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2024年4月13日发(作者：c语言switch嵌套循环流程图)
电力电子
•
Power Electronics
某机械加工厂10kV供电系统设计
文/李飞虎 田斐
力改革在10kV的供配电的控制理论和方法基
础上将会取得更多成就。
摘
要
本文对某机械加工厂10kV供
电系统设计，针对提高电能效率，
合理选择使用一次电气设备，使
供电更加安全、可靠、优质、经济。
设计中使用并联电容器提高功率
因数，选择变压器容量，选择输
电线路型号和一次电气设备等。
经过对10kV供配电系统设计为小
型工厂向中型的升级改造提供了
更优化的供配电系统，为制造业
生产提供了充足的动力。
2 负荷计算与无功功率补偿
工厂的负荷计算选择生产车间的需要系数
K
d
。在有功功率不变的情况下，选择并联电容
器的大小提高功率因数，如图1为功率关系图。
，；视在功率为
；计算电流为；按照低压
母线选取同时系数，；有功功率
和无功功率，。
经计算低压侧功率，
，。无功功率补偿是在
低压侧安装并联电容器，使得变压器一次侧校
验功率因数。没有经过无功功率补偿
的变压器二次侧的功率因数为
，加上变压器无功功率自身损耗
，其中为无功功率补偿率，可以
通过查表得出 。
根据计算结果查表选出与数值相接近的结果。
选择额定电压为380v，容量为
600MVA。
选择电容器后校验补偿后的功率因数，变
压器内部功率损耗，。高
压侧功率因数，，
图1：功率关系图
【关键词】功率 电气设备 变压器 输电线路
，满足要求。
本设计安装两台变压器，每台容量大
于计算负荷的60%-70%即，
经过并联电容器无功补偿后，10kV/0.4kV变
电所设计的视在功率。每台变压
器的容量为：。查表选
择S9-1000，每台变压器的容量1000kVA。一
次侧电压1000kVA，二次侧电压0.4kV，采用
Yyn0连结。
3 短路电流计算
1 引言
某机械加工厂10kV供电系统设计适用中
型工厂的供电系统设计，为了实现电力供电系
统稳定，进行三相短路计算合理选择一次电气
设备。某机械加工厂10kV供电系统设计将在
实际的生产中去有指导性意义。在国内对于小
型生产制造企业有加速发展提升生产规模具有
实用性和经济性。随着研究的深入，国内的电
计算架空输电线路的短路点k-1、k-2的
三相短路电流。由架空线路输电至工厂变压器
高压侧，变压器高压侧母线电压10kV，经过
减压至低压母线0.4kV如图2为线路短路系统
图。
3.1 三相短路点k-1处短路电流及容量
3.1.1 三相短路点k-1处电抗值
<<上接221页
其可靠性高。除去通讯通道环节之外，其可靠
性等同于换流站运行人员工作站。
监控的快速性几乎同于换流站运行人员
工作站；系统硬件扩展性比较容易；系统规模
扩展（接入其它换流站），可以比较方便的接
入其它换流站，扩展时，若对新接入的换流站
配置独立的网络设备及运行人员工作站；从实
施难度上，较为容易实现，且成本较低，建设
周期主要取决与网络通道建设，只要网络通道
建设好，监控系统就可以在较短的时间内实现，
且不用进行大规模试验及调试，直接使用即可。
参考文献
[1]云广工程二回HMI系统设计规范书，ED4
391 CS-C[S],2009.07.09.
[2]刘艳华.±800KV云广直流输电系统的可
靠性及其提高措施广东电力,2008.12.
[3]洪潮.云广±800kV直流输电工程系统试
验南方电网技术,2010.
