[自然科学]四川绵阳利尔化工有限公司变配电所设计.doc

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1、西南科技大学城市学院大学本科毕业设计西南科技大学城市学院学院毕业设计（论文）论 文 题 目：四川绵阳利尔化工有限公司变配电所设计系 别： 机电工程系 专 业： 自动化（工厂供电方向） 班 级： 自动化0702班 学 号： 200740082 姓 名: 李 绍 鑫 指 导 教 师: 赵欣 教授 摘 要本文为四川绵阳利尔化工厂变配电所的设计。对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,各种继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择校验作了详细的说明和分析。其中还对变电所的主接线，平面布置，高低压侧的一

2、些保护装置等通过CAD制图展现出来。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护外，还采用微机保护，通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。关键词: 短路电流计算,继电保护,断路器，微机保护Abstract

3、This paper mainly introduces the design of substation in city of MianYang lier. It also discusses the choice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transforme

4、r and some electric equipment such as circuit breaker, current and Voltage sensor. It shows main wiring of substation, the distribution of plane and some protection equipment of high and low Voltage by the graphics of CAD.This design is closely related to reality in order to design the suitable subs

5、tation by studying a lot of materials. The design not only adopts some stable-form and general protections but also adopts PC protection. The synthetical automation system of electric power superVision, which can make workers on duty control the situation of substation timely, operate the equipments

6、 directly, know the breakdown and deal with it without delay, so that the system of power supply is scientific and standard in management. Whats more, it can exchange data with other automatic systems and giVe full play to whole adVantage in order to manage information in all systems as a whole. Key

7、word: the calculation of short current, the protection of relay, circuit breaker, PC protection目 录摘 要2ABSTRACT2第1章 绪论61.1变配电所发展现状61.2化工厂供电设计基本知识6第2章 负荷计算72.1 负荷计算的意义72.2 负荷计算的方法82.3 负荷计算过程82.4 无功功率补偿计算132.5 工厂年电能消耗量计算14第3章 工厂进线电压的选择153.1 电压损耗条件153.2工厂设计基础资料15第4章 变压器的选择184.1 主变压器台数的确定184.2 主变压器容量的确定1

8、94.3各车间变电所变压器选择19第5章 电气主接线的设计215.1 电气主接线的概述215.2 电气主接线的设计原则和要求225.3 电气主接线方案的比较24第6章 短路电流计算296.1 短路电流计算的一般概述296.2 短路电流的计算31第7章 电气设备选择和校验397.1 高压电器选择的一般原则397.2 电器设备的选择、校验39第8章 变电所的平面布置478.1 变电所位置选择478.2 配电室建筑要求478.3 控制室布置488.4 配电设备的布置原则48第9章 防雷接地、照明499.1 防雷保护装置499.2 防雷接地设计499.3 过电压接地保护509.4 照明51第10章 继

9、电保护5210.1 任务、基本要求、微机保护5210.2 保护的设置53第11章 总结与展望58一、参考文献59第1章 绪论1.1变配电所发展现状目前，我国的城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应， 城乡变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在5060年代的水平上，从

10、发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分

11、发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。1.2化工厂供电设计基本知识化工厂电气设计包括供电、配电、照明、防雷等内容，设计质量的优劣直接影响工厂产品的质量与数量。它必须与当地电源协调；必须与设计各专业协调；在作扩建设计时还需要和工厂内原有供电系统协调（继电保护）。结合化工厂连续生产、产量大、产值高、防爆、防火、防腐等特征，电气设计必须遵守规范，选用质量好、效能好的节能设备，使设计质量优、产品电耗低，给工厂产品在市场上具有竞争力创造条件；必须有程序性的工作，在电源方面取得需要的数据，在设计工程中和各专业协调配合；必须考虑发展及抗震问题，给增容创造条件并适应局部变更的能力及提高抗地震的程度。电气设计

