RWB=rL= 0.031m Ω/ m*6 m=0.186 m Ω XWB=xL=0.170m Ω / m*6 m=1.02 m Ω
相零阻抗
Rφ-0。WB = rφ-0 L = 0.104m Ω / m*6 m=0.624 mΩ Xφ-0。 WB= xφ- L 0=0.394mΩ/ m*6 m=2.364 m Ω
电缆 WL 查表的单位长度每相阻抗及相零回路阻抗值： 每 相阻抗
RWL=rL= 0.310m Ω / m*100 m=31 m Ω XWL=xL=0.078m Ω/ m*100m=7.8m Ω
相零阻抗
Rφ-0。WL = r φ-0 L = 1.128m Ω / m*100 m=112.8 mΩ Xφ -0。WL= x φ- L 0=0.178mΩ/ m*100 m=17.8m Ω
⑵ 计算各点的 短路电流 ①
k-1 的三相和单相短路电流 三相短路回路总阻抗
R∑= RS+RT+RWB= ( 0.228+0.31+0.186)mΩ=0.724 mΩ X∑= XS+XT+XWB= (2.28+3.99+1.02)mΩ=7.29 mΩ
三相短路电流 Ik (3) =Uc/ ( 3
2
R2?X??) =400V/ (3 0.7242?7.292) mΩ =7.33kA
短路冲击系数
ksh=1+e??R?/X?=1+ e -3.14*0.724/7.29=3.41 三相短
路冲击 电流
ish(3)= 2ksh Ik (3) =2*3.41*7.33=35.34kA Ish(3)= Ik (3) ?2(ksh?1)2 =7.33kA *?2(3.41?1)2=26.02kA
单相短路回路总相零阻抗
Rφ -0 = R φ -0。 S+ Rφ -0 。 T+ R φ -0 。 WB = (0.152+0.31+0.624)mΩ=1.086 mΩ Xφ-0 = X φ -0。S+ Xφ-0。 T+ Xφ-0。WB = ( 1.52+3.99+2.364) mΩ =7.87 mΩ
单相短路电流
22
Ik (1) = U φ /R?= 220V/.0862?7.872
mΩ=27.7kA ?0?X??0
② k-2 的三相和单相短路电流 三相短路回路总阻抗
2
R∑ = RS+RT+RWB+RWL =(0.228+0.31+0.186+31)mΩ =31.72 mΩ X∑= XS+XT+XWB+XWL = (2.28+3.99+1.02+7.8)
mΩ=15.09mΩ 三相短路电流
Ik (3) = Uc/ (3
短路冲击系数
ksh=1+e??R?/X?=1+ e -3.14*31.72/15.09=2.22 三相短
路冲击 电流
ish(3)= 2ksh Ik (3) =2*2.22*5.52=17.32kA Ish(3)= Ik (3) ?2(ksh?1)2 =5.52kA *?2(2.22?1)2=10.98kA 单 相短路回路总相零阻抗
Rφ-0 = Rφ-0。S+ Rφ -0。T+ R φ-0。 WB+ R φ-0。WL
=(0.152+0.31+0.624+112.8)mΩ=113.89 mΩ Xφ-0 = X φ-0。S+ Xφ-0。T+ X φ -0。 WB+ X φ-0。WL
=( 1.52+3.99+2.364+17.8) mΩ =25.67 mΩ 单相短路
电流
2222 Ik (1) = U φ/R??0?X??0= 220V/.89?25.67 mΩ=1.88kA 2
R2??X?) =400V/ (3 31.722?15.092)mΩ=6.57kA
表 6.2 低压短路计算结果
第七章 配变电所电气装置布置 第一节 变电所的位置选择
选择变电所位置时， 应依照国家十至二十年的长远规划和五 至十年的系统设计， 搞清所选变电所的负荷分布， 近期和远期在 系统中的地位和作用，系统连接方式，电源潮流，负荷对象，供 电要求等， 以满足国民经济发展的需要， 从而使所址位置选择得 比较合理。变电所位置的选择必须适应电力系统发展规划和布局 的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。这样，必然就 会减少输电线路的投资和电能的损耗，既经济又节省能源。
因此变电所位置的确定遵循以下原则：
(1) 接近负荷中心。 接近负荷中心主要从节约一次投资和
减少 运行时电能损耗的角度出发。
(2) 进出线方便。要有足够的进出线走廊，提供给架空进
线、 电缆沟或电缆隧道。
(3) 靠近电源侧。 变电所应靠近电源进线侧布置， 以免过
大的 功率倒送，产生不必要的电能损耗和电压损失。
(3)满足供电半径的要求。 由于电压等级决定了线路最大的
输 送功率和输送距离， 供电半径过大导致线路上电压损失太大， 使 末端用电设备处的电压不能满足要求。 因此变电所的位置应保证 所有用电负荷均处于该站的有效供电半径内， 否则应增加变电所 或采取其他措施。
