第一章某人行地下通道电气设计
第一节绪论
随着社会与经济的发展，已经很少出现手推磨、驴拉磨、水磨等，个别落后的地方还是有的。社会经济的发展，对电能的依赖性愈来愈强。电能能够方便而经济地从其他形式的能量转换而得，并且容易而经济地进行传输，以及简便地转换成其他形式的能量（如机械能、光能、热能、化学能、声音等）。社会发展越完善，社会承受停电扰动的能力就越脆弱，即使是几分钟甚至是几秒钟的停电也是不能容忍的。因此，供电企业满足社会需要和保证电力供应的压力也越来越大。世界各国都在为电烦恼，为电努力，为电改革。我国也开始采用110千伏或220千伏电压直接对工业企业或远距离送电，这可以减少电能在传输过程中的电能损耗和电压损耗。
1.1 工厂供电的目的、要求
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配。
电力工业是国民经济的一个重要部门,它为工业、农业、商业交通运输和社会生活提供能源。在今天，电能的利用已远远超出作为机械动力的使命。由于电能能够方便而经济地从其他形式的能量中转换而得，并且容易而经济地进行传输，以及简便地转换成其他形式的能量（如将电能变为机械能、光能、热能、化学能等），电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。国民经济的现代化没有电力工业的大发展是不可能的，电力工业已成为国民经济现代化的基础。并公认按人口平均的用电量，是反映一个国家现代化程度的主要指标之一。
在企业中，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。一般的工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。所以电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而且在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，
有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人名带来经济上甚至政治上的重大损失。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。
（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。
除次之外，在供电工作中，应合理地处理局部、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
1.2 工厂供电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv
及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：
（1）工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。
（2）工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
（3）工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
（4）按企业要求和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
关于负荷性质，按GB50052—95《供配电系统设计规范》规定，根据电力负
荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，电力负荷分为以下三级:
(1)一级负荷中断供电将造成人身伤亡者;中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，例如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
(2)二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等;中断供电将影响重要用电单位的正常工作者，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集巾的公共场所秩序混乱者。
(3)三级负荷不属于一级负荷和二级负荷的电力负荷。
对一级负荷，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口一级负荷中特别重要的负荷，除应由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。
对二级负荷，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电。当采用电缆线路时。应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。
1.3 设计的主要内容、步骤
泉厂总配变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。
（1）负荷计算
全厂总配变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总配变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。
（2）工厂总变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总配变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
（3）工厂总配变电所主结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。
（4）厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总配变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。
（5）工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
（6）改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总配变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。
（7）变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变配电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总配变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。
（8）变电所的防雷措施设计
装设避雷针或避雷带(网)变配电所及其屋外配电装置，应装设避雷针以防护直击雷。如无屋外配电装置，可于变配电所的屋顶装设避雷针或避雷带(网)。如果变配电所及其屋外配电装置处在相邻的建(构)筑物防雷保护范围以内时，可不
再装设避雷针或避雷带(网)。
独立避雷针宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其下频接地电阻RE<10Ω。当有困难时、可将接地装置与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之问，沿接地线的长度不得小于15m.
第二节负荷计算与无功补偿
2.1电力负荷的分级及要求
电力负荷又称电力负载，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用户耗
用的功率或电流大小，如说轻负荷、重负荷、空负荷、满负荷等。
工厂的电力负荷，按GB50052—1995《供配电系统设计规范》规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为：（1）一级负荷由两路电源供电，除此外还必须增设应急电源。
（2）二级负荷由两回路供电，当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。
（3）三级负荷对电源无需求
2.2负荷计算的内容和目的
（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。
（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.3负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法中的多组用电设备计算负荷的方法。
确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数K∑p和K∑q：
对车间干线，取
K∑p=0.85~0.95
K∑q=0.90~0.97
对低压母线，分两种情况
（1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取
K ∑p =0.80~0.90 K ∑q =0.85~0.95
（2）由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取
K ∑p =0.90~0.95 K ∑q =0.85~0.95
总的有功计算负荷为
P 30=K ∑p ∑P 30·i
总的无功计算负荷为
Q 30=K ∑q ∑Q 30·i
以上两式中的∑P 30·i 和∑Q 30·i 分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。 总的视在计算负为
2
30
2
3030Q P S +=
总的计算电流为
N
U S I 33030=
2.4各车间的计算负荷
各车间的负荷资料如下表： 编号 名称 负荷 类别 设备容量
/KW 需要系数K d 功率因数 cos φ
tan φ
1 锻压车间
动力 400
0.3 0.65 1.17 照明 5 0.7 1 0 2 电镀车间
动力 300
0.5 0.8 0.75 照明 4.5
0.8 1 0 3
热处理车间 动力 250
0.8 0.8 0.75 照明 4
0.6 1 0 4 装配车间
动力 200
0.3 0.7 1.02 照明 5 0.8 1 0 5 金工车间
动力 360
0.2 0.8 0.75 照明 5 0.8 1 0 6 机修车间
动力 240
0.8 0.8 0.75 照明 3.5
0.6 1 0
7 工具车间 动力 180 0.5 0.8 0.75 照明 3 0.8 1 0 8 锅炉房 动力 50 0.8 0.8 0.75 照明 4 0.6 1 0 9 仓库 动力 150 0.3 0.7 1.02 照明 2 0.8 1 0 10
生活区
动力 60 0.2 0.8 0.75 照明
10
0.8
1
表2—1 各车间负荷资料
（1）锻压车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.3，?cos =0.65，?tan =1.17，e P =400kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.3×400=120kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =120×1.17=140.4kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.7，?cos =1，?tan =0，e P =5kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.7×5=3.5kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(120+3.5)=117.33kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×140.4=136.19kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=2219.13633.117+=179.76kv ·A N
U S I 33030=
=
380
31000
76.179??=273.12A
（2）电镀车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.5，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =300kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.5×
300=150kW )1(30Q =)1(30P ×?
