC（或断流容量SOC）应不小于它可能开断的最大电流IK（或断流容量SK）。

即： Ioc≥Ik 或： Soc≥Sk

（4） 短路稳定度校验:

热稳定度、动稳定度按三相短路冲击电流校验，校验公式详见参考资料2表ZD6-24；

表4.2 短路冲击电流校验公式 序号 设备名称 校 验 项 目 校 验 公 式 符 号 含 义 - 29 -

35kV变电所及低压配电系统设计

1 高压断路器 动 稳 定 性 i max≥ish (3)i max--设备的极限通过电流峰值 ish(3)—三相短路电流 高压负荷开关 热 稳 定 性 I2t≥I∞(3) 2tima 高压隔离开关 2 3 4 母线 电流互感器 动 稳 定 性 keεI1N1.414≥ish 热 稳 定 性 (ktI1n)t≥I∞tima 动 稳 定 性 σal≥σc 22(3)It—三设备ts热稳定电流 keε—动稳定倍数 kt---动稳定倍数 (3)热 稳 定 性 A≥Amin=1.414I∞tima/c Amin--倍导体满足热稳定 的最小截面 (3)电缆、绝缘导线 热 稳 定 性 A≥Amin=1.414I∞tima/c σal—母线的最大允许应力

具体选择如下： 根据主接线方案:

1、35KV高压侧一次设备选择

选择JYN1-35作为进线开关柜，其校验如下， 其器件有：

少油断路器SN10-35C 高压隔离开关GN2—35/600 电流互感器LCZ-35，500/5 其校验如下：

少油断路器SN10-35C： UN=35满足要求

IN=1000A>I30=78.52 满足要求 断流能力:

查参考资料二表ZL3-4得Ioc=16KA>Ik=2.24KA满足要求

c—导体的短路稳定系数 动稳定度查参考资料二表ZL3-10，SN10-35C的极限通过电流峰值为 40KA，imax=40KA>ish(3)=5.71A满足要求 热稳定度:

It2t=(16KA)2×4>I(3)2tima=(5.71KA)2×2满足要求 其中： It—为设备的t秒热稳定电流（KA），

t—为设备的热稳定实验时间，

- 30 -

tima—为短路假象时间（s）

tima=tk+0.05s, tk=top+toc=2+0.25=2.25

高压隔离开关GN2—35/600的校验：

UN=35KV满足要求

IN=600A>I30=441.7A 满足要求

动稳定度：

imax=50KA>ish(3)=5.71KA满足要求

热稳定度：

It2t=(20KA)2×4>Ik(3)2tima=(2.24KA)2×2满足要求

电流互感器LCZ-35，600/5的校验：

UN=35KV满足要求

IN=500A>I30=78.52A 满足要求

动稳定度:

查参考资料二表ZL7-4得Kes=100,Ki=65

Kes21/2I1N=100×21/2×1=141.1KA> ish(3)=5.71KA 满足要求。

热稳定度的校验:

（KiI1N）2t=(65×0.1) 2×1=42.25>I∞(3)2tima=2.242×2=10.02

满足要求。校验结果列表如4.3：

表4.3 JYN1-35-28进线开关柜的校验表

选择校验项目 参数 电压 UN KV 35 电流 I30A 78.52 （3）断流能力 IKKA 2.24 （3）动稳定度 ish KA 5.71 (3)热稳定度 I∞ 2tima 2.24×2 2(3)装设地点条数据 件 一次设备规格 额 定 参 数 SN10-35C GN2-35/600 LCZ-35 UN 35 35 35 IN 1000 600 500/5 IOC 16 -- -- IMAX 40 50 100×2×1 1/2Itt (16KA)×4 (20KA)×4 (65×0.1)×1 2222

