35kv煤矿供电系统井上部分设计(共57页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要林西煤矿系70万吨中小煤矿，已有百多年的历史，许多设备都是原来引进外国的。随着企业的发展，目前的供电系统已经不能保证安全、可靠的供电。本次设计是根据现有的供电系统的特点，对某些设备以及负荷分布进行改进，以满足供电的可靠性和安全性。本次供电系统的设计内容包括：负荷计算、地面变电所设计、短路电流计算、地面高低压设备选择、保护装置、变电所防雷及接地等。本设计主供电系统由来自不同地方的两路35kV线路供电，经主变压器变为6kV，由单母分段的接线方式向矿区供电。根据煤矿供电系统特点，系统主线路均以最大运行方式进行整定，并以此对线路及其设备进行选择。本次设计林西煤矿35kV

2、供电系统只有井上供电系统部分。为保证供电的安全性和可靠性，又考虑林西煤矿15年的服务期限，从经济和技术两个方面对本矿进行整体设计，以达到满足对林西煤矿设计的合理性。关键词：林西煤矿； 35kV； 供电； 负荷计算； 设备选择； 短路电流计算AbstractThe design is based on the completion of the internship in the coal mine. LinXi Coal Mine through field visits, in conjunction with the existing level of production plant a

3、nd the prospects for future development in the power supply system on the basis of the relevant provisions of the coal production industry further standardize and improve.LinXi Coal Mine is 70 million tons and coal mines, over a hundred years of history, many of which are original to introduce forei

4、gn. With the development of enterprises, the current power supply system can not guarantee the safe and reliable power supply. This design is based on the characteristics of the existing power supply system, for some equipment and load distribution is improved to meet the power supply reliability an

5、d security. power system design include ：load calculations, ground substations design, short circuit current calculations, ground high-low voltage equipment selection, protection devices, Substation lightning protection and grounding. From the design of the power supply system in different parts of

6、the two roads 35kV power line, the main 6kV transformers into the single-parent separately to the Mining wiring electricity. According to the characteristics of coal supply system, the design of the main lines are the largest operation of the system means the set of lines and equipment and to choose

7、. LinXi Coal Mine 35kV power supply system design is only part of the power supply system Inoue. Considering the fifteen years service of LinXi Coal Mine, in order to ensure the security of electricity supply, reliable, the paper designs the engineering system which is reasonable for LinXi Mine from

8、 the economic and technical aspects.Key words: LinXi Coal Mine; 35kV; Power Supply; load calculations; electrical equipment selection; short circuit current calculations专心-专注-专业目 录1概述 林西矿位于河北省唐山市古冶区。该矿前身属于矿务局直属，因公司领导方向错误，在2007年破产，2008年重组后属于开滦集团控股。主营：原煤开采、洗煤、加工普通机械零配件等。其设计生产能力为70万吨。今年4月份又新建一座洗煤厂，年洗煤量

9、可达400万吨。林西矿供电系统由五十周波变，六号井变两条35kV进线供电。其矿内变配电所占地约2200平方米，两条进线分别到所内室外两个35/6kV主变压器，平常起用一台主变，地下水丰富的夏季一般开两台主变，室外部四脚分别设置四个避雷器。采用单母分段的主接线形式，主母线分为两段，母线间以断路器隔开。投入使用时是少油断路器，刚改用高压六氟化硫断路器，稳定性及灭弧能力大大提高。林西矿现有的很多供电设备是解放前引进外国的，虽然在当时是比较的先进的，但是随着企业的飞速发展，已不能满足现在的供电系统的要求。整个供电系统存在着许多隐患。设备古老，线路老化，负荷分布不合理，这些都对供电系统的安全造成很大影响

10、。如何保证整个供电系统的安全性和可靠性，是本次设计的主要内容。本次设计针对林西矿供电系统存在的安全隐患，通过引进先进的供电设备以及对负荷的合理布置，使林西矿供电系统能够安全、可靠地对整个矿区供电。表 1-1 全矿负荷统计分组设 备名 称负荷等级电压V线路类型电 机型 式单机容量kW安装/工作台数工作设备总容量kW需用系数功率因数离35kV变电所的距离km主井提 升16000CY1000 1/1100008708405副井提 升16000CY6001/160008508204扇风机 116000KT8002/180008808325扇风机216000KT8002/180008808325压风机1

