【文章內容簡介】 路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等。按短路電流的對稱性來分。三相短路屬于對稱性短路。其他形式短路均為不對稱性短路。 短路電流計算的目的短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于通道供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。下面介紹歐姆法計算 ：在無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，其三相短路電流周期分量的有效值可按以下公式計算：在高壓電路的短路計算中，通常總電抗遠比總電阻大，所以一般只計電抗，不計電阻。在計算低壓側短路時，也只有當時才需計入電阻。如果不計電阻，則三相短路電流周期分量有效值為三相短路容量為電力系統(tǒng)的阻抗為電力變壓器的電阻為電力變壓器的電抗為電力線路電阻為式中，為導線電纜單位長度電阻，為線路長度。電力線路電抗為式中，為導線電纜單位長度電抗，為線路長度。由和可知，元件的阻抗值與電壓平方成正比，因此阻抗等效換算的公式為1. 求k1點的三相短路電流和短路容量（）（1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1) 電力系統(tǒng)的電抗：查表得SN1010Ⅱ型斷路器的斷路容量，因此2) 電源線路的電抗：查表得，因此3) 繪k1點短路的等效電路，如圖31a所示，圖上標出各元件的序號（分子）和電抗值（分母），并計算其總電抗為（2）計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一周期短路全電流有效值4) 三相短路容量（）1)電力系統(tǒng)的電抗2)架空線路的電抗3)電力變壓器的電抗：有表可得，因此4)繪k2點短路的等效電路如圖31b所示，并計算其總電抗：（2）計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4)三相短路容量有以上計算的數(shù)據(jù)列短路計算表，如表31所示。表31 短路計算表短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk1k2第四節(jié) 一次設備的選擇與校驗 概述變配電所中承擔輸送和分配電能任務的電路，稱為一次電路，或稱主電路、主接線（主結線）。一次電路中所有的電氣設備，稱為一次設備或一次元件。一次設備按其功能來分，可分為以下幾類：（1） 變換設備 其功能是按電力系統(tǒng)運行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻機等。（2） 控制設備 其功能是按電力系統(tǒng)運行的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開關設備。（3） 保護設備 其功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓等的保護，例如熔斷器和避雷器。（4） 補償設備 其功能是用來補償電力系統(tǒng)中的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器等。（5） 成套設備 它是按一次電路接線方案的要求，將有關一次設備及控制、指示、監(jiān)測和保護一次設備的二次設備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關柜、低壓開關柜、動力和照明配電箱等。 高壓一次設備的選擇高壓一次設備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設備應工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。電氣設備按在正常條件下工作進行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置（室內或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。電氣要求是指電氣裝置對設備的電壓、電流、頻率（一般為50HZ）等的要求；對一些斷流電器如開關、熔斷器等，應考慮其斷流能力。電氣設備按在短路故障條件下工作進行選擇，就是要按最大可能的短路故障時的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進行校驗。對熔斷器及裝有熔斷器保護的電壓互感器，不必進行短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗。對電力電纜，由于其機械強度足夠，所以也不必進行短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗。 高壓一次母線的選擇根據(jù)有關參數(shù)，初選LMY型矩形硬母鋁線LMY3（404）即母線尺寸為40㎜4㎜,單條母線平放狀態(tài)，其允許載流量最大值為480A，大于補償后高壓側的電流值。硬母線的動穩(wěn)定度校驗條件按下列公式校驗硬鋁母線（LMY型），；為母線通過時所受到的最大計算應力。