选GG-1A（F）-54作为互感器柜 其器件有：

高压隔离开 关GN2—35/600 电压互感器JD6—35、35/0.1

- 31 -

35kV变电所及低压配电系统设计

熔断器RN2—35/0.5 避雷器FZ-35/0.5

其校验如下：

高压隔离开关GN2—35/600的校验：

UN=35KV满足要求

IN=600A>I30=441.7A 满足要求

动稳定度：

imax=50KA>ish(3)=5.71KA满足要求

热稳定度：

It2t=(20KA)2×4=1600>Ik(3)2tima=(2.24KA)2×2=10.02满足要求

电压互感器JD6—35、35/0.1的校验：

UN=35KV≥35KV满足要求

熔断器RN2—35/0.5的校验：

UN=35KV≥35KV满足要求

短流能力IOC=50KA≥2.24KA满足要求

避雷器FZ-35的校验：

UN=35KV≥35KV满足要求，校验结果列表如4.4：

表4.4 GG-1A（F）-54互感器柜校验表 选择校验项目 参数 电压 UN KV 35 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 5.71 (3)热稳定度 I∞ 2tima 2.24×2 2(3)A KA 装设地点条数据 件 一次设备规格 额 定 参 数 GN2—35/600 JD6—35 RN2—35/0.5 78.52 2.24 UN 35 35/0.1 35 IN 600 -- 0.5 IOC -- -- 50 IMAX 50 -- -- Itt (20KA)×4 -- -- 22

其器件为：

FZ-35 35 -- -- -- -- 选GG-1A(J)-03作为计量柜。

高压隔离开关GN2—35/600

- 32 -

熔断器RN2—35/0.5

电压互感器JD6—35、35/0.1

校验表格如4.5：

表4.5 GG-1A(J)-03计量柜校验表

选择校验项目 参数 电压 UN KV 35 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 5.71 (3)热稳定度 I∞ 2tima 2.24×2 2(3)A KA 装设地点条数据 件 一次设备规格 额定参数 GN2—35/600 JD6—35 RN2—35/0.5 78.52 2.24 UN 35 35/0.1 35 IN 600 -- 0.5 IOC -- -- 50 IMAX 50 -- -- Itt (20KA)×4 -- -- 22

（2）选PGL-2-05（A）作为NO.1车间变压器进线开关柜。 其校验表格如4.6：

表4.6 PGL-2-05（A）进线开关柜校验表

选择校验项目 装设地点条件 参数 数据 一次设备规格 额定参数 GN10—10I DN19—10D/600 RN2—10/0.5 JDZJ—10 JDJ—10 LQJ—10 FS4-10 电压 UN KV 6.3 UN 10 10 10 10/1/0.1 10/0.1 10 10 电流 I30A 441.7 IN 630 600 0.5 -- -- 500/5 -- （3断 流 能 力 IKKA 4.16 IOC 16 -- 50 -- -- -- -- （3动稳定度 ish KA 7.65 IMAX 40 31.5 -- -- -- 1/2(3)热稳定度 I∞ 2tima 4.16×2 Itt (16KA)×2 (12.5KA)×4 -- -- -- 22222(3)160×2×0.1 （75×0.1）×1 -- -- 根据五个车间的具体情况，我们可以看出其他四个车间的进线开关柜可选择与第一车间的控制开关柜型号一致，所以就不必另加选择。 （3）低压配电屏的选择

低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路

- 33 -

35kV变电所及低压配电系统设计

故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 根据低压侧的负荷计算，查参考资料二。

1）可选PGL-1-41作为NO.1车间的出线柜。 其器件校验表格如4.7：

表4.7 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 参数 电压 UN V 380 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 100 (3)热稳定度 I∞ 2tima 54.45×2 2(3)A KA 装设地点条数据 件 一次设备规格 额定参数 DW15—2500 LMZJ1—0.5 LMZJ1—0.5 HD13—1500/30 DW15—2500 DW15—200 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 1237.3 54.45 UN 380 500 500 380 380 380 380 500 IN 2000 2000/5 2000/5 1500 2000 200 200 200/5 IOC 60 -- -- -- 60 20 -- -- IMAX -- -- -- -- -- -- -- -- Itt -- -- -- -- -- -- -- -- 2

