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IV
辽宁科技大学本科生毕业设计第页

某大学供电系统设计
摘　　要

通过对设计任务工程背景的分析，确定了各变电所高低压主接线结构，并根据电源情况、负荷水平与功率因数要求等条件对全系统进行了详细设计。首先，计算实际负荷，选择10kV供电用变压器。届时已考虑到无功功率补偿因素，由此可以免去部分迭代过程，计算较为简便。在进行上述设计过程中，确定了无功功率补偿容量，得出计算负荷，由此选择线缆。根据总计算负荷选择35kV供电用变压器并进行无功功率补偿。其次，通过对系统的短路计算分析，选择高低压断路器、高压隔离开关、开关柜和互感器。再次，对35kV和10kV变电所的平面布置、照明、接地和防雷进行设计。

关键词：供电系统；负荷计算；短路计算；继电保护

Power Supply System Design In a University
Abstract
Through the analysis of the design task engineering background, the high and low voltagesubstation main wiring structure is determined, and according to the power supply situation, the level of load and power factor requirements such as conditions of the whole system has carried on the detailed design. First, calculate the actual load, select 10 kv power supply transformer. Have given the reactive power compensation factor, which can remove part of the iterative process, simple calculation. In the design process, determine the reactive power compensation capacity, computing load, select cable. According to the total computational load selection of 35 kv power supply transformer and reactive power compensation. Secondly, by analyzing the system short circuit calculation, choose high and low voltage circuit breaker, high-voltage isolating switch, switch and transformer. Again, about 35 kv and 10 kv substation layout, lighting, earthing and lightning protection design.
Key words: Power system; Load calculation; Short-circuit calculation; Relay protection

目录
1 绪论 1
1.1设计原始依据 1
1.1.1全部用电设备负荷情况 1
1.1.2电源情况 1
1.1.3气象及其它资料 1
1.2设计内容和要求 1
1.3设计方法和步骤 3
1.3.1设计原则和方法 3
1.3.2设计步骤 3
2 供电系统 4
2.1供电系统结构设计 4
2.1.1 35kV变电所主接线结构方案选择 4
2.1.2 10kV变电所主接线结构方案选择 5
2.2 变配电站的站用电源 6
3 系统的负荷分析及主设备选择 7
3.1 系统负荷分析概述 7
3.1.1系统的计算负荷 7
3.1.2无功功率补偿 7
3.1.3供电用变压器 8
3.2 10kV等级负荷计算及电容补偿计算 8
3.2.1 10kV变电所负荷计算 9
3.2.2 10kV等级线缆选择 11
3.3 35kV等级负荷计算及电容补偿计算 15
3.3.1 35kV变电所负荷计算 15
3.3.2 35kV等级线缆选择 15
4 系统的短路分析 17
4.1短路及短路电流 17
4.1.2 短路电流计算的规定 17
4.2短路电流计算 17
4.2.1 系统参数 17
4.2.2 35kV进线断路器出口处短路电流 18
4.2.3 35/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流 18
4.2.4 10kV进线断路器出口处短路电流 19
4.2.5 0.4kV断路器出口处短路电流 20
5 开关设备及互感器选择 22
5.1设备选择依据 22
5.2高压开关设备的选择 22
5.2.1 35kV进线断路器与隔离开关选择 22
5.2.2 35/10.5kV变压器二次侧出口处断路器选择 24
5.2.3 10kV进线断路器与隔离开关选择 25
5.3低压开关设备的选择 27
5.3.1低压路器选择依据 27
5.3.2 0.4kV断路器选择 27
5.4互感器的选择 28
5.4.1电流互感器的选择 28
5.4.2电压互感器的选择 31
6 变电站结构设计及平面布置 33
6.1变电站布置特征 33
6.2变电站的照明设计 33
6.3变电站的防雷设计 33
6.4变电站的接地设计 33
致 谢 35
参考文献 36