11、6000C T3005/390008708702工房3380K4800.750.841.5修配厂3380C45045006007503地面低压1380C8000.720.780.1洗煤厂2380K110007707905啤酒厂1380K7500.760.852.8排水泵16000C X6005/31800088086075井下低压2660CX2600071077注 1.线路类型：C表示电缆线路； K表示架空线路。 2.电机类型：Y表示绕线异步； X表示鼠笼异步； T表示同步。矿井年产量：70万t； 服务年限：15年；立井深度：0.7km； 矿井沼气等级：煤与沼气突出矿井：矿区冻土带厚度为0.3

12、km，一般黑土；两回35kV架空电源线路长度：；两回上级35kV电源出线断路器过流保护动作时间：；本所35kV电源母线最大运行方式下的系统电抗: (=100MVA); 本所35kV电源母线最小行方式下的系统电抗: (=100MVA);井下6kV母线上允许短路容量: =100MVA；电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费；本所6kV母线上补偿后平均功率因数要求值；地区日最高气温：；最热月室外最高气温月平均值：；最热月室内最高气温月平均值：；最热月土壤最高气温月平均值：。2负荷计算2.1负荷分级与负荷曲线2.1.1供电负荷分级工厂的供电负荷，根据工业与民用供配电系统设计规范（GBJ52修

13、订本）规定，按其供电可靠性及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度，分为以下三级： 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，或在政治、经济上将造成重大损失的企业，林西矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：中断供电将在政治、经济上将造成较大损失的企业，如主要设备损坏，连续生产过程被打断，造成减产等。三级负荷：一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者。一级负荷属重要负荷，如中断供电将造成十分严重的后果，因此要求应由两个电源供电，对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求两个电源外还要求必须增设应急电源，为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急

14、供电系统。2.1.2负荷曲线1.13.16.19.111.14012年负荷曲线2-1年每日最大负荷曲线2-2年最大负荷和最大负荷利用小时数年最大负荷：就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的而是全年至少出现2-3次）消耗电能最大的半小时平均功率。并分别用符号、表示年有功最大负荷、年无功最大负荷和年视在功率最大负荷。年最大负荷小时是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能，用表示，如图2-2所示，年最大负荷延伸到的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，既全年实际消耗的电能。

15、因此年最大负荷利用小时： （2-1）式中全年消耗的有功电能，kWh。 而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算： （2-2）2.2矿井用电负荷计算2.2.1设备容量的确定用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。由于各用电设备并不是同时工作，因此，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率。（一）长期连续工作制这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定。对这种用电设备有 （2-3）（二）短时工作制这类工作制的用电设备工作时间很短

16、，而停歇时间相当长。对这类用电设备同样有 （2-4）（三）短时连续工作制用电设备这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。反复运行，工作周期一般不超过10min。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用表示为 （2-5）式中 T工作周期，s； t工作周期内的工作时间，s； t0工作周期内的停歇时间，s。断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 式中 负荷的持续率； 与名牌容量对应的负荷持续率； 负荷持续率为时设备的输出容量，kW。用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可以根据

17、具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为 kW （2-6） kvar （2-7） kVA （2-8） A （2-9）式中、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总额定容量，kW额定电压，V功率因数角的正切值该用电设备组的计算负荷电流，A需用系数2.2.2多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算公式如下：(i=1,2,3,m) (2-10) （2-11） （2-12）

18、（2-13）式中、为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在计算负荷；同时系数；m 为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数；、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切值，总设备容量；该干线或低压母线上的额定电压，V；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A；需用系数2.2.3负荷计算根据用电负荷表及负荷计算公式计算负荷，具体计算方法如下：1）主井提升机=0.871000=870(kW) 2）副井提升机 3) 扇风机1 4) 扇风机2 5) 压风机 6）工房 7) 修配厂 同理可得其他负荷的有功、无功、视在功率计算负荷为表2-1 其他设备的计算负荷设备名称地面低压57646173

19、8洗煤厂8476611075啤酒厂571355673排水泵15849351840井下低压184615332400计算出井下6kV低压母线上的有功、无功、视在功率计算负荷为：=(870+510+704+704+783+1584)0.9=4640(kW) 同理可得380V线上各负荷的有功、无功、视在功率计算负荷如下：=（360+270+576+847+571）0.9=2362(kW）=（234+238+461+661+355）0.9=1754(kvar)=2942(kVA)=4640+2362=7002（kW）=3462+1754=5207(kvar)=8726(kVA)计算可得功率因数为：。矿井