2）选PGL-1-41作为NO.2车间的出线柜。 其器件校验表格为：

表4.8 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 参数 电压 UN V 380 UN 380 500 UN V 380 380 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 100 IMAX -- -- ish KA 100 -- (3)(3)热稳定度 I∞ 2tima 54.45×2 Itt -- -- I∞ 2tima 54.45×2 -- 2(3)22(3)A KA 装设地点条件 数据 出线 额定参数 DW15—2500 LMZJ1—0.5 参数 1237.3 IN 1500 800/5 I30（3）54.45 IOC 60 -- IK（3）A KA 装设地点条件 数据 铸铁

868.22 1500 - 34 -

54.45 60 DW15—2500

车间 HD13—1500/30 LMZ—10 装设地点参数 条件 砂库 照明 数据 DW15—2500 HD13—400/30 LMZJ1—0.5 DW15—2500 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 380 500 UN V 380 380 380 500 380 380 500 1500 1000/5 I30（3）-- -- IK（3）-- -- ish KA 100 -- -- -- -- -- -- (3)-- -- I∞ 2tima 54.45×2 -- -- -- -- -- -- 2(3)A KA 194.99 1500 400 400/5 1500 200 200/5 54.45 60 -- -- 60 -- --

3）选PGL-1-41作为NO.3车间的出线柜。 其器件校验表格如4.9：

表4.9 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 参数 电压 UN V 380 UN 380 500 UN V 380 380 380 500 UN V 380 380 380 500 电流 I30（3）断流能力 动稳定度 IK（3）热稳定度 I∞ 2tima 48×2 Itt -- -- I∞ 2tima -- -- -- -- I∞ 2tima 54.45×2 -- -- -- 2(3)(3)22(3)A KA ish KA 88.32 IMAX -- -- ish KA -- -- -- -- ish KA 100 -- -- -- (3)(3)(3)装设地点条件 数据 出线 额定参数 DW15—2500 LMZJ1—0.5 装设地点条件 参数 数据 铆焊车间 DW15—2500 HD12—1500/30 LMZJ1—0.5 558.9 IN 1500 1000/5 I30（3）48 IOC 60 -- IK（3）A KA 1215.5 1500 1500 1500/5 I30（3）48 60 -- -- IK（3）装设地点条件 参数 数据 10 水泵房

A KA 194.99 800 600 500/5 54.45 60 -- -- DW15—2500 HD12—600/30 LMZJ1—0.5 DW15—2500 380 1500 - 35 -

60 -- -- 35kV变电所及低压配电系统设计

照明 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 380 500 200 200/5 -- -- -- -- -- --

（4）选PGL-1-41作为NO.4车间的出线柜。 其器件校验表格如4.10：

表4.10 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 装设地点条件 参数 数据 出线 额定参数 DW15—2500 LMZJ1—0.5 参数 电压 UN V 380 UN 380 500 UN V 380 380 380 500 UN V 380 380 380 500 UN V 380 380 380 500 UN V 380 380 380 电流 I30（3）断流能力 动稳定度 IK（3）热稳定度 I∞ 2tima 48×2 Itt -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- 2(3)2(3)2(3)2(3)22(3)A KA ish KA 88.32 IMAX -- -- ish KA 88.32 -- -- -- ish KA 88.32 -- -- -- ish KA 88.32 -- -- -- ish KA 88.32 -- -- (3)(3)(3)(3)(3)499.48 IN 1500 1000/5 I30（3）48 IOC 60 -- IK（3）A KA 装设地点条件 数据 空压站 装设地点条件 机修车间 DW15—2500 HD13—1000/31 LMZJ1—0.5 参数 数据 671.57 1500 1000 800/5 I30（3）48 60 -- -- IK（3）A KA 876.57 1500 1000 1000/5 I30（3）48 60 -- -- IK（3）DW15—2500 HD13—1000/31 LMZJ1—0.5 装设地点条件 锻造车间 参数 数据 A KA 182.33 1500 400 400/5 I30（3）48 60 -- -- IK（3）DW15—2500 HD13—400/31 LMZJ1—0.5 装设地参数 点条件 木型车间