第 36 页
辽宁科技大学本科生毕业设计
1 绪论
1.1设计原始依据
1.1.1全部用电设备负荷情况
1.负荷水平：（见表1-1）
2.负荷类型：本供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电。
3.该校最大负荷利用小时数为5600小时。
4.0.4kV负荷的同时系数为0.85，10kV负荷的同时系数为0.9，其中有功同时系数为0.75，无功同时系数为0.8。
1.1.2电源情况
1.由该厂东北方向8kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源A，其出口短路容量Sd=150MVA。
2.由该厂西北方向5kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源B，其出口短路容量Sd=75MVA。
3.功率因数：电源A与电源B均要求功率因数大于0.95。
4.供电电价为两部电价
基本电价：按变压器容量计算每月基本电价，15元/ kVA。
电度电价：35kV供电电压时0.80元/kwh。
1.1.3气象及其它资料
1.环境年平均气温15℃。
2.35kV变电站为独立建筑物，10kV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层内。
3.各级变压器均为室内布置。
1.2设计内容和要求
1.确定全校计算负荷。
2.确定全校的供电系统结构形式。
3.确定35kV变电站、10kV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。
4.计算35kV及10kV断路器出口处短路电流。
5.确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及10kv电缆型号。
6.确定无功功率补偿装置。
7.确定各变电所的平、剖面图。
表1-1 负荷水平
序号
负荷名称
有功功率（kW）
无功功率（kvar）
No1 10kV变电所
1
第一教学楼
275
198
2
第二教学楼
352
220
3
第三教学楼
231
165
4
第四教学楼
374
220
5
一教消防泵
20
10
6
二教消防泵
20
10
7
三教消防泵
20
10
8
一教消防梯
25
15
9
二教消防梯
25
15
10
三教消防梯
25
15
No2 10kV变电所
1
第五教学楼
242
176
2
第六教学楼
363
242
3
第七教学楼
275
198
4
第八教学楼
418
253
5
五教消防泵
20
10
6
六教消防泵
20
10
7
七教消防泵
20
10
8
五教消防梯
25
15
9
六教消防梯
25
15
10
七教消防梯
25
15
No3 10kV变电所
1
第一食堂
616
418
2
第二食堂
561
396
3
图书馆
682
242
4
实验楼
539
363
5
一食堂消防泵
20
10
6
二食堂消防泵
20
10
7
图书馆消防泵
20
10
8
实验楼消防泵
20
10
No4 10kV变电所
1
第一宿舍
330
198
2
第二宿舍
484
264
3
第三宿舍
308
220
4
第四宿舍
506
275
5
一宿舍消防泵
20
10
6
二宿舍消防泵
20
10
7
三宿舍消防泵
20
10
8
四宿舍消防泵
20
10
1.3设计方法和步骤
1.3.1设计原则和方法
该校区由35kV电压等级线路提供两个电源。由于输电距离较远，负荷较分散，且供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电，故全校区建设一个总降压变电所和四个分变电所。于35kV变电所内设两台35/10.5kV变压器，10kV变电所内设两台10/0.4kV变压器，保证供电的可靠性：当系统处于正常运行方式时两台变压器同时投入使用，当其中一台变压器故障或检修时只投入一台变压器也可满足供电要求。分变电所位置靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量，总降压变电所偏向电源进线方向。
1.3.2设计步骤
1.方案论证。
2.负荷计算。
3.无功补偿。
4.设备选择。
5.短路计算。
6.照明、接地及防雷。
2 供电系统
2.1供电系统结构设计
电气主接线的设计是供电系统设计的主题之一。无论是35kV变电所或是10kV变电所，高压侧主接线的设计方案与电源数量、电压等级、负荷规模、负荷等级以及运行可靠性、经济性等密切相关，对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须全面分析所有因素，正确处理其间关系，合理选择主接线方案，要求做到安全、可靠、灵活、经济[1]~[4]。
供配电系统变电所主接线具有以下多种接线结构：线路变压器组、并行线路变压器组、单母线不分段结构、单母线分段式结构、桥式主接线结构和双母线结构。
2.1.1 35kV变电所主接线结构方案选择
1.35kV侧主接线结构方案
35kV变电所有两路35kV电源进线，同时供电，互为备用。下面逐一列出适用于双电源供电的方案，并根据实际情况与技术、经济要求加以选择。
1）并行线路变压器组
2）单母线分段式结构
3）双母线结构
4）全桥式主接线结构
5）外桥式主接线结构
6）内桥式主接线结构
本供电区域的教学区、宿舍区和生活区的负荷由两电源均分，故负荷较为平稳，不必频繁投切变压器；由于该校区处于建设阶段，且未来将长期持续增扩建，容易因挖掘施工与大型设备的投入而发生线路故障，经综合考虑，本工程35kV侧主接线更适宜采用内桥式主接线结构。
2.10kV侧主接线结构方案
低压侧主接线有单母线不分段结构、单母线两分段结构和单母线四分段结构。
1）单母线不分段结构
2）单母线分段结构
3）单母线四分段结构
由于高压侧采用内桥式结构，且设四个10kV变电所，每个10kV变电所中设两台变压器，两变压器同时供电互为备用，故采用单母线两分段结构。
3.35kV变电所主接线结构方案确定
供电系统主接线结构应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展便利。综合考虑原 始资料，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，在满足技术、经济政策的前提下，拟定的方案如下：
35kV变电所高压侧采用内桥式主接线结构(如图2-1)，低压侧采用单母线两分段结 构（如图2-2）。