(4) 运输设备方便。
(5) 避免设在有剧烈震动和高温的场所。 (6) 避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所。 (7) 避免设在潮湿或易积水场所。
第二节 配电室建筑要求
目前，在 6～ 35KV 各级电压屋内配电装置中，成套柜已被 广泛使用。这些柜在屋内的布置，虽有单、双列之分或所处楼层 的不同，其布置方法基本相同。
室内平面布置， 主要是协调室内设备、 通道及地下管沟道的 相对位置。也是土建专业进行房屋设计的主要依据之一。
室内平面布置是依据上述配置图和第一节所讲述的对配电 装置基本要求第三条内容及对尺寸进行布置， 布置时还应考虑下 列内容：
(1) 柜体基础槽钢的埋设。 (2) 电缆管沟道的布置。 (3) 防爆缓冲间的设置。
配电室宜采用百叶窗与轴流风机并用进行通风。 风机的选择 应按事故排烟量要求，装设足够数量的事故通风装置。
第八章 配变电所的防雷与接地装置 第一节 防雷与防雷措施
防雷的设备主要有接闪器和避雷器。 其中，接闪器就是专门 用来接受直接雷击 （雷闪）的金属物体。 接闪的金属称为避雷针。 接闪的金属线称为避雷线， 或称架空地线。 接闪的金属带称为避 雷带。接闪的金属网称为避雷网。
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电 所或其它建筑物内， 以免危及被保护设备的绝缘。 避雷器应与被 保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。避雷器的型式，主要 有阀式和排气式等。
防雷措施主要有以下几点：
（1）架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只 在 66KV 及以上的架空线路上才沿全线装设。 35KV 的架空线路 上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。 而 10KV 及以下 的线路上一般不装设避雷线。
（2）提高线路本身的绝缘水平 在架空线路上， 可采用木横 担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是 10KV 及以下架空线路防雷的基本措施。
（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于 3～
10KV 的线路是中性点不接地系统， 因此可在三角形排列的顶线
绝缘子 装以保护间隙。 在出现雷电过电压时， 顶线绝缘子上的保护间隙 被击穿， 通过其接地引下线对地泄放雷电流， 从而保护了下面两 根导线，也不会引起线路断路器跳闸。 （4）装设自动重合闸装 置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器 跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次
ARD 使断路器经 0.5s 或稍长一点时间后自动重合闸， 电弧通
常不会复燃， 从而能恢复
供电，这对一般用户不会有什么影响。
（5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘 薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路 中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。
第二节 变配电所的防雷措施
（1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷 击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围 之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。
（2）高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器， 以免雷 电冲击波沿高压线路侵入变电所， 损坏了变电所的这一最关键的 设备。 为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。 在每路进线终 端和每段母线上， 均装有阀式避雷器。 如果进线是具有一段引入 电缆的架空线路， 则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器 或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。
