某加工厂供配电系统设计(4)

3.4 三相短路电流的计算

标幺制法，即相对单位制算法，因其短路计算中的有关物理量是采用标幺值（相对单位）而得名。

按标幺制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量S d和基准电压Ud。 基准容量，工程设计中通常取Sd=100MV〃A。

基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压，即取Ud=Uc。

选定了基准容量Sd和基准电压Ud以后，基准电流Id按下式计算

Id?Sd3Ud?Sd3Uc

基准电抗Xd则按下式计算

Uc2Xd??Sd3IdUd

供电系统中各主要元件的电抗标幺值的计算（取Sd=100MV〃A,Ud=Uc）。 （1）电力系统的电抗标幺值

（2）

Xs*?XsXd?USc2cUS?dSdSoc电力变压器的电抗标幺值

2c

X?XT

*TUk%Uc2Xd?100SNUc2Uk%Sd ?Sd100SN第 14 页 共 29 页

（3）电力线路的电抗标幺值 X*WL?XWLUc2SXd?X0l?X0ld2 短路

SdUc电路中各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，计算其总电抗标幺值X∑*。由于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此无须进行电压换算，这也是标幺值法较之欧姆法优越之处。

三相短路电流周期分量有效值

(3)(3)* Ik ?Ik?Id?IdX?其他三相短路电流

(3)(3) I??(3)?I? ?Ik(3) ish?2.55I??(3) (3) Ish?1.51I??(3)

3.5标幺值法计算电路短路电流

3.5.1 短路计算电路

电源 Soc=200MVA l=1km,x0=0.4/km S9-200 /10,Dyn11 10KV S1=200KVA, DU=4% 3.5.2确定短路计算基准值 取Sd?100MVA

取Uc1=10.5KV则 Id1?Sd/3UC1=100MVA/(3*10.5KV)=5.50KA 取UC2?0.4KV 则 Id2?Sd/3UC2=100MVA/k-1 0.4KV k-2 ?3?0.4KV=144KA

?3.5.3计算短路电路中某个元件的电抗标幺值 1电力系统: ○

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已知电力系统出口断路器的遮断容量Soc=200MVA， 故 X1* =1OOMVA/200MVA=0.5 2架空线路: ○

X2* =(0.4*1)*100MVA/(10.5KVA)^2=0.36 ③电力变压器

查表得：S9-160/10变压器的短路电压百分值Uk%=4 故

X3* = 0.04*(100MVA/200KVA) = 20 式中，SN为变压器的额定容量

因此绘制短路计算等效电路如图3.1所示。

X1=0.5 X2=0.36 k-1 X3=20 k-2 图3.1 短路计算等效电路

1.k-1点（10.5kV侧）的相关计算 总电抗标幺值

?**X?(k?1)?X1?X2=0.5+0.36=0.86

三相短路电流周期分量有效值

I(k-1) = 5.5KA/0.86=6.40KA

其他短路电流

i(sh)=2.55*6.40KA=16.32KA I(sh)=1.51*6.40KA=9.66KA 三相短路容量

S(k-1)=100MVA/0.86=116.28MVA 2.k-2点（0.4kV侧）的相关计算 总电抗标幺值

?***X?(k?2)?X1?X2?X3=0.5+0.36+20=20.86

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三相短路电流周期分量有效值

I(k-2)=144KA/20.86=6.91KA

其他短路电流

i(sh)=2.55*6.91KA=17.62KA I(sh)=1.51*6.91KA=10.43KA

三相短路容量

S(k-2)=100MVA/20.86=4.79MVA 以上短路计算结果综合图表3.2所示。

表3.2 短路计算结果 三相短路电流 短路计算点 Ik(3)

三相短路容量/MVA (3) ish(3)Ish I\'\'(3) 6.40 6.91 (3)I? Sk(3) k-1 k-2 6.40 6.91 6.40 6.91 16.32 17.62 9.66 10.43 116.28 4.79 电气设备、电缆、母线的选择

第四章 导线型号及截面选择

4.1 导线型号及截面选择

1. 10KV高压母线的选择及检验 (1)选择经济截面

变压器一次侧计算电流:

IC1?SC1/3UN=156.70/1.73*10=9.02A

按经济电流密度选择导线截面，因年最大负荷利用小时为4000h，查表得: Jec=1.15(lgj）

则 Sec=Ic1/Jec =7.84（mm）

由设计经验表明计算值比实际值偏大，因此选用LGJ-25型钢芯铝绞线。 (2)检验发热条件

查表知，LGJ-25在室外温度为25度时的允许载流量为Ial=135A>9.02A,满足发热条件。 (3)校验机械强度

查表知，10KV架空铝绞线的机械强度最小截面为 Smin=16mm2

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因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。 2. 4KV高压母线的选择及检验 (1)选择经济截面

变压器一次侧计算电流:

IC1?SC1/3UN=156.70/1.73*4=22.53A

按经济电流密度选择导线截面，因年最大负荷利用小时为4000h，查表得:

jec=1.15（LGJ）

则 Sec=Ic1/Jec =19.59（mm）

由设计经验表明计算值比实际值偏大，因此选用LGJ-25型铜绞线。 (2)检验发热条件

查表知，TMY—50在室外温度为25度时的允许载流量为Ial=135>19.68A,满足发热条件。 (3)校验机械强度

查表知，4KV架空铝绞线的机械强度最小截面为 Smin=16mm2

因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。 3. 380V的出线选择及检验 具体选择如下表：

表6-1 380V的出线选择 序号 用电设备名称 一 二 三 四 五 车间I 车间II 车间III 办公室 食堂 负荷类型 动力 动力 动力 导线截面选择 Ic(A) 84.06 61.67 45.58 （mm） 2导体类型选择 BX型铜芯绝缘橡皮线 BX型铜芯绝缘橡皮线 BX型铜芯绝缘橡皮线 BX型铜芯绝缘橡皮线 BX型铜芯绝缘橡皮线 40 35 25 120 25 照明 247.64 照明 45.48 第五章 高低压电气一次设备的选择

工厂供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路，称为“主电路”，也叫“一次电路”。

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