图2-1 内桥式结构 图2-2 单母线分段结构
35kV侧采用内桥式结构，其特点是：接线简单、经济、可靠性高、安全、灵活。
10kV侧采用单母线两分段结构，其特点是：当变电所的两段母线分列运行时，两段母线之间没有电的联系，可提高供电可靠性、减小变压器环流、降低短路电流。
2.1.2 10kV变电所主接线结构方案选择
1.10kV变电所主接线结构方案
结合负荷水平与负荷类型与其他因素综合考虑，10kV变电所有以下两种主接线结构方案较为适宜，可供选择。
1）方案一：高压侧采用并行线路变压器结构，即两台变压器一次侧没有电气连接，均单独由上一级变电站单独供电，低压侧采用单母线分段结构。该方案结构简单，由于双电源线路变压器组的存在，有一定可靠性，可以满足二级负荷的供电要求。但任何一侧的线路故障，必然导致故障侧变压器被切除，即变压器的利用率相应降低。
2）方案二：高压侧采用内桥式结构，低压侧采用单母线分段结构。该方案系统安全性较高，可靠性进一步提高，但系统相对复杂，使经济投入有了一定增加。
2.10kV变电所主接线结构方案确定
对上述两种方案进行比较讨论。
在安全性方面，两种方案都能保证系统安全运行；
在可靠性方面，由于方案二一次侧具有桥式结构，故可靠性优于方案一。
在灵活性方面，方案二的电源转换和故障切除可以在一次侧的桥式结构中实现，也可以在二次侧的母联结构中实现，较方案一更为灵活。
在经济性方面，方案一比方案二节省了断路器与开关柜，节约部分了资金。
双回路电源进线高压侧采用桥式结构后，供电可靠性较高，操作灵活，可使两台变压器均有较高利用率，并保证不间断供电。综合考虑以上因素，结合实际需求，方案二更适用于该校区。
2.2变配电站的站用电源
变电站站用电源是变电站的重要设施，在本设计中，10～35kV各高压配电站中均设置专用的站用变压器，供应配电站中的照明以及控制、保护等二次系统用电。
经过可靠性与经济因素的权衡，本设计采用的配置方案为：配置两台10/0.4kV变压器，分别置于两段10kV母线做为35kV变电所的站用变压器；配置两台10/0.4kV变压器，分别置于两段10kV桥架做为10kV变电所的站用变压器[5]。
考虑各变电所的实际用电状况，各站用变压器均采用SC(B)10-50/10双绕组干式变压器。
3 系统的负荷分析及主设备选择
3.1系统负荷分析概述
3.1.1系统的计算负荷
供电系统设计的基础是以30min最大负荷为标志的计算负荷。计算负荷的分析是进行系统设计的重要依据，也是正确选择线缆、开关电器、主变压器、补偿电容器及互感器等供电设备的基础。负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件。
根据负荷性质的不同，负荷计算通常使用需要系数法、二项式法和利用系数法，前两种方法使用最为普遍。本设计采用需要系数法。在采用需要系数法计算用电设备负荷时，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，然后按照公式求出该组用电设备的计算负荷。
3.1.2无功功率补偿
