110KV变电站负荷及短路电流计算及电气设备的选择及校验

目录摘要 (2)关键词 (3)1设计内容 (3)2原始资料 (3)3电气主接线选择 (4)3.1概述 (4)3.2主接线设计 (4)3.2.1 110KV电气主接线设计 (4)3.2.2 35KV电气主接线设计 (6)3.2.3 10KV电气主接线设计 (7)4.变压器选择 (9)4.1负荷计算 (9)4.2主变压器选择 (10)4.3站用变压器选择 (12)5短路电流计算 (14)5.1概述 (14)5.2短路电流计算的目的 (14)5.3短路电流计算的一般规定 (14)5.4短路电流的计算过程 (15)6电气设备的选择与校验 (21)6.1电气设备选择的一般条件 (21)6.2最大长期工作电流 (23)6.3高压断路器选择与校验 (24)6.4隔离开关的选择与校验 (27)6.5互感器的选择与校验 (29)6.6母线选择与校验 (32)6.7各主要电气设备选择一览表 (36)附录:Ⅰ (38)参考文献 (39)110kV变电站电气设备选择梅杰摘要：本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。

从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV变电站电气设备的选择。

关键词：变电站变压器接线1设计内容1. 进行负荷计算及分析；2. 电气主接线的设计；3．主变压器的选择及设备选型和校验。

2原始资料1.环境条件:所址地区地势平坦，起初平均海拔高度低于100米，该地区气候平均气温17摄氏度，最高气温40摄氏度，最低气温-5摄氏度。

110kV环形网络继电保护配置与整定（二）摘要：继电保护是保证电力系统安全稳定运行的重要组成部分，而整定值是保证保护装置正确动作的关键。

本文结合给定110kV电网的接线及参数，对网络进行继电保护设计，首先选择电流保护，对电网进行短路电流计算，确定电网的最大、最小运行方式，整定电流保护的整定值。

在电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。

本设计最终配置的保护有：电流速断保护、瓦斯保护、纵差动保护等。

关键词：继电保护，短路电流，整定计算Abstract:Relay protection is important part to guarantee the safe and stable operation of the power system, and setting value is the key to ensure the protection correct action. In this paper, with given the wiring and the parameters of 110kV power grid to design 110KV network protection of relay, first ,select the current protection, calculate short circuit current on the grid, determine the Maximum and minimum operating mode of the grid, set the setting value of the current protection. Second ,Selecting the distance protection if the current protection does not meet the case, the phase fault choose the distance protection and the ground fault select zero sequence current protection .while setting calculation the distance protection and zero sequence current protection, . The final configuration of the protection of this design include: current speed trip protection, gas protection, the longitudinal differential protection and so on.Keywords: protection of relay, short-circuit current, setting calculation目录1、前言 (1)1.1电力系统继电保护作用 (1)1.2继电保护的基本原理及保护装置的组成 (2)1.3电力系统继电保护整定计算的基本任务及步骤 (2)1.4继电保护整定计算研究与发展状况 (3)1.5本次设计的主要内容 (3)2、继电保护的原理 (4)2.1线路保护的原理 (4)2.2变压器保护的原理 (5)2.3母线保护的原理 (7)3 、短路电流计算并确定运行方式 (8)3.1阻抗标幺值的计算 (8)3.2短路电流计算 (9)3.2.1电力系统所有设备均投运且闭环情况下短路电流的计算 (9)3.2.2只有G1、G2投运且可能存在开环情况下短路电流的计算 (12)3.2.3只有G1、G3投运且可能存在开环情况下短路电流的计算 (18)3.3系统运行方式的确定 (23)4 、继电保护的设计 (25)4.1母线保护的整定计算 (25)4.2变压器保护的整定计算 (28)4.3线路保护的整定计算 (37)4.4其他元件的保护与保护结果 (40)5、结论 (42)6、总结 (44)谢辞 (45)参考文献 (46)附录一：110KV环网继电保护配置图 (47)附录二：外文资料翻译 (48)1、前言电力系统继电保护的设计作为电气工程及其自动化专业的核心内容,它不仅包括了电力系统分析理论中的短路电流的计算还包括了电力系统继电保护中的整定计算。

110kv变电站三相短路电流计算110kV变电站三相短路电流计算是电力系统设计和运行中非常重要的一个问题，它关系到电气设备的选型、保护装置的设置和电力系统的可靠性。