A KA 数据 DW15—2500 HD13—400/31 164.85 1500 400 - 36 -

48 60 --

LMZJ1—0.5 装设地点条件 制材厂 参数 数据 DW15—2500 HD13—100/31 LMZJ1—0.5 装设地点条件 综合楼 参数 数据 DW15—2500 HD13—100/31 LMZJ1—0.5 照明 DW15—2500 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 500 UN V 380 380 380 500 UN V 380 380 380 500 380 380 500 400/5 I30（3）-- IK（3）-- ish KA 88.32 -- -- -- ish KA 88.32 -- -- -- -- -- -- (3)(3)-- I∞ 2tima 48×2 -- -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- -- -- -- -- 2(3)2(3)A KA 14.18 1500 100 100/5 I30（3）48 60 -- -- IK（3）A KA 27 1500 100 100/5 1500 200 200/5 48 60 -- -- 60 -- --

（5）选PGL-1-41作为NO.5车间的出线柜。 其器件校验表格如4.11：

表4.11 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 装设地点条参数 件 出线 数据 额定参数 DW15—2500 LMZJ1—0.5 装设地点条件 锅炉房 参数 数据 电压 UN V 380 UN 380 500 UN V 380 380 380 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 88.32 IMAX -- -- ish KA 88.32 -- -- (3)(3)热稳定度 I∞ 2tima 48×2 Itt -- -- I∞ 2tima 48×2 -- -- 2(3)22(3)A KA 390.47 IN 1500 1000/5 I30（3）48 IOC 60 -- IK（3）A KA 939.41 1500 1000 48 60 -- DW15—2500 HD13—1000/31 LMZJ1—0.5 500 UN V 1000/5 I30（3）-- IK（3）-- ish KA (3)-- I∞ 2tima (3) 参数 A KA - 37 -

35kV变电所及低压配电系统设计

装设地点条件 20 水泵房 装设地点条件 仓库12 DW15—2500 HD13—100/31 LMZJ1—0.5 装设地点条件 污水 提升 站 照明 DW15—2500 HD13—100/31 LMZJ1—0.5 DW15—2500 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 380 380 500 380 380 500 1500 100 100/5 1500 200 200/5 60 -- -- 60 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 参数 数据 380 380 500 UN V 380 1500 100 100/5 I30（3）数据 380 39.8 48 88.32 48×2 2DW15—2500 HD13—100/31 LMZJ1—0.5 参数 数据 380 380 500 UN V 380 1500 100 100/5 I30（3）60 -- -- IK（3）-- -- -- ish KA 88.32 (3)-- -- -- I∞ 2tima 48×2 2(3)A KA 61.7 48 60 -- -- IK（3）-- -- -- ish KA 88.32 (3)-- -- -- I∞ 2tima 48×2 2(3)A KA 17.29 48

（6）选PGL-1-41作为6KV高压车间的出线柜。 其器件校验表格4.12：

表4.12 PGL-1-41出线柜校验表

选择校验项目 参数 电压 UN KV 380 UN 10 10 10 10/0.1 电流 I30（3）断流能力 IK（3）动稳定度 ish KA 7.65 IMAX 40 40 -- -- (3)热稳定度 I∞ 2tima 4.16×2 Itt 16×2 14×5 -- -- 2222(3)A KA 装设地点条件 数据 出 线