图3：保护与故障录波信息系统接入图
学本科学历。高级工程师。主要研究方向为电
力系统直流输电。
作者单位
许继电气股份有限公司 河南省许昌市
461000
作者简介
刘翼（1978-），男，河南省平顶山市人。大
222 •
电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
图2：线路短路系统图
图3：某机械加工厂10kV供电系统电路
总原理图
（1）无限大容量供电系统电源的电抗值。
SN10-10Ⅱ断路器的断流容量
。基准电压无限大容
量电抗值可得：
（2）输电线路电抗值。
输电线路距离l=10km，查表
即：
计算k-1短路点的总电抗值为：
3.1.2 k-1处短路电流
（1）三相故障电流为：
（2）三相故障次暂态、稳态电流为：
（3）三相故障冲击电流电流、为：
（4）三相故障电流容量为：
3.2 三相短路点k-2处短路电流及容量
3.2.1 k-2处电抗值
（1）无限大容量供电系统电源的电抗值。
计算k-2短路点的电抗值，基准电压
，供电系统无限大容量电源电抗值
为：
（2）输电线路电抗值。
在变压器低压侧k-2，电抗值要乘以折算
的基本级的变比
，输电线路的电抗为：
（3）k-2变压器电抗值。
两台变压器并列运行，因此容量相同电
抗相同。，即：
计算出k-2短路点的总电抗值为：
Power Electronics
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电力电子
检验最小截面积不能满足要求，选择电
缆的截面积为240mm
2
。使用电缆型号
3.2.2 k-2点短路电流
。
（1）三相故障电流为：
5 电气设备的选择并校验
5.1 选择高压短路器并校验
（2）三相故障次暂态、稳态电流为：
根据，，，
（3）三相故障冲击电流电流、为：
，其中选择高压断路
器SN10-10I/630。按照电压条件的电
压条件，选择U
N
=10kV。根据、
（4）三相故障电流容量 为：
工作条件，选择断路器，
和，断流能力。
4 输电线的选择及校验
（1）进行高压断路器动稳定校验，
SN10-10I/630，，。根据
4.1 架空线路进线的选择及校验
校验，选择满足要求。
（2）高压断路器热稳定校验短路假想时
按照发热条件进行选择，初选LGJ型，间通常取电路主保护与固有断路器分闸时间
，当地温度为35
℃
。查表选
t=0.06s之和即：。SN10-10I/630的
择LGJ-35，截面积为35mm
2
，。根据
热稳定电流有效值为。三相短路热
满足。按照机械强度进行校
稳定度，t=0.7s，按照公式
验，查表架空线路允许的最小的导线截面积满校验，满足要求。
足要求。
5.2 选择高压隔离开关并校验
4.2 电缆线路进线的选择及校验
选择使用、。
按照发热条件进行选择，选择YJV交根据公式电压条件，选择户内、外
联聚乙烯型电缆。变压器高压侧的电流值高压隔离开关的额定电压为，按
。根据公式，查表照、工作条件，选择额定电流
可知，选择电缆截面积为25mm
2
。按。
照热稳定进行校验（1）高压隔离开关动稳定校验，按照
所选择的、的动
，即：计算出最
稳定电流值和三相短路冲击电流
小截面积，可以满足要求。
，根据公式校验，满足要求。
（2）高压隔离开关热稳定校验，选择
、的热稳定电流
4.3 低压侧电缆的选择
有效值为。三相短路热稳定度
，t=0.7s，按照公式校验，满
按照发热条件进行选择，初选VLV22，
足要求。
直埋地下0.8m，地下温度25
℃
，，
本设计经过理论分析和设计计算按照国
查表初选电缆截面积95mm
2
，I=195A。根据
家绘图标准绘制出某机械加工厂10kV供电系
，可以使用。根据电压损耗
统图如3所示。
进行校验，车间P=126.5kW，Q=124.95kW。
查表95mm
2
铝芯电缆的电阻，电抗
参考文献
。通往车间的电缆输电线路的长度
[1]刘燕.供配电技术[M].北京:机械工业
总长为100m即：，。
出版社,2016.
[2]罗平.供配电系统[M].重庆:大学出版
电压损耗为，电压损耗
社,2016.
百分比
[3]Zhu S Protection Protection
Principles and Techniques of Hight
即：
Voltage Power Grid [M].Bei Jing：
China Electric Power Press,2014.
[4]刘介才.供配电技术[M].北京:机械工
业出版社,2005.
[5]中华人民共和国建设部发布.民用建筑
要求电压损耗，电压损耗百分
电气设计规范[S].北京:中国计划出版
数一般取5%。满足要求。
社,2006.
4.4 校核电缆线路的热稳定度校核
作者简介
，查表母线材料热稳定系数
李飞虎（1992-），男，南阳理工学院，电气
C=87，发热短路时间，
工程及其自动化专业，学士。
最小截面积为
作者单位
南阳理工学院电气与电子工程学院 河南省南
即：。
阳市 473004
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电子技术与软件工程
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