（3）低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波 沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。 当变压器低压侧中性 点不接地时 （如 IT 系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧 化物避雷器或保护间隙。
在本设计中， 配电所屋顶及边缘敷设避雷带， 其直径可以为 为 8mm 的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于 10mm 的镀锌圆钢。
第三节 接地
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接
地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称 接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼 作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、 金属管道及建筑 物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、 装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正 常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电 流。
接地线与接地体合称为接地装置。 由若干接地体在大地中相 互用接地线连接起来的一个整体， 称为接地网。 其中接地线又分 为接地干线和接地支线。 接地干线一般应采用不少于两根导体在 不同地点与接地网连接
第四节 确定公用人工接地装置 （1）确定接地电阻
按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满 足以下两个条件：
RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω
式中 IE 的计算为
IE = IC = 60 ×（60＋35× 4）A/350 = 34.3A
故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2 Ω
综上可知，此配电所总的接地电阻应为 RE≤ 10Ω
(2) 接地装置初步方案
现初步考虑围绕变电所建筑四周， 距变电所 2～ 3m，打入一 圈直径 50mm、长 2.5m 的钢管接地体， 每隔 5m 打入一根， 管间 用 40×4mm2 的扁钢焊接。
(3) 计算单根钢管接地电阻
查相关资料得土质的 ρ = 100Ω· m 则单根钢管接地电阻 RE(1) ≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω (4) 确定接地钢管数和最后的接地方案
根据 RE(1)/RE = 40/4 = 10 。但考虑到管间的屏蔽效应， 初选
15 根直径 50mm、长
2.5m的钢管作接地体。以 n = 15 和a/l = 2 再查有关资
料可 得η E ≈ 0.66。 因此可得
n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω /(0.66× 4)Ω ≈ 15 考
虑到接地体的均匀对称布置，选 16mm 根直径 50mm、长
2.5m 的钢管作接 地体，用 40×4mm2 的扁钢连接，环形布
置。 选择双针等高避雷 附录：
1、备用电源自动投入装置( APD )
备用电源自动投入装置电路图及工作原理
（1）正常工作状态 断路器 QF1 合闸，电源 WL1 供电；而 断路器 QF2 断开，电源 WL2 备用。 QF1 的辅助触点
QF13-4 闭 合，时间继电器 KT 动作，其触点是闭合的，但由
于断路器 QF1 的另一对辅助触点 QF11-2 处于断开状态，因此合闸接触器 KO 不会通电动作。
（2）备用电源自动投入 当工作电源 WL1 断电引起失压保 护动作使断路器 QF1 跳闸时，其辅助触点 QF13-4 断开，使时间 继电器 KT 断电。在其延时断开触点尚未断开前，由于断路器 QF1 的辅助触点 QF11-2 闭合，接通合闸接触器 KO 回路，使之 动作，接通断路器 QF2的合闸线圈 YO 回路，使 QF2合闸，从 而使备用电源 WL2 投入运行。在 KT 的延时断开触点经延时 （0.5s）断开时，切断 KO 合闸回路。 QF2 合闸后，其辅助触点 QF21-2 断开，切断 YO 合闸回路。