供电系统中的用电设备基本上属于电阻性或阻感性负载。供电设备中的变压器损耗具有阻感性质，线缆损耗则同时存在电阻、电容与电感性质。但是综合了供用电设备负荷的自然供电负荷一般总呈阻感性质，系统的功率因数普遍低于1.0。
各类具有电感性质的供用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低了系统的功率因数。功率因数过低将会给供配电系统带来诸多不利影响：增大设备容量、增加系统损耗、增大电压损失、降低设备利用率。正是由于低功率因数对供配电系统的不利影响，电力管理部门要求电力用户在自然负荷的功率因数过低时，采取措施提高供电负荷的功率因数。高压供电用户的功率因数应达到0.90以上，低压供电用户的功率因数应达到0.85以上，农业用户的功率因数应达到0.80以上。值得指出的是，功率因数不应达到1，否则可能会引发系统电流谐振[6]。
功率因数在补偿时首先应提高自然功率补偿，如仍不能满足要求则需进行无功功率补偿。提高自然功率因数的措施主要包括：优化电机类型、优化电机规格、防止电机空载运行、合理选择变压器容量。对于无功功率补偿，目前用户、工厂企业内广泛采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率。其优势在于并联电力电容器的方法补偿过程中有功损耗小，运行维护方便，可按照系统需要增减电容器，而且个别电容器的损坏不影响整个系统的运行。采用电容器作为无功补偿装置时，宜采用就地平衡原则。电容器在380V低压母线进行补偿时均为自动补偿方式，即实际补偿电容器容量随自然功率因数的变化而调整。低压电容器的设计补偿容量应使计算负荷水平下的高压负荷功率因数满足设计要求。实际负荷低于计算负荷时，电容器应逐步自动切除。电容器在6～10kV高压母线进行集中补偿时，可以采用固定补偿方式，即补偿电容器容量不随负荷的变化改变投切状态。
在并联电力电容器补偿的设计中必须注意，虽然电容器改善功率因数，但如果电容性负荷过大，可能会引起过补偿现象造成系统电流谐振，还会引起电压升高，从而带来不良影响，因此应该选择容量的适当电容器。集中补偿的电容器分组投切时的分组容量要适中，既要防止频繁动作又不要使电压波动过大。
3.1.3供电用变压器
电力变压器是供电系统及变电站最主要的电气设备之一，其主要功能是降低供电电压，并兼有电压调整功能，以保证供电电压维持在合理的范围内。
在选择变压器时，变压器的容量不应低于计算负荷水平，但高于计算负荷水平越多，变压器的运行成本越高。考虑到无功功率补偿装置的存在，应当选用容量与计算负荷最为接近的变压器。同时考虑变压器的投资与运行成本时，补偿后的计算负荷应保持在变压器容量的50%～60%。
根据变电所的总计算负荷选择变压器。因为采用双电源供电互为备用的单母线分段结构，所以当一台变压器出现故障时，另一台变压器应能承担全部负荷。
3.210kV等级负荷计算及电容补偿计算
本系统负荷为二级负荷，所有负荷均为双电源供电。本设计采用四个10kV变电所为全系统提供电能，10kV功率因数要求大于0.94。采用需要系数法进行计算负荷计算，其中：
变压器低压侧计算负荷：；；
变压器损耗功率：；
变压器高压侧计算负荷：；
高、低压侧功率因数：；
变压器总计算负荷：
低压自动补偿设计补偿容量：
高压集中补偿设计补偿容量：