20、所要求功率因数为0.9，故需用电容器补偿。2.3功率因数补偿2.3.1提高功率因数补偿的意义由于一般企业采用了大量的感应电动机和变压器等用电设备，特别近年来大功率电力电子拖动设备的应用，企业供电系统除要供给有功功率外，还需要供给大量无功功率，使发电机和输电设备的能力不能充分利用，并增加输电线路的功率损耗和电压损失，估提高用户的功率因数有如下益处。1）提高电力系统的供电能力 在发电和输、配电设备的安装容量一定时，提到用户的功率因数相应减少了无功功率的供给，则在同样设备条件下，电力系统输出的有功功率可以增加。2）降低网络中的功率损耗当线路额定电压和线路阐述的有功功率P及线路电阻R恒定时，则线路中的

21、有功功率损耗与功率因数的平方成反比。3）减少网络中的电压损失，提高供电质量由于用户功率因数的提高，使网络中的电流减少。因此，网络的电压损失减少，网络末端用电设备的电压质量提高。4）降低电能成本从发电厂发出的电能有一定的总成本。提高功率因数可减少网络和变压器中的电能损耗。在发电设备容量不变的情况下，供给用户的电能就相应增多了，每度电的总成本就会降低。2.3.2提高功率因数的方法提高功率因数的关键是尽量减少电力系统中各个设备所需用的无功功率，特别是减少负荷从电网中取用的无功功率，使电网在输送有功功率时，少输送或不输送无功功率。1）提高用电设备本身的功率因数。在生产中，尽量采用鼠笼式异步发电机，避免

22、电动机与变压器的转载运行；对不需调速的大型设备，尽量采用同步机，采用高压电动机等。在本设计中，扇风机和压风机就采用了同步电动机，它对该矿供电系统的功率因数具有一定的补偿作用。2）采用人工补偿提高功率因数人工补偿提高功率因数的做法是采用供应无功功率的设备来就地补偿用电设备所需要的无功功率，以减少线路中的无功输送。人工补偿一般采用并联电力电容器，利用电容器产生的无功功率与电感负载产生无功功率进行交换，从而减少了负载向电网吸取无功功率。并联电容器补偿法具有投资省、有功功率损耗小、运行维护方便、故障范围小、无振动与噪声、安装地点较为灵活。补偿电容器组的接线方式在无功补偿中，10kV及以下线路的补偿电容

23、器组常按三角形接线，主要原因如下： 三角形接线可以防止电容器容量不对称（如个别电容器的熔断器熔断）而出现的过电压，电容器对过电压是比较敏感的，若为星形接线，则由于中性点位移，使部分相欠电压而部分相过电压。更严重的是当发生单相接地时，其余两相将升为线电压（中性点不接地系统），电容器将很容易损坏。 三角形接线若发生一相断线，只是使各相的补偿容量有所减少，不致于严重不平衡。而星形接线若发生一相断线，就使该相失补偿，严重影响电能质量。 用三角形接线可以充分发挥电容器的补偿能力，电容器的补偿容量与加在其两端的电压有关，即 （2-14）电容器采用三角形接法时，每相电容承受线电压，而采用星形接法时，每相电容

24、承受相电压，所以有 （2-15）上式表明，具有相同电容量的三个单相电容器组，采用三角形接法时的补偿容量是采用星形接法的三倍。因此，在电压相符的情况下，应尽量采用三角形接法。2.3.3电容器补偿计算需要电容器的容量： （2-16）式中 补偿电容器的容量，单位：kvar总有功功率， 单位：kW补偿前的功率因数，补偿后的功率因数, 计算可知： =7002（0.75-0.49）=1821(kvar)电容器采用双星型接线接在变电所的二次母线上，因此选容量为30kvar，额定电压为kV的电容器，装于电容柜中，每柜装9个，每柜容量为270kvar，则电容柜的总数为：N=1821270=6.7 取7个柜利用电

25、力电容补偿.容量为2707=1890补偿后变电所总无功功率：5207-1890=3317补偿后的功率因数：0.903 满足要求由于煤矿变电所6kV供电采用单母线分段，电容器分别安装在一 、二，三段母线上。故每段补偿电容器容量540kvar。分别安装2个电容柜。共计7个电容柜。满足无功功率的补偿要求3主变压器选择与主接线方案的确定3.1主变压器容量和台数的确定原则主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选择