12、范围在电源部分，要与当地供电部门协商，确定设计范围分工。电气设计必须遵守规范有国家标准，专业标准及行业标准。国家标准包括：供配电系统设计规范 GB 50052-9510KV以下变电所设计规范 GB 50053-9435、110KV变电所设计规范 GB 50059-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB 50062-92低压配电设计规范 GB 50054-95专用标准包括：锅炉房设计规范 GB 50041-92化工企业静电接地设计技术规定 HGJ 28-90化工企业腐蚀场所电力设计技术规范 CD90A6-85化工企业电缆线路设计技术规定 CD90A8-85石油化工企业工厂电力系统谁规范

13、SH 3060-94第2章 负荷计算2.1 负荷计算的意义负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。2.2 负荷计算的方法负荷计算的

14、方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率：无功功率:视在功率:计算电流: 2.3 负荷计算过程按照原始负荷资料如下：负荷（35KV）:同时系数Km =0.9 表2-1车间编号负荷名称额 定容 量（KW）需用系数Kd负 荷特 性设备台数n1硫酸镁生产车间8600.90.8602循环水及消防水站空压站4000.90.82203氟草烟原药车间7600.90.75964二氯吡啶酸生产车间

15、16000.90.8794电解车间水解车间12000.90.85596毒死蜱原药车间20000.90.83517氯化车间11000.90.8508氨氯吡啶酸生产车间12000.90.8699锅炉房氯气站氨气站20000.90.82310办公楼环保设施构筑物生活区原料、包装、成品库房20000.90.8注：需用系数Kd，负荷特性由化工厂电气手册第三章第二节表3-2-1和3-2-2或化工厂公用设施设计手册第三章查得。根据原始资料计算各车间负荷：1. 硫酸镁生产车间:=774/0.8=967.52. 循环水及消防水站 空压站:=360/0.82=4393. 氟草烟原药车间:=684/0.75=912

16、4. 二氯吡啶酸生产车间:=1440/0.8=18005. 电解，水解车间：=1080/0.85=1270.596. 毒死蜱原药车间： =1800/0.8=22507. 氯化车间：=990/0.8=1237.58. 氨氯吡啶酸生产车间：=1080/0.8=13509. 锅炉房氯气站 氨气站:=1800/0.8=225010. 办公室 环保设施构筑物 生活区 原料、包装、成品库房:=1800/0.8=2250全工厂总负荷:cos= /=9446.4/11775=0.802负荷计算结果如下表2-2： 车间编号负荷名称额 定容 量（KW）需用系数Kd负 荷特 性tanP30(KW)Q30(KVar)

17、(KVA)A硫酸镁生产车间8600.90.80.75774580.5967.5B循环水及消防水站空压站4000.90.820.70360252439C氟草烟原药车间7600.90.750.88684601.9912D二氯吡啶酸生产车间16000.90.80.75144010801800E电解车间水解车间12000.90.850.621080669.61270.59F毒死蜱原药车间20000.90.80.75180013502250G氯化车间11000.90.80.75990742.51237.5H氨氯吡啶酸生产车间12000.90.80.7510808101350I锅炉房氯气站氨气站20000

18、.90.80.75180013502250J办公楼环保设施构筑物生活区原料、包装、成品库房20000.90.80.75180013502250总计118088787.168乘以同时数Kp=0.9Kq=0.95全厂计算负荷9446.47029.711775无功补偿容量3200Cos补偿到0.9后全厂计算负荷合计9599.34441.2910576.92.4 无功功率补偿计算无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分有电容器提供。由于本设计基础资料中规定35kV供电时要求,而由上面计算可知=0.8180.9，因此需要进行

19、无功补偿。各车间计算负荷合计P=9446.4kW补偿前Cos1=0.802 tg1=0.7 补偿后 tg=0.363 (2-5)=9446.4(0.7-0.363)=3183.44kVar取3200kVar 因此选补偿电容器的型号为：BWF10.5-100-1 n=Qc/qc=3200/100=32所以电容器的个数选32只。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：变压器的功率损耗为：变电所高压侧计算负荷为： =14546.5/（1.732135）=239.96A则无功补偿后，工厂的功率因数为： 符合本设计要求2.5 工厂年电能消耗量计算该厂为三班制工厂，年最大负荷利用小时数为6500h年有功电能