281.34 IN 630 400 400/5 -- - 38 -

4.16 IOC 16 -- -- -- 额定参数 SN10—10I GN8—107/400 LQJ—10 JDJ—10 6

FS4—10 参数 10 UN KV 380 10 10 10 -- I30（3）-- IK（3）-- ish KA 7.65 40 40 1/2(3)-- I∞ 2tima 4.16×2 16×2 14×5 222(3)A KA 装设地点条件 数据 铸刚车间 SN10—10I GN8—107/400 LQJ—10 6248.87 630 400 400/5 4.16 16 -- -- 160*2*0.1 （75*0.1）*1 2 参数 UN KV 380 10 10 500 UN KV 380 10 10 500 380 380 500 I30（3）A IK（3）KA ish KA 7.65 40 25.5 -- ish KA 7.65 40 25.5 -- -- -- -- (3)(3)I∞ 2tima 4.16×2 16×2 10×5 -- I∞ 2tima 4.16×2 16×2 10×5 -- -- -- -- 222(3)222(3)装设地点条件 数据 铸 铁 车间 SN10—10I GN8—67/200 LMZJ1—0.5 参数 634.20 630 200 100/5 I30（3）4.16 16 -- -- IK（3）A KA 装设地点条件 数据 空 压 站 照明 SN10—10I GN8—67/200 LMZJ1—0.5 DW15—200 HD13—200/30 LMZJ1—0.5 648.1 630 200 100/5 200 200 200/5 4.16 16 -- -- 20 -- --

以上为变配电所一次设备的选择和校验。均严格按照设计要求和有关国家规定来设计。

- 39 -

35kV变电所及低压配电系统设计

第5章 变电所高压进线和低压出线的选择

5.1 变电所进线方式的选择

(1)架空线: 在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂供电设计中优先选用。

(2)电缆: 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。

5.2 变配电所进出导线和电缆的选择

(1) 高压架空线

1）一般采用铝绞线

2）当档距或交叉档距较厂、电杆较高时，应采用铝绞线 3）沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐铝绞线 (2) 高压电缆线

1）一般环境可采用铝心电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜心 电缆

2) 埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆；但在无机械损伤 的场所，可采用塑料护套电缆或带外护层的铅包电缆

3) 敷设在管内或排管内的电缆，一般用塑料护套电缆，也可采用裸 铠装电缆

4) 交联聚乙烯电缆具有优良的性能，应优先选用 5）电缆除按敷设方式和环境外，还应符合线路电压要求 (3) 低压电缆线

1） 一般采用铝心电缆，但特别重要的或特别要求的线路可采用铜心电 缆

2） 明敷设电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤的场所可用 无铠装电缆。明敷在有腐蚀性的场所，应采用塑料护管电缆或防腐电缆。

5.3 各类电力线路的导线截面的选择步骤

(1) 对于低压电力线路 其负荷电流较大，导线发热是个突出的问题。因此，应先按发

热条件选择，再依次 校验电压损耗和机械强度。

(2) 对于照明线路 因照明器对线路的电压移非常敏感，线路的电压损耗是个突出的问

- 40 -

题。因此，应先按电压损耗条件选择，再校验其发热条件和机械强度。

(3) 对于较长的6-10KV高压线路 应先按经济电流密度选择，再校验其电压损耗和发

热条件。但是对于厂区内很短的6-10KV高压线路以及高压母线，可以不按经济电流密度选择。

(4) 对于较长的大电流线路或35KV及以上的高压线路，还应满足经济电流密度的要求 (5) 对于矩型母线 应先按发热条件选择，校验其短路动、热稳定度。但可不必校验其

电压损耗和机械强度。

(6) 对于电缆线路 除应按低压动力线路或照明线路、高压线路的选择步骤外，还应校

验其短路热稳定度，并使其额定电压不低于线路的工作电压。对于绝缘导线 也应按其短路热稳定度，并使其额定电压不低于线路的工作电压。对于低压电力线路 其负荷电流较大，导线发热是个突出的问题。因此，应先按发热条件选择，再依次几校验电压损耗和机械强度。