tan =150×0.75=112.5kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =4.5kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×
4.5=3.6kW 总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(150+3.6)=145.92kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×112.5=109.13kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=2213.10992.145+=182.22kv ·A N
U S I 33030=
=
380
31000
22.182??=276.85A
（3）热处理车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =250kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.8×250=200kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =200×0.75=150kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.6，?cos =1，?tan =0，e P =4kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.6×4=2.4kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(200+2.4)=192.28kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×150=145.5kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=225.14528.192+=241.13kv ·A
N
U S I 33030=
=
380
31000
13.241??=366.35A
（4）装配车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.3，?cos =0.7，?tan =1.02，e P =200kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.3×
200=60kW )1(30Q =)1(30P ×?
tan =60×1.02=61.2kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =5kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×5=4kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(60+4)=60.8kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×61.2=59.36kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=84.97kv ·A N
U S I 33030=
=129.1A
（5）金工车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.2，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =360kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.2×360=72kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =72×0.75=54kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =5kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×
5=4kW 总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(72+4)=72.2kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×54=52.38kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=89.2kv ·A N
U S I 33030=
=135.52A
（6）机修车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =240kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.8×240=192kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =192×0.75=144kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.6，?cos =1，?tan =0，e P =3.5kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.6×3.5=2.1kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(192+2.1)=184.4kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×144=139.68kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=231.33kv ·A N
U S I 33030=
=351.47A
（7）工具车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.5，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =180kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.5×
180=90kW )1(30Q =)1(30P ×?
tan =90×0.75=67.5kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =3kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×
3=2.4kW 总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(90+2.4)=87.78kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×67.5=65.48kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=109.51kv ·A N
U S I 33030=
=166.38A
（8）锅炉房的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =50kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.8×500=40kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =40×0.75=30kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.6，?cos =1，?tan =0，e P =4kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.6×4=2.4kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(40+2.4)=40.28kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×67.5=29.1kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=49.69kv ·A
N
U S I 33030=
=75.5A
（9）仓库的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.3，?cos =0.7，?tan =1.02，e P =150kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.3×
150=45kW )1(30Q =)1(30P ×?
tan =45×1.02=45.9kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =2kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×2=1.6kW
总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(45+1.6)=44.27kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×45.9=44.52kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=62.78kv ·A N
U S I 33030=
=95.4A
（10）工具车间的计算负荷 动力部分：
由表2—1，取K d =0.2，?cos =0.8，?tan =0.75，e P =60kW 故