变压器实际工作容量：
3.2.1 10kV变电所负荷计算
本校区设有四个10kV变电所，每个变电所中的两台变压器分别由电源A与电源B引入电源。由于计算篇幅较大，本节以No.1 10kV变电所为例进行负荷计算、变压器选型及功率补偿计算，说明其计算过程。完整计算书见附录。
1. No.1 10kV变电所变压器选择及无功功率补偿装置选择
1）变压器的选择
1T低压侧计算负荷：

2T低压侧计算负荷：

总计算负荷:
根据表B-2-3，选择两台SC（B）10-1250/10双绕组干式变压器。
2）功率补偿
1T：
(1)补偿前的功率因数
低压侧功率因数：
(2)确定补偿容量。
在低压侧进行无功补偿时，要求保证高压侧功率因数不低于0.94。考虑到变压器损耗的功率因数低于0.94，低压侧补偿后的功率因数应高于0.94，可试取0.96。

查附表B-3，选BW0.4-14-1型电容器，需要的数量为

取为3的整倍数，即电容器数量为15，实际补偿容量为。
(3)补偿后的计算负荷与功率因数。

即本补偿电容量可满足10kV母线功率因数大于0.94的系统要求。
2T：
(1)补偿前的功率因数
低压侧功率因数：
(2)确定补偿容量。在低压侧进行无功补偿时，要求保证高压侧功率因数不低于0.94。考虑到变压器损耗的功率因数低于0.94，低压侧补偿后的功率因数应高于0.94，可试取0.95。

查附表B-3，选BW0.4-14-1型电容器，需要的数量为

取为3的整倍数，即电容器数量为12，实际补偿容量为。
(3)补偿后的计算负荷与功率因数。

即本补偿电容量可满足10kV母线功率因数大于0.94的系统要求。
3）变压器的负荷校验
补偿后的总计算负荷:

下表列出各10kV变电所的负荷情况、变压器的选型及补偿电容器的选型。
表3-1 10kV变电所负荷情况及设备选型
变电所
SC2(kVA)
SC(kVA)
T
C
数量
Qcc(kvar)
P”C1
S”C1
Cos”φ
No.1
1T
640.53
1250
SC(B)10-
1250/10
BW0.4-
14-1
15
210
536.37
562.27
0.953
2T
609.51
12
168
517.59
547.05
0.946
No.2
3T
669.13
1327.73
SC(B)10-
1250/10
BW0.4-
14-1
15
210
564.61
591
0.955
4T
658.79
15
210
545.8
575.7
0.948
No.3
5T
1120.24
2282.24
SC(B)10-
2500/10
BW0.4-
14-1
24
336
940.34
990.59
0.949
6T
1170.51
9
126
1079.14
1143.91
0.943
No.4
7T
795.58
1605.18
SC(B)10-
1600/10
BW0.4-
14-1
12
168
696.17
737.45
0.941
8T
809.82
15
210
696.14
734.78
0.947

3.2.2 10kV等级线缆选择
1.10kV电缆型号选择
10kV线路电缆按允许载流量选择电缆截面。
在由35kV变电所引至10kV变电所的两路进线中，当其中一路进线发生故障时，另一路进线应能保证正常供电，故以每一变电所的总计算负荷做为选择电缆型号的依据。年最大负荷数为5600小时，环境温度30度。
表3-2 各变电所总计算电流
变电所
变压器

No.1
1T
536.37
163.68
1107.62
67.67
2T
517.59
176.88
No.2
3T
564.61
174.68
1166.64
67.44
4T
545.80
183.13
No.3
5T
940.34
311.48
2134.40
123.38
6T
1079.14
379.45
No.4
7T
696.17
249.28
1474.17
85.21
8T
696.14
235.13

设当地最热月地下0.8-1.0m处土壤平均温度为20℃，则温度修正系数

当地土壤较干燥，雨量不大，则土壤修正系数Ke=0.93；设埋沟内间距100mm，并行直埋电缆三棵，则载流量修正系数Kp=0.85；
根据表B-13-1进行选择，No.1、No.2和No.4变电所选用10kV交联聚乙烯铠装35㎜2铝芯电缆，其允许载流量为105A。

所以35㎜2电缆可以满足要求。
No.3变电所选用10kV交联聚乙烯铠装70㎜2铝芯电缆，其允许载流量为152A。

所以70㎜2电缆可以满足要求。
各变电所中的桥架电缆可选用与该变电所10kV电缆相同的电缆。
经过校核计算，可得所选电缆均满足电压损失校核和经济电流密度要求。
10kV埋地电缆的机械强度最小截面35㎜2小于所选导线截面，故满足机械强度要
求。
2.10kV电缆的功率损耗
因线路具有电阻、电抗与电容参数，所以线路的功率损耗包括有功和无功两部分。设10kV线缆长度均为1km，引入1T的线路编号为1，引入2T的线路编号为2，以此类推。
表3-3 有功功率损耗
线路

1
562.27
32.5
0.54
1711.14
1.71
2
547.05
31.62
1619.73
1.62
3
591
34.16
0.54
1809.39
1.89
4
575.7
33.28
1767.24
1.77
5
990.59
57.26
1.08
10623
10.62
6
1143.91
66.12
14164.8
14.16
7
737.45
42.63
0.54
2944.05
2.94
8
734.45
42.45
2921.4
2.92