5.4 电力线路选择的具体公式

(1) 按发热条件选择导线截面 对于相线当导线的截面A及周围的实际环境温度一定时，其允许的载流Ial量也一定,必须满足条件：

Ial≥I30； （5.1）

对中性线其截面A0应按下列公式选择：

①当配电变压器为Yyn0联结时： A0=（0.5-0.6）Aф。 ②当配电变压器为Dyn11联结时：A0=（0.7-0.8）Aф。 对于保护线其截面APE应按下列公式选择： ①当Aф≤16mm2时，APE≥Aф。

②当16mm2＜Aф≤35 mm2时，APE≥16mm2 ③当Aф≥35mm2时, APEN≥0.5Aф；

对于零线其截面APEN应同时满足上述N线和PE线截面选择条件，此外还要满足下述公式：①PNE干线采用单芯导线时

铜芯线：APEN≥10mm2 铝芯线：APEN≥16mm2

②PNE干线采用多芯导线时

APEN≥4mm2

(2) 按电压损耗条件选择导线截面 可按公式：

ΔU%=Δu%PL （5.2）

- 41 -

35kV变电所及低压配电系统设计

计算出电压百分比。

式中： Δu%—电压损耗近似值，可以通过查表得到；

P—一次的计算负荷； L—高压进线长度。

工厂的高压配电区和低压动力区的允许电压损耗一般为5%，照明线路一般为2.5%-5%

(3) 按经济密度选择导线截面线路的经济电流密度Jec的大小与线路类别、导线材料和工厂的年最大负荷利用小时数有关。可查表求得。为了使线路的年运行费用最低，线路的截面Aec应按下式选择 ：

Aec= I30/Jec （5.3） 式中：I30为流过线路的计算电流。

(4) 按短路热稳定度校验母线、绝缘导线和电缆的芯线截面

A≥AKmin （5.4）

5.5 设计进出线的选择

(1) 主变压器高压侧进线的选择：

架空线长8km，变电所高压侧计算负荷P30=4820.34KW。 cosΦ=0.93,I30=79.52A,Tmax=6000h,线路允许的电压损耗为5%。 1) 导线截面的选择：

按经济电流密度选择导线截面。由Tmax=6000h查参考资料一表8-31得经济电流密度Jec=0.90A/mm2，因此经济截面为：

Aec= I30/Jec=79.52A/0.90=88.35mm2

选标准截面120mm2，即选用LGJ-120型铝绞线。 2) 校验发热条件：

查参考资料二表ZL14-3得25℃时LGJ-120的允许载流量Ial=380A>I30=79.52A满足发热条件。

3) 校验机械强度：

查参考资料二表ZD8-12得35KV架空裸导线的最小截面Amin=25mm2因此LGJ-120满足机械强度要求。 4) 校验电压损失：

利用LGJ-120和cosφ=0.93,UN=35KV,查参考资料二

表ZD8-10得三相架空线路的电压损耗Δu%近似值（Δu%）/（KWkm）=0.844×10-3因此

- 42 -

线电压损耗为：

Δu% =（0.844×10-3）PL%

=0.844×10-3×4820.34×0.08=4.32%<5%

因此，满足电压损耗要求。所以35KV主变压器进线应该选择：LGJ-3×120+1×75型号的导线。

(2) NO.1车间变压器高压进线的选择：

由主变压器引线到车间变压器，线路比较短，所以不需要校验电压损耗；I30=78.52A 1) 导线截面的选择：

按经济电流密度选择导线截面。由Tmax=6000h查参考资料一表8-31得经济电流密度Jec=0.90A/mm2，因此经济截面为：

Aec= I30/Jec=78.52A/0.90=87.3mm2

选标准截面120mm2，即选用LGJ-120型铝绞线。

2) 校验发热条件：

查参考资料二表ZL14-3得25℃时LGJ-120的允许载流量Ial=380A>I30=78.52A满足发热条件

3) 校验机械强度：

查参考资料二表ZD8-12得6KV架空裸导线的最小截面Amin=25mm2因此LJ-50（3×50+1×35）满足机械强度要求

由于NO.2、NO.3、NO.4、NO.5、车间变电所的计算电流都比NO.1车间的计算电流稍小，所以其它四个车间变压器的进线可与NO.1车间的相同。不必另加选择和校验。 (3) NO.1车间变压器低压出线的选择：