2、电力线路的自动重合闸装置（ ARD ）
ARD 简介： ARD 是一种供电系统中事故处理装置。它主要
装设在有架空线路出现的断路器上。 架空线路故障机会最多， 且 大多属于临时性的短路故障，如雷击、大风时导线碰撞、鸟兽跨 接线路等，均可自行消除。
当架空线路发生故障， 由继电保护装置动作断开后， 同时启 动 ARD 装置，经过一定时限 ARD 装置使断路器重新合上，若 线路故障是临时性的， 则重合闸成功又恢复供电； 若线路故障是 永久性的不能自行消除，再借助于继电保护将线路切断。
ARD 装置本身所需设备少投资不多， 并可以减少停电损
失， 给国民经济带来巨大的经济效益， 在工业企业供电中得到了广泛
应用
按照规程规定，电压在 1kV 以上的架空线路和电缆线路与 架空的混合线路，当具有断路器时，一般均应装设 ARD ；对电 力变压器的母线，必要时可以装设 ARD 。 自动重合闸装置按其 操作方式分，有机械式和电气式；按组成元件分，有机电型、晶 体管型和微机型；按重合次数分，有一次重合式、二次重合式和 三次重合式。 一次自动重合闸的原理电路图：
供配电系统中的 ARD ，一般是一次重合式，因为一次重合 式比较简单经济， 而且基本上能满足供电可靠性的要求。 运行经 验证明， ARD 的重合成功率随着重合次数的增加而显著降低。 对架空线路来说，一次重合成功率可达 60%~90%,而二次重合成 功率只有 15%左右 ,三次重合成功率仅 3%左右。因此一般用户的 供配电系统中只采用一次重合闸。
（1）手动合闸 按下合闸按钮 SB1，使合闸接触器 KO 通电 动作，接通合闸线圈 YO 回路，使断路器合闸。
（2）手动跳闸 按下跳闸按钮 SB2，接通跳闸线圈 YR 回路， 使短路器跳闸。
（3）自动重合闸 当线路上发生短路故障时， 保护装置动作， 其出口继电器触点 KM 闭合，接通跳闸线圈 YR 的回路， 使断路 器跳闸。断路器跳闸后， 其辅助触点 QF3-4 闭合，同时重合闸继 电器 KAR 起动，经短延时（一般为 0.5s）接通合闸接触器 KO 回路，接触器 KO 又接通合闸线圈 YO 回路，使断路器重新合闸， 恢复供电。
结束语
通过对三友化纤集团原液车间 10KV 变电所的设计， 我加深 了对工厂供电知识的理解， 基本上掌握了进行一次设计所要经历 的步骤，像总降压的设计，我与其他同学一起进行课题分析、查 资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。作为大学阶 段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅， 同时深深的感觉的 自己的学习能力在不断提高， 大学的时间很快就要过去了， 作为 大学时期的最后一份课程，我会用心去完成它的。 不久我们将 走上工作岗位， 这样的学习机会对我们来说已经不多了， 我们非 常重视。 对于本次毕业论文我充分考虑了电的安全性、 可靠性和 灵活性，同时兼顾经济性，因此，采用了两路电源进线和双变压 器的配置， 两路外供电源容量相同且可供全部负荷， 一用一备运 行方式，以满足生产、生活中二级负荷的需要。主要电气设备的 选择是根据各设备安装地点的使用条件，对短路电流进行计算， 查表选用后再经过认真校验，最后选定使用的产品。
设计的最后结果，基本满足原液车间各个用电组供电要求， 基本满足了 GB50053-94《 10kV 及以下变电所设计规范》 的规范 要求，有效的提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。
本次的毕业设计 ,时间长、内容多，几乎涵盖了大学中所学 的知识。经过了从收集资料、设计、绘图、审核的整个过程。在 此期间，自己动手查阅了大量的资料，一方面，充分地检验自己 的设计能力， 丰富了自己在电气设计特别是变电站设计方面的知 识，为自己将来从事该专业工作打下了坚实的基础；另一方
面， 使我体会到搞设计或科研需要具备严谨求实、 一丝不苟和勇于献 身的精神。这次的设计， 我最大的收获就是学到了工厂变电所的
设计步骤与方法，还有学会了如何使用资料。
设计虽然完成了， 但是， 由于是初次进行这种具有很强实际 意义的设计， 经验的欠缺造成了在设计中还有很多不够完善的地 方，比如：在选择一次设备的时候，对现在的产品知之甚少，整 个变配电系统结构不够优化等。 另外我只是掌握了变电所设计中 很少的一部分知识， 还有很多深奥的专业知识等着我去挖掘、 去 探索、去学习。我也将会在今后的工作学习中不断充实自己，不 断完善自己的专业知识，为自身的发展打下坚实的基础。
由于种种原因， 在设计过程中难免出现错误， 敬请各位专家 和老师批评指正。
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