20、损耗：= 0.729599.36500=44924724kWh第3章 工厂进线电压的选择3.1 电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。电能质量 供电电压允许偏差（GB123252003）规定供电电压允许偏差如下： （1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。 （2）10kV及以下三相供电电压允許偏差为額定电压的7%。 （3）220V单相供电电压允許偏差为額定电压的+7%、-10%。3.2工厂设计基础资料厂区平面布置图:本次设计为四川绵阳利尔化工有限公司变配电所设计，利尔化工公司是国内最大的

21、农药化工企业，是国家军工企业，因此归属二级负荷。 工厂东北方向3KM处有一110KV/35KV的区域降压变电所。供电部门对功率因数的要求：35KV供电时，cos=0.9；10KV供电时，cos=0.95。根据本厂所能取得的电源及本厂用电的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，综合上述资料进行考虑分析两方案如下：采用35kv电压供电的特点1、供电电压较高，线路的功率损耗较小，年运行费用较低；2、电压损失小，调压问题容易解决；3、对cos的要求较低，可以减少高功率因数补偿设备的投资；4、需要建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要

22、多占一定的土地面积；5、根据运行统计数据，35kv架空线路的故障率比10kv架空线路的故障率低一半，因而供电可靠性高；6、有利于工厂进一步扩展。而采用10kv电压供电的特点1、不需投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积；2、工厂内不装设主高压器，可简化接线，便于运行操作；3、减轻维护工作量，减少管理人员；4、供电电压较35kv低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也会增大；5、要求的cos值高，要增加补偿设备的投资；6、线路的故障率比35kv的高，即供电可靠性不如35kv.可见，采用35kV电压以一回架空线向工厂供电，符合国家规范要求，由区域变电所两路35kV架空线（1#、2#线

23、）至工厂变电站后转为电缆线供给车间变电所。第4章 变压器的选择4.1 主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但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，当一台发生故障时，要切断大量负荷是很困难的，因此，对大型枢纽变电所，根具工程具体情况，应安装台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单台容量以及安装的总容量皆可有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分别逐台装设变压器，而不致积压资金。当变电所装设两台以及以上的主

24、变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%75%。通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。4.2 主变压器容量的确定本次设计选择暗备用，每台按变压器的最大负荷选择。正常情况下两台变压器都参加工作，这时，每台变压器均承受50%最大负荷，这种备用及能满足正常工作时经济运行的要求，又能在故障情况下承担全部级负荷，是比较合理的备用方式。 所以 根据数据选SFL7-12500/35型变压器。该工厂为发展型工厂，考虑到未来五至十年的发展留有一定的余量，根据数据选SFL7-12500/35型变压器作为主变压器。当工厂满负荷超过该变压器

25、容量是，可以让变压器做到当一台变压器故障时，另一台变压器容量至少能保证为变电所全部负荷的60%75%供电。4.3各车间变电所变压器选择对于供有大量一二级负荷的车间变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一二级负荷继续供电。1.硫酸镁生产车间安装一台变压器，其容量按SN.TS = 967.5KVA因此选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。2. 消防水站 空压站及循环水站安装一台变压器，其容量按SN.TS = 439KVA因此选一台S9-500/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。3.氟草药原药车间安装一台变压器互相暗备

26、用，其容量按SN.TS = 912KVA因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。4. 二氯吡啶酸生产车间安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.75S=0.751800KVA =1350KVA因此选两台S9-1600/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。5. 电解 水解车间安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.75S=0.751270.59 KVA =953 KVA因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。6.毒死蜱原药车间安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.75S = 0.752250=16

27、87.5KVA因此选两台S9-2000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。7.氯化车间安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.75S = 0.751237.5=928.125KVA因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。8.氨氯吡啶酸生产车间安装两台变压器，其容量按 SN.T0.75S = 0.751350KVA=1012.5KVA因此选一台S9-1250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。9.锅炉房 氨气站 氯气站 安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.75S = 0.752250=1687.5KVA因此选两台S9-