供电线路中的无功功率分为感性与容性两类。负荷电流流过线路电抗时产生感性无功功率损耗。线路电压加在线路分布电容上时产生无功功率损耗,其中为线路的单相单位长度电纳，，为电缆线路单相对地电容电流。线路的总无功损耗是感性无功功率损耗与容性无功功率损耗的差值，即。
相同电压等级条件下，电缆线路的对地电容电流约为架空线的25倍。根据表B-12-3可知，10kV架空线路单相对地电容电流为10mA/km，故电缆线路单相对地电容电流为250mA/km。
容性无功功率损耗

表3-4 感性无功功率损耗
线路

1
32.5
0.101
320．04
0.32
2
31.62
299．95
0.30
3
34.16
0.101
350．07
0.35
4
33.28
332．27
0.33
5
57.26
0.113
1111．48
1.11
6
66.12
1482．06
1.48
7
42.63
0.101
545．20
0.55
8
42.45
540．60
0.54

表3-5 总无功功率损耗
线路

1
0.32
0.0043
0.32
2
0.30
0.30
3
0.35
0.35
4
0.33
0.33
5
1.11
1.11
6
1.48
1.48
7
0.55
0.55
8
0.54
0.54
在计算负荷运行条件下的容性无功损耗远小于感性无功损耗，故容性无功损耗对总无功损耗基本没有影响。
由电源A供电的线路的电缆功率损耗：

由电源B供电的线路的电缆功率损耗：

总线路功率损耗：

3.335kV等级负荷计算及电容补偿计算
3.3.1 35kV变电所负荷计算
35/10.5kV变压器低压侧计算负荷即为各10/0.4kV变压器高压侧计算负荷与10kV线路功率损耗之和[7]~[9]。
表3-6 35kV变电所负荷情况及设备选型
变压器
SC2（kVA）
SC（kVA）
T
C
数量
Qcc（kvar）
cosφav
1T
2608.67
5328.22
SC(B)9-
6300/35
BWF10.5-25-1
3
75
0.952
2T
2719.48
3
75
0.952

3.3.2 35kV等级线缆选择
当其中一个电源发生故障时，另一个电源的进线应能保证正常供电，故以补偿后的35kV变电所的高压侧总计算负荷做为选择电缆型号的依据。由于是35kV电压等级线缆，故采用经济电流密度选择截面。
表3-7 35kV高压侧总计算负荷
变压器
P"C1(kW)
Q"C1(kvar)
IC(A)
SC"（kVA）
1T
2491.37
846.88
43.41
5376.58
2T
2585.7
922.54
45.29

采用聚乙烯铝芯电缆，根据表3-7可知

选择标准截面时，可略小于经济截面，故可取为50㎜2聚乙烯铝芯电缆。
35kV交联聚乙烯铠装50㎜2铝芯电缆的允许载流量为128A>88.69A，故所选导线截面满足最大载流量要求。同时也满足发热条件。
35kv埋地的机械强度最小截面35㎜2<50㎜2，因此，所选的导线截面也满足机械强度的要求。
电源A与电源B间的桥架电缆也可选用35kV交联聚乙烯铠装50㎜2铝芯电缆。
3.4全校负荷计算
在计算全校负荷时，要考虑变压器损耗和线路损耗。在35kV变电所高压侧总计算负荷中已包含了各项负荷及各项损耗，故全校负荷为：