下面我将从变电站的基本概念、短路电流的定义和计算方法进行详细介绍。

1.变电站基本概念：110kV变电站是高压输电网与用户用电网之间的一个重要环节，它起着电能转换、电能分配和电能控制的作用。

变电站通常包括变电所、开关站、变压器站等。

2.短路电流的定义：短路电流是指在电力系统中出现短路故障时，电流突然增大的情况。

短路故障是电气系统中最常见的故障之一，可能由电气设备的故障或外部因素引起。

短路电流的计算可以帮助我们确定设备的额定容量和选择合适的保护装置。

3.短路电流计算方法：短路电流的计算方法有多种，其中包括对称分量法和复功率法。

下面我将简要介绍这两种方法的基本原理。

对称分量法是一种常用的短路电流计算方法，它将三相不对称故障转化为三个对称故障处理，从而简化了计算过程。

具体计算步骤如下：(1)将系统拆分为三相，分别计算各个分支上的对称正序、对称负序和零序电流。

(2)通过对称分量叠加原理，计算各个分支上的短路电流。

(3)对计算得到的三相短路电流进行比较，确定最大值，并进行保护装置的选择。

复功率法是另一种常用的短路电流计算方法，它利用短路电流与复功率的关系进行计算。

通过计算短路电流的复功率，可以得到电流复平衡后的额定值。

具体计算步骤如下：(1)将故障前的系统视为不平衡的三相电路，通过复功率计算出平衡复功率。

(2)根据故障类型和位置确定故障电压和电流的不平衡系数，计算出故障电流的复功率。

(3)通过复功率公式计算出电流复平衡后的额定值。

在进行短路电流计算时，需要考虑系统中的各种参数，包括电源电压、电流限制器、变压器容量等。

此外，还需考虑不同故障类型对短路电流的影响，如对称短路、不对称短路和接地短路等。

在计算短路电流时，还需要注意安全和合理性。

首先，需要确定故障的类型和位置，以便准确计算短路电流。

摘要此次设计的题目是“110KV降压变电站电气部分设计”。

主要任务是根据变电所运行安全性、可靠性、经济性的要求，确定主接线方案；根据35kV侧和10kV侧的负荷算出变压器容量选择主变压器；画出短路图，计算出最大运行方式下的三相短路电流和最小运行方式下的两相短路电流；计算各回路的最大持续工作电流，选择断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、母线等设备，并通过短路计算结果校验所选的设备；最后对主变压器进行了继电保护并计算出了整定值，使变压器安全、稳定的运行。

关键词主接线；短路电流计算；设备选择与校验；继电保护目录前言 (3)设计任务书 (4)第一章110KV变电站电气主接线设计 (5)第一节主接线设计原则 (5)第二节本变电站主接线方案的确定 (5)第二章主变压器选择 (7)第一节主变压器台数的选择 (7)第二节主变压器容量的确定 (7)第三章短路电流的计算 (9)第一节短路电流计算的目的及基本假定 (9)第二节基准值计算 (9)第三节最大运行方式下的短路电流计算 (9)第四节最小运行方式下的短路电流计算 (12)第四章电气设备的选择 (15)第一节断路器的选择 (15)第二节隔离开关的选择 (19)第三节互感器的选择 (21)第四节母线的选择 (25)第五节避雷器的选择 (29)第六节熔断器的选择 (30)第五章变电站主变压器的继电器保护设计 (33)第一节变压器瓦斯保护整定 (33)第二节纵联差动保护整定 (34)第三节变压器过负荷保护整定 (37)第四节变压器零序过电流过电压保护整定 (38)参考文献 (39)致谢 (40)前言“工业要发展，电力需先行”，电能作为一种能量的表现形式，以成为我国工农业生产中不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。