28、2000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。10.办公楼 环保设施构建物 生活区 包装成品库安装一台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.65S=0.65 2250=1462.5KVA因此选两台S9-1600/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。变压器容量及数量见下表：变电缩名称位置及类型变压器台数变压器型号A硫酸镁生产车间1S9-1000/10B循环水及消防水站空压站1S9-500/10C氟草烟原药车间1S9-1000/10D二氯吡啶酸生产车间2S9-1600/10E电解车间水解车间2S9-1000/10F毒死蜱原药车间2S9-2000/10G氯化车间2S9-100

29、0/10H氨氯吡啶酸生产车间2S9-1250/10I锅炉房氯气站氨气站2S9-2000/10J办公楼环保设施构筑物生活区原料、包装、成品库房1S9-1600/10第5章 电气主接线的设计5.1 电气主接线的概述变电所主接线(一次接线)表示变电所接受、变换和分配电能的路径。它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节. 在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示，按它们的正常状态画出。所谓正常状态，就是电器所处的电路中既无电压

30、，也无外力作用的状态。对于图中的断路器和隔离开关，是画出它们的断开位置。在图上高压设备均以标准图形符号代表，一般在主接线路图上只标出设备的图形符号，在主接线的施工图上，除画出代表设备的图形符号外，还应在图形符号旁边写明设备的型号与规范。从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等，因此，主接线图是变电所的最主要的图纸之一。5.2 电气主接线的设计原则和要求1. 电气主接线的设计原则(1) 考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支

31、变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2) 考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。(3) 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。(4)考虑主变台数对主接线的影

32、响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。2. 电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在

33、电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。(1)可靠实用所为可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电

34、所可能是不可靠的。(2)运行灵活主接线运行方式灵活，利用最少的切换操作，达到不同的供电方式。根据用电负荷大小，应作到灵活的投入和切除变压器。检修时，可以方便的停运变压器、断路器、母线等电气设备，不影响工厂重要负荷的用电。(3)简单经济在满足供电可靠性的前提下，尽量选用简单的接线。接线简单，既节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备，使节点少、事故和检修机率少；又要考虑单位的经济能力。经济合理地选用主变压器型号、容量、数量，减少二次降压用电，达到减少电能损失之目的。(4) 操作方便主接线操作简便与否，视主接线各回路是否按一条回路配置一台断路器的原则，符合这一原则，不仅操作简便、二

35、次接线简单、扩建也方便，而且一条回路发生故障时不影响非故障回路供电。(5)便于发展设计主接线时，要为布置配电装置提供条件，尽量减少占地面积。但是还应考虑工厂企业的发展，有的用户第一期工程往往只上一台变压器，经35年后，需建设第二台主变压器，变电所布局、基建一般都是根据主接线的规模确定的。因此，选择主接线方案时，应留有发展余地。扩建时可以很容易地从初期接线过度到最终接线。5.3 电气主接线方案的比较变电所的接线应从安全、可靠、灵活、经济出发。本次设计的四川绵阳利尔化工有限公司变配电所，地位较为重要，应尽量保证供电的可靠性，但从经济性来考虑接线不宜复杂。(1)只装有一台主变压器的总降变电所主接线通

36、常采用一次侧无母线、二次侧为单母线的主接线。一次侧采用断路器为主开关。其特点是简单经济，但供电可靠性不高，只适用于三级负荷。(2) 一次侧为内桥式接线的总降变电所主接线 这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷。这种内桥式接线多用于电源线路较长而主变压器不须经常切换的总降压变电所。(3) 一次侧为外桥式接线的总降变电所主接线这种主接线也适用于一、二级负荷。这种外桥式接线多用于电源线路不长而主变压器需经常切换以适应经济运行的总降压变电所。(4) 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线这种主接线兼有上述内桥式和外桥式两种接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，