此进线是由母线引致车间的动力干线，动力干线截面按发热条件选择截面，再校验机械强度。由于线路比较的短，所以没有必要校验其电压损耗条件。

动力干线计算电流Ｉ30.1＝1870.02A,由于其电流太大，所以选用LMY型母线作此车间的动力干线，校验如下：

按发热条件： Ｉal≥Ｉ30查参考资料一表8-37选取LMY—3×（120×10）型导线，导线截面为A=120mm2的导线（Ｉal=1945A>Ｉ30.1＝1870.02A）；零线按相线的一半选择截面。因此，选取LMY—3×（120×10）+1×（60×6）型导线，直埋敷设。

机械强度的校验： 查参考资料二表ZD8-13，最小截面Amin=25mm2，因此满足机械强度条件。

(4) NO.2车间变压器低压出线的选择：

1) 铸铁车间

- 43 -

35kV变电所及低压配电系统设计

动力干线计算电流Ｉ30.1＝868.22A, 选用LMY型母线作此车间的动力干线，校验如下：

按发热条件： Ｉal≥Ｉ30

查参考资料一表8-37选取LMY—3×（80×8）型导线，截面A=640mm2

的导线（Ｉal=1160A>Ｉ30.1＝868.22A）；零线按相线的一半选择截面。因此，选取LMY—3×（80×8）+1×（40×4）型导线，，直埋敷设。

机械强度的校验：

查参考资料二表ZD8-13，最小截面Amin=25mm2，因此,满足机械强度条件。 2) 砂库（380V设备） 动力干线计算电流Ｉ30.1＝194.99A,

按发热条件： Ｉal≥Ｉ30

查参考资料二表ZL14-12选取BLV型导线截面A=120mm2的导线（Ｉal=220A>Ｉ30.1＝194.99A）；零线按相线的一半选择截面。因此，选取BV-3×120+1×75型导线，直埋敷设。

机械强度的校验：

查参考资料二表ZD8-13，最小截面Amin=25mm2，因此,满足机械强度条件。以下车间的选线和以上车间的选线及校验方法一致，故其余车间的选择结果如下： (5) NO.3车间变压器低压出线的选择。

1) 铆焊车间选LMY—3×（80×10）+1×（40×5）型导线直埋敷设。 2) 10水泵房选BV-3×120+1×60型导线直埋敷设。 (6) NO.4车间变压器低压出线的选择。

1) 空压车间选LMY—3×（60×6）+1×（30×4）型导线直埋敷设。 2) 机修车间选LMY—3×（80×6）+1×（40×4）型导线直埋敷设。 3) 锻造车间、木型车间选BLV-3×120+1×60型导线穿塑料管埋地敷设。 4) 制材场、综合楼选BLV-3×25+1×20型导线穿塑料管埋地敷设。 (7) NO.5车间变压器低压出线的选择。

1) 锅炉房选LMY—3×（80×6）+1×（40×4）型导线直埋敷设。

2) 20水泵房、仓库、污水提升站选BLV-3×25+1×20型导线。穿塑料管埋地敷设。 (8) 6KV高压车间进线的选择。

1) 铸钢车间（电弧炉）选BLV-3×185+1×95型导线直埋敷设。 2) 铸铁车间（工频炉）选BLV-3×25+1×16型导线直埋敷设。 3) 空压站选BLV-3×25+1×16型导线直埋敷设。

- 44 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/asnr.html