本次设计的变电站为一中型地区终端变电所，它的任务是将系统所送的110KV电压降为35KV和10KV两个电压等级供给附近用户和企业用电。

110KV变电站设计学院：专业：年级: 指导老师：学生姓名：日期：摘要：本文主要进行110KV变电站设计。

首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。

根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。

本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制。

关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择Abstract:This paper mainly carries on the design of 110KV substation. According to the mandate given by the system and the load line and all parameters of the substation and line consideration and the data of load analysis, meet the safety, economy and reliability requirements of 110KV, 35KV, 10KV side of the main connection form is determined, and then through the load calculation and determine the scope of supply the number, size, and type of the main transformer, thus obtains the parameters of each element, the equivalent network simplification, and then select the short circuit short circuit calculation, the calculation results and the maximum continuous working current according to short-circuit current, selection and calibration of electrical equipment, including bus, circuit breaker, isolating switch, voltage transformer, current transformer etc., and determine the distribution device. According to the load and short circuit calculation for the line, transformer, bus configuration of relay protection and setting calculation. At the same time, this paper makes a simple analysis of lightning protection and grounding and compensation device, and finally carries out the electrical main wiring diagram and the 110KV distribution unit interval section drawing.Key words: substation design, transformer, electrical main wiring, equipment selection目录1 引言 (1)1.1 变电站的作用 (1)1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 (2)1.3 变电站设计的主要原则和分类 (5)1.4 选题目的及意义 (6)1.5 设计思路及工作方法 (6)1.6 设计任务完成的阶段内容及时间安排 (7)2 任务书 (7)2.1 原始资料 (7)2.2 设计内容及要求 (10)3 电气主接线设计 (11)3.1 电气主接线设计概述 (11)3.2 电气主接线的基本形式 (14)3.3 电气主接线选择 (14)4 变电站主变压器选择 (18)4.1 主变压器的选择 (19)4.2 主变压器选择结果 (21)5 短路电流计算 (22)5.1 短路的危害 (22)5.2 短路电流计算的目的 (22)5.3 短路电流计算方法 (22)5.4 短路电流计算 (23)5.4.1 110kv侧母线短路计算 (25)5.4.2 35kv侧母线短路计算 (27)5.4.3 10kv侧母线短路计算 (28)6 电气设备的选择 (31)6.1 导体的选择和校验 (31)6.1.1 110kv母线选择及校验 (32)6.1.2 35kv母线选择及校验 (33)6.1.3 10kv母线选择及校验 (34)6.2 断路器和隔离开关的选择及校验 (35)6.2.1 110kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (36)6.2.2 35kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (38)6.2.3 10kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (40)6.3 电压互感器和电流互感器的选择 (42)6.3.1 电流互感器的选择 (42)6.3.2 电压互感器的选择 (44)7 继电保护的配置 (46)7.1 继电保护的基本知识 (46)7.2 110kv线路的继电保护配置及整定计算 (53)7.2.1 110kV线路继电保护配置 (53)7.2.2 110kV线路继电保护整定计算 (53)7.3 变压器的继电保护及整定计算 (58)7.3.1 变压器的继电保护 (58)7.3.2变压器的继电保护整定计算 (59)7.4 母线保护 (61)7.5 备自投和自动重合闸的设置 (63)7.5.1 备用电源自动投入装置的含义和作用 (63)7.5.2 自动重合闸装置 (63)8 防雷与接地方案的设计 (64)防雷概述 (64)1.1雷电的成因及危害 (64)1.2直击雷的成因及危害 (64)1.3感应雷的成因及危害 (64)防雷设计原则 (65)8.1 防雷保护 (65)8.2 接地装置的设计 (66)9 配电装置 (67)9.1 配电装置概述 (67)9.2 配电装置类型 (68)9.3 对配电装置的基本要求和设计步骤 (68)9.4 屋内配电装置 (69)9.5 屋外配电装置 (69)10 结束语 (70)参考文献 (72)致谢 (73)附录 (74)附录一电气主接线图 (74)附录二110KV屋外普通中型单母线分段接线的进出线间隔断面图 (75)1 引言1.1 变电站的作用一、变电站在电力系统中的地位电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。

110KV变电站站用电负荷统计及配电计算初步设计研究报告变电一次批准：审定：校核：编制：目录摘要 (4)前言 (5)第一章110KV变电站选址 (6)第二章电气主接线设计以及主变电压器容量选择..................................（6）第三章主变压器的选择 (7)第四章变电站主接线的原则 (7)第五章主接线设计方案 (8)第六章负荷计算 (16)第七章电气主设备的选择及校验 (16)第八章隔离开关的选择及校验 (23)第九章熔断器的选择 (28)第十章电流互感器的选择及校验 (29)第十一章电压互感器的选择 (36)第十二章避雷器的选择及检验 (39)第十三章母线及电缆的选择及校验 (49)第十四章防雷保护规划 (47)第十五章变电所的总体布置简图 (21)Word资料摘要：根据设计任务书的要求，本次设计110KV变电站站用电负荷统计及配电计算并绘制电气主接线图，防雷接地，以及其它附图。