由电源A供电的负荷：

由电源B供电的负荷：

所以，全校总计算负荷为：

4 系统的短路分析
4.1短路及短路电流
在系统发生短路的情部下，保护系统必须动作，并使断路器跳闸以切除短路故障。发生三相短路的几率最低，但短路电流最大，对系统的威胁也最大所以高压断路器应按照发生三相短路时的短路电流进行选择。
4.1.2 短路电流计算的规定
1．验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。
2．选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
3．选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。
4．导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。
4.2短路电流计算
本系统中，短路点设置在以下几个位置：
两35kV电源进线断路器出口（选择35kV变电所进线断路器，取其短路电流大值选择35kV桥架断路器）
35/10.5kV变压器二次侧出口（电源A进线线路与电源B进线线路分别计算短路电流，可选择10kV出线断路器；取其大值选择10kV母线分段断路器）
10kV进线断路器出口（选择10kV变电所进线断路器，取同一变电所中两短路电流大值选择10kV桥架断路器）
0.4kV进线断路器出口（选择0.4kV进线断路器，取同一变电所中两短路电流大值选择0.4kV母线分段断路器。）
4.2.1 系统参数
35kV电源A系统阻抗：
35kV电源B系统阻抗：
35kV电源A进线线路阻抗：
35kV电源B进线线路阻抗：
35/10.5kV变压器阻抗：
10/0.4kV变压器阻抗：
1T、2T：
3T、4T：
5T、6T：
7T、8T：
10kV出线线路阻抗（设出线长度为1km）：
1T、2T、3T、4T、7T、8T：
5T、6T：
4.2.2 35kV进线断路器出口处短路电流
电源A：
短路阻抗：
短路电流：
电源B：
短路阻抗：
短路电流：
4.2.335/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流
电源A:
短路阻抗：
短路电流：
电源B:
短路阻抗：
短路电流：<
因此，按照选择10kV母线分段断路器。
4.2.410kV进线断路器出口处短路电流
1.由电源A供电的线路：
1）1、3、7号线路
短路阻抗：
短路电流：
短路容量：
2）5号线路
短路阻抗：

短路电流：
短路容量：
2.由电源B供电的线路：
1）2、4、8号线路
短路阻抗：

短路电流：
短路容量：
2）6号线路
短路阻抗：

短路电流：
短路容量：
4.2.50.4kV断路器出口处短路电流
1.1、3号线路
短路阻抗：
短路电流：
2. 2、4号线路
短路阻抗：
短路电流：
3. 5号线路
短路阻抗：
短路电流：
4．6号线路
短路阻抗：
短路电流：
5．7号线路
短路阻抗：
短路电流：
6．8号线路
短路阻抗：
短路电流：

5开关设备及互感器选择
5.1设备选择依据
供电系统中的一次设备主要包括变压器、母线、断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、电容器、互感器避雷器及其成套设备。电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是：先按正常工作条件选择出设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。
电气设备选择的一般要求包括：按工作环境及正常工作的条件选择电气设备；按短路条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性；开关电器断流能力校验[10]~[12]。
5.2高压开关设备的选择
5.2.1 35kV进线断路器与隔离开关选择
设继电动作保护时间为1.1s，断路器断路时间为0.1s。
1.电源A进线断路器与隔离开关选择

可初选断路器为泰开/LW8-35AG型六氟化硫断路器。
表5-1 断路器参数指标校核表
序号
泰开/LW8-35AG
的设备指标
选择要求
安装位置的系统要求项目
结论
项目
数据
项目
数据
1

35kV
≥

35kV
合格
2

2500A
≥

2474.36A
合格
3

31.5kA
≥

1.78kA
合格
4

63kA
≥

4.53kA
合格
5

31.52×4=3969kA2s
≥

1.782×(1.1+0.1)
=3.8kA2s
合格
依据断路器的选择条件，选择GN30-35型户内隔离开关。
表5-2 隔离开关参数指标校核表
序号
GN30-35的设备指标
选择要求
装设地点电气条件
项目
数据
项目
数据
结论
1

35kV
≥

35kV
合格
2

2500A
≥

2474.36A
合格
3

6.00kA
≥

4.53kA
合格
4

502×4=10000kA2s
≥

1.782×(1.1+0.1)
=3.80kA2s
合格

2.电源B进线断路器与隔离开关选择

可初选断路器为LN2-35Ⅰ型六氟化硫断路器。
表5-3 断路器参数指标校核表
序号
ZN3—35的设备指标
选择要求
安装位置的系统要求项目
结论
项目
数据
项目
数据
1

35kV
≥

35kV
合格
2

1250A
≥

1237.18A
合格
3

16.0kA
≥

1.07kA
合格
4

40kA
≥

2.73kA
合格
5

162×4=1024kA2s
≥

1.072×(1.1+0.1)
=1.37kA2s
合格

依据断路器的选择条件，选择GN30-35型户内隔离开关。
表5-4 隔离开关参数指标校核表
序 号
GN30-35
选择要求
装设地点电气条件
项目
数据
项目
数据
结论
1

35kV
≥

35kV
合格
2

2500A
≥

1237.18A
合格
3

6.00kA
≥

2.73kA
合格
4

502×4=10000kAs
≥