)1(30P =K d ×e P =0.2×60=12kW
)1(30Q =)1(30P ×?
tan =12×0.75=9kvar
照明部分：
由表2—1，取K d =0.8，?cos =1，?tan =0，e P =10kW 故
)2(30P =K d ×e P =0.8×
10=8kW 总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）
P 30=K ∑p ∑P 30·i =0.95×(12+8)=19kW Q 30=K ∑q ∑Q 30·i =0.97×9=8.73kvar
2
30
2
3030Q P S +=
=20.91kv · A N
U S I 33030=
=31.77A
把以上各车间的计算负荷列出表格如下： 编号 名称 P 30 /KW
Q 30 /Kvar S 30 /KV ·A I 30/A 1 锻压车间 117.33 136.19 179.76 273.12 2 电镀车间 145.92 109.13 182.22 276.85 3 热处理车间 192.28 145.5 241.13 366.35 4 装配车间 60.8 59.36 84.97 129.1 5 金工车间 72.2 52.38 89.2 135.52 6 机修车间 184.4 139.68 231.33 351.47 7 工具车间 87.78 65.48 109.51 166.38 8 锅炉房 40.28 29.1 49.69 75.5 9 仓库 44.27 44.52 62.78 95.4 10 生活区
19
8.73
20.91
31.77
2.5总厂的负荷计算 2.5.1 低压侧的负荷计算
取K ∑p =0.95、K ∑q =0.97、N U =10kv ： P 30（2）=K ∑p ∑P 30=916.05kW Q 30（2）=K ∑q ∑Q 30=766.37kvar
2
)
2(302
)2(30)2(30Q P S +=
=1194.35kv·A
N
U S I 3)2(30)2(30=
=1814.63A
==
)
2(30)2(302cos S P ?0.77
2.5.2 变压器的功率损耗
9.17015.0)2(30=≈?S P T kW 7.7106.0)2(30=≈?S Q T kvar
2.5.3 高压侧的负荷计算
=?+=T P P P )2(30)1(30916.05+17.9=933.95kW =?+=T Q Q Q )2(30)1(30766.37+71.7=838.07kvar
2
)
1(302
)1(30)1(30Q P S +=
=1254.8kv·A
N
U S I 3)1(30)1(30=
=72.45A
==
)
1(30)1(301cos S P ?0.74
2.6 无功功率补偿
工厂中由于有大量的感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚未达到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。
由于在本设计中要求?cos >0.9,而由上面计算可知?cos =0.74<0.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BW0.4-14-1型的电容器，其额定电容为280μF。
)92.0arccos tan 74.0arccos (tan 05.916)tan (tan '
)2(30-?=-=??P Q C
=442.4kvar
取462=C Q kvar 。因此其电容器个数为：3314==C Q n 。而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数。
无功补偿后，变配电所得计算负荷为：
3.965)(2
)2(302)2(30'
)2(30≈-+=
C Q Q P S kv·A
变压器的功率损耗：
5.14015.0)2(30=≈?S P T kW 9.570
6.0)2(30=≈?S Q T kvar
功率补偿后高压侧的计算负荷：
=?+=T P P P )2(30'
)1(30916.05+14.5=930.55kW
27.3629.5746237.766)()1(30'
)1(30=+-=?+-=T C Q Q Q Q kvar 2
'
)1(302
)1(30'
)1(30Q P S +=
=998.58kv·
A N
U S I
3'
)1(30'
)
1(30=
=57.65A
无功补偿后，工厂的功率因数为：
==
'
)
1(30'
)1(30'
1cos S P ?0.93
2.7 变电所主变压器台数的选择
主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器:
1有大量一级或二级负荷。
2季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。 3集中负荷较大。例如大于1250kVA 。 其它情况下宜装设一台变压器。
2.8 变电所主变压器容量的选择
1装有一台主变压器的变电所：
主变压器容量T N S ?应不小于总的计算负荷30S ，即
30
S S T N ≥?
2装有两台主变压器的变电所
每台主变压器容量T N S ?不应小于总的计算负荷30S 的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即
30
)7.0~6.0(S S T N ≈?
同时每台主变压器容量T N S ?不应小于全部一，二级负荷之和)(30∏+I S ，即
)(30∏+I ?≥S S T N
3主变压器单台容量上限
单台配电变压器（低压为0.4kV ）的容量一般不宜大于1250kVA 。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量（例如1600~2000kV A ）的配电变压器。
由于设计中负荷为一、二级负荷,经过计算,本设计中就选择两台低损耗电力变压器，容量为800, 型号为S9-800/10的变压器。
因此，符合本设计的要求。
第三节短路计算
3.1 短路的原因、后果及其形式
短路是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。
造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格、绝缘合乎要求而被电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。
短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：
1短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。
2短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。
3短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。
4严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。
5不对称短路，其短路电流将产生较强的不平衡交流电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。
在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等。按短路电流的对称性来分。三相短路属于对称性短路。其他形式短路均为不对称性短路。
3.2 短路电流计算的目的
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计
算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于通道供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
3.3计算短路电流的方法
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。
下面介绍欧姆法计算 ：
在无限大容量电力系统发生三相短路时，其三相短路电流周期分量的有效值可按以下公式计算：
22
)
3(3
3∑
∑
∑
+=
=
X
R U Z U I C C K
在高压电路的短路计算中，通常总电抗远比总电阻大，所以一般只计电抗，不计电阻。在计算低压侧短路时，也只有当3∑>∑X R 时才需计入电阻。
如果不计电阻，则三相短路电流周期分量有效值为
∑
=
X U I C K 3)
3(
三相短路容量为
)
3()
3(3K C K I U S =
电力系统的阻抗为
∝
=
S U X C S 2
电力变压器的电阻为
2
???
? ???≈N C
K T S
U P R
电力变压器的电抗为
N
C K T S U U X 2
100
%?≈
电力线路电阻为
l
R R WL 0=
式中，0R 为导线电缆单位长度电阻，l 为线路长度。
电力线路电抗为
l
X X WL 0=
式中，0X 为导线电缆单位长度电抗，l 为线路长度。
由R U P 2=?和X U Q 2=?可知，元件的阻抗值与电压平方成正比，因此阻抗等效换算的公式为
2
???
? ??'
='C C U
U R R
2
???
?
??'='C
C U U X X
3.4采用欧姆法进行三相短路电流的计算
1.求k-1点的三相短路电流和短路容量（kV 10.5U 1C =） （1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
1)电力系统的电抗：查表得SN10-10Ⅱ型断路器的断路容量A MV 500S ?=∝， 因此
()Ω0.22A
MV 500kV
10.5
S U X 2
2
1C 1=?=
=
∝
2)电源线路的电抗：查表得Ω/km 0.35X 0=，因此
()Ω
1.75km 5Ω/km 0.35l X X 02=?==