26、过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的。因此，在变压器容量和台数的选择上应遵循一定的原则。3.1.1主变压器容量的确定原则（1）主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和

27、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。3.1.2主变压器台数的确定原则（1） 对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。（2） 如企业的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。两台互为备用，并且当一台出现故障时，另一台应能承担全部一、二级负荷。（3） 对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。（4）特殊情况下可装设两台以上变压器。3.1.3主变压器的损失计算补偿后的6千伏母线计算负荷即主变压器应输出的电力负荷，此时计算主变压

28、器损失，在未选型之前可用负荷计算中的结果按下式近似计算如下：=0.028726=174kW=0.085207=417kvar变电所35KV母线总负荷为：3.1.4主变压器选型为了保证煤矿供电，并根据煤矿安全规程规定主变压器应选用一主一备，在一台主变压器故障或者检修时，另一台变压器必须保证煤矿的安全生产用电的原则。根据煤矿电工手册取事故负荷保证系数则每台变压器为：表3-1 -10000,35/6.3kV变压器的主要参数型号规格（kVA）电压（kV）联结组别阻抗电压(%)空载电流(%)损耗（kW）重量（T）外形尺寸（m）长宽高高压低压空载短路-10000356.3Ynd11(Y0/-11)7.50

29、.813.65319.63.72.94.1根据矿井一、二级负荷占得比重大于SZ=9103kVA，可初选两台主变压器，考虑到矿井的深入，负荷的不断增加，选用型号KV电力变压器，作为主变压器。矿井变电所主变压器两台采样分列同时运行，所以主变压器损耗计算如下：有功损耗：kW无功损耗： kvar由以上计算，则35千伏母线总负荷为： 3.1.5全矿年电耗和吨煤电耗最大有功负荷年利用小时数小时，则年电耗为：则吨煤电耗为：因采用高压6kV集中补偿功率因数，故对各低压变压器均无补偿作用，因此低压变压器可根据第二章的计算视在容量进行选择。 修配厂、工房选用型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台；地面低压、啤酒厂选

30、用型铜线电力变压器；洗煤厂选用两台型铜线电力变压器。3.2主接线方式的确定3.2.1供电系统接线方式的要求1）安全可靠，应符合国家标准和有关技术规范的要求，充分保证人身和设备的安全。2）操作方便，运行灵活，供电系统的接线应保证工作人员在正常运行和发生事故时，便于操作和维修，以及运行灵活，倒闸方便。为此，应简化接线，减少供电层次和操作程序。3）经济合理，接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少设备投资和运用费用。提高经济性的有效措施之一就是高压线路尽量深入负荷中心。4）便于发展，接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。3.2.2主接线形式变电所的主接线是由个各

31、种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，变电所起着接受电能，并将电能(或经主变压器降压)再分配给全矿用电设备的作用。电源进线和负荷出线之间采用什么设备和以什么形式进行连接，称接线方式。它与电源进线回路数、电压等级、距电源远近、主变压器的台数等因素有关。3.3 35kV侧接线方式选择3.3.1单元接线发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机-变压器组，称为单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对而言于具有母线时，有所减小等特点；这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时

32、，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。3.3.2桥形接线为了保证对一二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用由两回电源线路受电荷装设两台变压器的桥式主接线。桥式接分为外桥、内桥和全桥三种。a、外桥接线外桥接线如图3-1（a）所示。（1） 优点：高压断路器数少、四个回路只需三台断路器。（2） 缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器侧的断路器检修时，变压器需较长时间停运。（3） 适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短、故障率较少的情况。 图 3-1 三种桥形接线方式 b、内桥接线内桥

33、形接线如图3-1（b）所示。（1） 优点：高压断路器数少，四个回路只需三台断路器。（2） 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需两台断路器动作，影响一回线路的暂时停运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需校长时间停运。（3） 适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。c、全桥接线全桥接线如图3-1（c）所示。线路与变压器均设有断路器。全桥适应能力强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所。其缺点是设备多、投资大，变电所占地面积较大。基于本变电站所主变容量较大以及煤矿对供电可靠性运行的灵活性，操

34、作方便等的严格要求，结合以上分析，决定采用全桥接线作为本变电所的主接线方式。3.4 6kV侧接线方式选择3.4.1单母线接线（1） 优点：接线简单清晰，操作方便，设备少，配电装置的建造费用低。隔离开关仅在检修时作隔离电压用，不作任何其他操作，便于扩建和采用成套配电装置。（2） 缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置停电。引出线回路的断路器检修时，该回路要停止供电。（3） 适用范围：由于单母线接线工作可靠性和灵活性都较差，故这种接线主要用于小容量特别是只有一个电源的变电所中。3.4.2单母线分段式接线有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所的受、配电母线以及桥式接线变电所主变压