该变电站设有两台主变压器，站主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。

各电压等级配电装置设计、直流系统设计以及防雷保护的配置。

本设计以《35〜110kV变电所设计规》、《供配电系统设计规》、《35〜110kV高压配电装置设计规》《工业与民用配电设计手册》等规规程为设计依据，主要容包括：变电站负荷计算、短路电流计算、变压器的选型、保护、电气主接线的设计、设备选型以及效验！刖言变电站的概况：变电站是电力系统中重要的一个环节，有变换分配电能的作用。

电气主接线是变电站设计的第一环节，也是电力系统中最重要的构成部分；设备选型要严格按照国家相关规选择，设备的选型好坏直接关系到变电站的长期发展，利用效率，以及实用性。

第一章110KV变电站选址1）接近负荷中心2）接近电源侧3）进出线方便4）运输设备方便5）不应设在有剧烈振动和高温场所6）不宜设在多沉或有腐蚀性气体的场所7）不宜设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方，不宜相临贴8）不应设在地势低洼和可能积水的场所9）不应设在有爆炸危险的区域10 ）不宜设在有火灾危险区域的正上方或正下方第二章电气主接线设计以及主变电压器容量选择1）主变压器的台数和容量，根据当地的供电条件，气候，负荷性质, 用电容量和运行方式，近期和远期发展的关系，做到远近期相结合，以近期为主，并应考虑未来的负荷供应。

第一节 高压断路器的选择与校验一．110kV 断路器的选择 (1)额定电压：U e =110kV(2)额定电流：I e >本变电站最大长期工作电流I gmaxA U S I Ng 6.480110310%)401(2.6433max =⨯⨯+⨯==（考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)查电气设备手册选择断路器型号及参数如表11-1(4)校验：①U e =110kV=U N ②I=1000A>480.6A ③额定开断电流校验：110kV 母线三相稳态短路电流 Ip =4.1 KA LW25-110/1000断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。

④动稳定校验 ：110kV 母线短路三相冲击电流i imp =10.455 (kA) LW25-110/1000断路器的动稳定电流I gf =63(kA)iimp<I gf 符合动稳定要求⑤热稳定校验：110kV 母线短路热容量：Q dt =p I 2t ep =72.16 (kA 2S) LW25-110/1000断路器的4秒热稳定电流：I t =25(kA)I t 2t=252×4=2500(kA 2S)imp I 2t ep <I t 2t 符合热稳定要求⑥温度校验：LW25-110/1000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-12℃～38℃，符合要求。

通过以上校验可知，110kV 侧所选LW25-110/1000断路器完全符合要求。

二．主变35kV 侧断路器及分段断路器的选择 （1）额定电压：U e =35kV（2）额定电流： I e >本变电站35KV 母线最大长期工作电流I gmaA U S I N g 3.67235310403335max =⨯⨯==（3）查电气设备手册选择断路器型号及参数如表11-2（4） 校验：①U e =35kV=U N ②I=1250A>I gmax =316A ③额定开断电流校验：35kV 母线三相稳态短路电流k I =5.55KA LW6-35/1250断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。

110kV系统短路电流计算及应用作者：郝霞霞来源：《市场周刊·市场版》2017年第13期摘要：在110kV变电站设计中，短路电流计算是变电站设计中的重要组成部分，它为导体和设备的选择、电气主接线方案的比选、继电保护装置的整定计算、接地装置的接触电压和跨步电压的验算等提供了重要的依据。

本文依托新建110kV谷阳变电站进行短路电流实用计算。

关键词：短路电流计算；变电站；设计在变电站的设计工作中，短路电流计算是选择电气设备的依据。

电气设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路电流，对于中性点直接接地系统的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则按严重情况校验。

运行经验表明，在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的65%～70%，三相短路约占5%。

本文设计110kV谷阳变电站，仅有110kV和10kV两个电压等级。

一、设计内容及要求（1）本变电站坐落在市区，采用全户内GIS变电站。

（2）确定本变电站的电压等级为110kV/10kV，110kV采用内桥接线，10kV采用单母线分段接线。

（3）110kV变电站的电源，其两路电源均取自220kV，变电站的110kV母线。

（4）变电站终期采用三台50MVA变压器，本期新上两台50MVA变压器。

（5）该变电站的所址，地势平坦，交通方便。

（6）该地区年最高气温40度，最热月平均最高气温32度。

二、短路电流的计算（一）计算短路电流的目的计算短路电流的目的是一是为了正确选择和校验电器设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施；二是进行电气主接线方案的比选；三是进行继电保护装置的整定计算；四是接地装置的接触电压和跨步电压的验算。