37、投资较大。可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的情况。(5) 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主接线采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大提高，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在企业中少用，主要用于电力系统中。综合上述的主接线方案的比较,一次侧选用线路变压器组接线方式,即采用两台变压器分列运行,二次侧采用单母分段接线方式。 主接线图 车间一号 车间二号第6章 短路电流计算6.1 短路电流计算的一般概述电气设备或导体发生短路故障时通过的电流为短路电流。在工业企业供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常工作状态，而且还要考虑到发生故障所造

38、成的不正常状态。根据电力系统多年的实际运行经验，破坏供电系统正常运行的故障一般最常见的是各种短路。所谓短路是指相与相之间的短接，或在中性点接地系统中一相或几相与大地相接（接地），以及三相四线制系统中相线与中线短接。当发生短路时，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中将流通很大的短路电流（几千甚至几十万安），电源的电压完全降落在短路回路中。1.短路的原因发生短路的主要原因是由于电力系统的绝缘被破坏。在大多数情况下，绝缘的破坏多数是由于未及时发现和未及时消除设备中的缺陷，以及设计、安装和运行维护不当所，例如：过电压、直接雷击、绝缘材料的陈旧、绝缘配合不好、机械损坏等，运行人员的错误操作，如带负荷拉开

39、隔离开关，或者检修后未拆接地线就接通断路器；在长期过负荷元件中，由于电流过大，载流导体的温度升高到不能容许的程度，使绝缘加速老化或破坏；在小接地电流系统中未及时或消除一相接地的不正常工作状态，此时，其它两相对地电压升高倍，造成绝缘损坏；在某些化工厂或沿海地区空气污秽，含有损坏绝缘的气体或固体物质，如不加强绝缘，经常进行维护检修或者采取其他特殊防护措施等，都很容易造成短路。此外，在电力系统中，某些事故也可能直接导致短路，如杆塔塌导线断线等。动物或飞禽跨接载流导体也会造成短路事故。2.短路的危害短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到严重破坏。短路电流越

40、大，通过的时间越长，对故障元件破坏的程度也越大。由于短路电流很大，即使通过的时间很短，也会使短路电流所经过的元件和导体收起不能容许的发热，从而破坏绝缘甚至使载流部分退火、变形或烧毁。既然发生短路时流通很大的短路电流（超过额定电流许多倍），这样大的短路电流一旦流经电气设备的载流导体，必然要产生很大的电动力和热的破坏作用，随着发生短路地点和持续时间的长短，其破坏作用可能局限于一小部分，也可能影响整个系统。3.短路的类型三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见

41、的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。单相短路虽然机会多短路电流也大，但可以人为的减小单相短路电流数值，使单相短路电流最大可能值不超过三相短路电流的最大值。这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称短路的计算基础，尤其是工业企业供电系统中大接地电流系统又很少，因此应该掌握交流三相短路电流的计算。4.短路回路参数的计算在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的计算通常采用欧姆法和标幺制

42、法两种计算方法。前一种计算方法主要适用于1KV以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高压供电系统以及电力系统中。(1)标么值标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标幺制法乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100MVA和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间应满

43、足下列关系： Sd=UdId Ud=IdZd （5-1）式中Sd、Ud、Id、Zd功率、电压、电流、阻抗的基准值（datum Value）。(2)短路回路中各元件阻抗的计算计算短路电流时，必须知道系统中各元件的电阻抗，一般只考虑同步电机、变压器、电抗器、架空线和电缆线的电抗。在实际计算中，架空线路和电缆线路每公里的电抗值，通常采用表5-1所示的平均值。表5-1 电抗标么值、有名值和短路功率变换公式元件名称标幺值欧姆（）短路功率（MVA）备注发电机（或电动机）=Sd基准功率，通常可设 Sd=1000MAVSNG、发电机的额定容量，MAV及其次暂态电抗SNT、UK%变压器的额定容量MAV及其短路电压的 百分值UNR、INR、XR%电抗器的额定电压、额定电流及电抗百分值UaV电抗器或线所在网路的平均额定电压P变压器短路损耗KW变压器RT=XT=电抗器线路(1)