上述最大計算應力按下式計算：其中，母數(shù)檔數(shù)為2，；這里的均按下式計算，為母線的檔距，其值為1m；母線水平放置時，；這里的b為母線截面的水平寬度，h為母線截面的垂直高度。取a=,由以上數(shù)據(jù)和相關公式得：，符合要求。電纜的機械強度很好，無須校驗其短路動穩(wěn)定度。母線的熱穩(wěn)定度校驗條件式中，為導體在短路時的最高允許溫度。如前所述，要確定導體的比較麻煩，因此也可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面。由下式可得最小允許截面（）本設計所選的導線為鋁芯，在10KV下其熱穩(wěn)定系數(shù)為92（），額定負荷時允許最大溫度為65℃，短路時允許最大溫度為200℃。通過計算的最小允許截面為29，小于所選導線面積由以上所述，可得所選鋁線符合要求。 高壓熔斷器的選擇熔斷器，是一種在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體熔化而分斷電流、斷開電路的一種保護電器。熔斷器的功能主要是對電路及電路設備進行短路保護，有的熔斷器還具有過負荷保護的功能。供電系統(tǒng)中，室內廣泛采用RNRN2等型高壓管式熔斷器，室外則廣泛采用RW4RW10(F)10等型高壓跌開式熔斷器和RW1035等型高壓限流熔斷器。① 按額定電壓選擇對于一般高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。我們選用10kV的。② 按額定電流選擇熔斷器的額定電流選擇，包括熔斷器溶管的額定電流和溶體的額定電流的選擇。1) 溶管額定電流是指熔斷器外殼載流部分和接觸部分設計時所根據(jù)的電流。2) 溶體額定電流選擇應滿足下列二個條件：a溶體的額定電流應小于回路的最大工作電流b溶體的額定電流應躲過回路的尖峰電流，如變壓器的勵磁涌流，電動機的自起動電流及投入電容的沖擊電流等。③ 熔斷器開斷的校驗對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流進行校驗，對于有限流作用的熔斷器，在電流過最大值之前已截斷，故可不計非周期分量影響，而用進行校驗。對于跌落式熔斷器還要校驗可開斷負荷電流值，開斷空載變壓器容量，允許切合空載線路長度等。④ 熔斷器選擇性配合為了保證前兩級熔斷器之間，或熔斷器與電源或負荷的繼電保護之間動作的選擇性，應進行溶體選擇校驗，各型號熔斷器體熔斷時間可由制造廠提供的安秒特性曲線上查出。綜上所述，我們選擇的高壓熔斷器的型號為RN210。 高壓隔離開關的選擇高壓隔離開關的功能，主要是隔離高壓電源，以保證他設備和線路的安全檢修。因此其結構特點是斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設備的安全。但是隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此它不允許帶負荷操作。然而可用來通斷一定的小電流，如勵磁電流（空載電流）不超過2A的空載變壓器，電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等。根據(jù)高壓隔離開關有關型號，經(jīng)過比較初選高壓隔離開關。其參數(shù)為：,。GN810/，滿足要求滿足要求斷流能力：查參考資料得Ioc=16KAIk=熱穩(wěn)定度：It2t=(10KA)25=500KAI(3)2tima==131KA滿足要求其中，It為設備的t秒熱穩(wěn)定電流（KA），t為設備的熱穩(wěn)定實驗時間，tima為短路假象時間（s） tima=tk+, tk=top+toc=2+=高壓隔離開關的動穩(wěn)定度校驗按下列公式校驗根據(jù)短路電流計算所得結果小于,所選開關符合要求。高壓隔離開關的熱穩(wěn)定度校驗按下列公式校驗根據(jù)相關數(shù)據(jù)和公式計算，所選開關符合要求。 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的功能是，不僅能通斷正常負荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器按其采用的滅弧介質分，有油斷路器】、六氟化硫斷路器、真空斷路器以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內少油斷路器形式，初步選用SN1010Ⅰ/630300型。SN1010Ⅰ/630300型額定電壓為10kV，符合要求。SN1010Ⅰ/630300型額定開斷電流為630A，符合要求。高壓斷路器的動穩(wěn)定度校驗按式校驗SN1010Ⅰ/630300型斷路器動穩(wěn)定電流峰值為40kA，大于,所選開關符合要求。高壓斷路器的熱穩(wěn)定度校驗按式校驗SN1010Ⅰ/630300型斷路器熱穩(wěn)定電流有效值為16（4s）kA，計算結果為：大于，所選電器符合要求。 高壓負荷開關的選擇高壓負荷開關，具有簡單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負荷電流和過負荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。負荷開關斷開后，與隔離開關一樣，也具有明顯可見的斷開間隙，因此它也具有隔離高壓電源、保證安全檢修的功能。根據(jù)