（二）短路电流的计算过程高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标值。

为了计算方便选取如下基准值（图1）：（图1基准值计算）为了简便起见，以下略去阻抗标幺值的下标“*”。

110KV变电站负荷及短路电流计算及电气设备的选择及校验D但不考虑短路点的电弧电阻。

对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。

(2)接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

1.3 计算步骤(1)画等值网络图。

1）首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。

2）选取基准容量d S 和基准电压c U （一般取各级电压的1.05倍）。

3）将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。

4）绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。

(2)选择计算短路点。

(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的总电抗的标幺值*X ∑。

(4)求计算无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值(3)*kI 。

(5)计算三相短路电流周期分量有效值(3)k I 和三相短路容量(3)k S 。

2、参数计算及短路点的确定基准值的选取：100d S MVA =2.1变压器参数的计算(1)主变压器参数计算由表查明可知：12%U =10.5 13%U =18 23%U =6.5 MVA S N 75= 1121323%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（18+10.5-6.5）=112122313%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（10.5+6.5-18）=-0.5 3132312%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（18+6.5-10.5）=7电抗标幺值为：1467.07510010011100%1*1=⨯=⨯=N D S S U X -0.0067751001000.5-100%2*2=⨯=⨯=N D S S U X 0.0933751001007100%3*3=⨯=⨯=N D S S U X (2)站用变压器参数计算由表查明：%4k U = 5000.5NS KVA MVA == *4%4100**81001000.5k d N U S X S === (3)系统等值电抗架空线：120.4018*7228.9296L L X X ===Ω所以：2211000.50.528.92960.1094115dL L C S X X U ==⨯⨯=2.2、.短路点的确定此变电站设计中，电压等级有四个，在选择的短路点中，其中110KV 进线处短路 与变压器高压侧短路，短路电流相同，所以在此电压等级下只需选择一个短路点；在另外三个电压等级下，同理也只需各选一个短路点。

110kV变电站一次系统设计一、本文概述随着社会的快速发展和电力需求的日益增长，110kV变电站作为电力系统中不可或缺的重要环节，其设计与建设的合理性和高效性显得尤为重要。

本文旨在探讨110kV变电站一次系统的设计，通过对变电站的主要设备、电气接线、短路电流计算、设备选择及布置等方面的详细论述，以期为变电站的设计、建设和运行提供理论支持和实践指导。

本文首先介绍了110kV变电站一次系统的基本组成和功能，包括变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器等关键设备的作用和选型原则。

随后，详细阐述了电气接线的设计原则，包括接线方式的选择、接线方案的优化以及运行灵活性和可靠性的保证。

在此基础上，本文还深入探讨了短路电流的计算方法，以确保设备在短路故障时能够安全、可靠地运行。

本文还重点介绍了设备选择及布置的内容，包括设备的选型依据、技术参数要求以及布置方案的优化等。

通过对设备选型和布置的综合分析，旨在提高变电站的运行效率，降低故障率，确保电力系统的安全稳定运行。

本文总结了110kV变电站一次系统设计的关键要点和注意事项，为变电站的设计、建设和运行提供了有益的参考和借鉴。

也指出了当前设计中存在的问题和不足，为进一步的研究和改进提供了方向。

二、110kV变电站一次系统设计基础110kV变电站的一次系统设计是整个变电站设计的核心部分，它涉及到电力系统的安全、稳定运行以及电力供应的可靠性。

在进行110kV变电站一次系统设计时，需要遵循一定的设计基础和原则，确保设计的合理性、经济性和先进性。

设计基础包括电气主接线的设计。

电气主接线是变电站内部电气设备的连接方式，它决定了电力系统的运行方式。

在设计中，应充分考虑系统的可靠性、灵活性和经济性，合理确定电气主接线的形式和设备配置。

电气设备的选择也是设计的基础之一。

电气设备包括变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器等，它们的选择直接影响到变电站的运行性能和安全性。

在选择电气设备时，应根据变电站的容量、电压等级、运行方式等因素，选择符合国家标准和行业规范的设备，并充分考虑设备的可靠性、维护性和经济性。