35、器二次侧的配电母线，多采用单母线分段式接线。当某回受电线路或变压器因故障及检修停止运行时，可通过母线分段断路器的联络，保证继续对两段母线上的重要负荷供电。所以多用于具有一、二级负荷，且进、出线较多的变电所。（1） 优点：用断路器把母线分段后，对重要一、二级用户可以从不同段上引出两个回路，有两个电源供电。当一段进线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2） 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在此期间内停电。当出线为双回路时，架空线路会出现交叉跨越。另外，在扩建时需向两个方向均衡扩建。（3） 适用范围：由于单母线分段接线比

36、单母线接线的供电可靠性相灵活性有所提高，所以在6.3kV以下的变电所中较广泛使用这种接线方式。 图3-2 单母线分段式接线图3.4.3双母线接线双母接线中有两组母线，每一电源或每条引出线，通过一台或两台断路器，分别接到两组母线上。双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配到两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定与某组母线连接，以固定连接方式运行。（1）优点a.供电可靠：通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路。b.调度灵活：各个电源和各回路负荷可以

37、任意分配到某一母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。c.扩建方便：向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。（2）缺点a.增加一组母线，每回路就要增加一组母线隔离开关。b.当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，开关误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。（3）适用范围当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电。母线和母线设备检修时，不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时，采用双母线接线较合适。综上所述，考虑到经济性和满足矿井供电的要求，6kV侧采用

38、单母分段式接线方式。变电所的主接线简图可以表示为：图3-3 变电所主接线简图4短路计算4.1短路电流的分类与计算目的4.1.1短路的原因产生短路故障的主要原因是电气设备的载流部分绝缘损坏所致。绝缘损坏时由于绝缘老化、过电压或机械损伤等原因造成的。其他如运行人员带负荷拉、合隔离开关或者检修后未拆除接地线就送电等误操作而引起的短路。此外，鸟兽在裸露的导体上跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。4.1.2短路的危害发生短路时，因短路回路的总阻抗非常小，故短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏，短路点的电弧可能烧毁电气设备，短路点附近的电压显著降低，使供电受

39、到严重影响或被迫中断。若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行解列，引起严重后果。4.1.3计算短路电流的目的短路产生的后果极为严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在供电系统的设计和运行中，必须进行短路电流计算，以解决下列技术问题。（1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。（2）设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。（3）确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，可采用限制短路电流的措施。（4）确定合理的主接线方案和主要运行方式等。4.1.4短路电流计算的标幺值法计算具有多个电压等级供电系统的短路电流时，若采用有名制法计算

40、，必须将所有元件的阻抗都归算到同一电压下才能求出短路回路的总阻抗，从而计算出短路电流，计算过程繁琐比易出错，这种情况采用标幺值法较为简单。（1）标幺制用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。标幺值是指任意一个物理量的有名值与基准值的比值，即 标幺值=物理量的有名值/物理量的基准值例如容量、电压、电流、阻抗（电抗）标幺值分别为 ， （4-1）基准容量（）、基准电压()、基准电流()和基准阻抗（）亦符合功率方程和电压方程。因此，4个基准值中只有两个是独立的，通常选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即 （4-2）（2）各元件的标幺电抗计算取，为基准容量 1.线路标幺电抗。

41、若线路长度为、单位长度的电抗为，则线路电抗。线路的标幺电抗为 即 （4-3） 2.变压器电抗标幺值。若变压器的额定容量为和阻抗电压百分数为，则忽略变压器绕组电阻R的电抗标幺值为 即 （4-4） 3.系统的标幺电抗。一般工矿企业的供电系统可看作无限大容量系统，其系统阻抗可以作为零对待。但若供电部门提供供电系统的电抗参数或相应的条件，应计及供电系统电源的电抗，并看作无限大容量电源系统，这样计算的短路电流更为精确。若已知供电系统的系统电抗有名值,则系统标幺电抗为 （4-5）若已知供电系统出口处的短路容量,则系统的电抗有名值为 （4-6）进而求得系统标幺电抗为 即 （4-7）（3）短路冲击电流 在高压供电系统中为