110KV变电站设计负荷及短路电流计算部分

110kV变电站设计（毕业设计_毕业论⽂）题⽬：110kV变电站设计专业班级l 学⽣姓名学号摘要随着经济的发展和现代⼯业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全⾯、系统，⼯⼚⽤电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也⽇益提⾼，因此对供电设计也有了更⾼、更完善的要求。

设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运⾏费⽤和有⾊⾦属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全⽣产⽅⾯，它和企业的经济效益、设备⼈⾝安全密切相关。

变电站是电⼒系统的⼀个重要组成部分，由电器设备及配电⽹络按⼀定的接线⽅式所构成，他从电⼒系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每⼀个⽤电设备的转设场所。

作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电⼒系统、现代化⼯业⽣产和社会⽣活的发展趋势。

随着计算机技术、现代通讯和⽹络技术的发展，为⽬前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。

随着电⼒技术⾼新化、复杂化的迅速发展，电⼒系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使⽤，都在不断的发⽣变化。

变电所作为电⼒系统中⼀个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。

[关键词]变电站输电系统配电系统⾼压⽹络补偿装置AbstractAlong with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the safety of the people.The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of power’s transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.[key words] substation transmission system distributionhigh voltage network correction equipment.⽬录第1章原始资料及其分析 (3)1原始资料 (3)2原始资料分析 (4)第2章负荷分析 (5)第3章变压器的选择 (8)第4章电⽓主接线 (10)第5章短路电流的计算 (13)1短路电流计算的⽬的和条件 (13)2短路电流的计算步骤和计算结果 (14)第6章配电装置及电⽓设备的配置与选择 (17)1 导体和电⽓设备选择的⼀般条件 (17)2 设备的选择 (17)3 ⾼压配电装置的配置 (18)第7章⼆次回路部分 (21)1 测量仪表的配置 (21)2 继电保护的配置 (21)第8章所⽤电的设计 (27)第9章防雷保护 (39)结束语 (41)致谢 (42)参考⽂献 (43)附录⼀：⼀次接线图附录⼆：10KV配电装置接线图绪论电⼒⼯业是国民经济的⼀项基础⼯业和国民经济发展的先⾏⼯业，它是⼀种将煤、⽯油、天然⽓、⽔能、核能、风能等⼀次能源转换成电能这个⼆次能源的⼯业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供⾜够的动⼒，其发展⽔平是反映国家经济发展⽔平的重要标志。

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。

计算书目录第一章负荷资料的统计分析 (2)第二章短路电流的计算 (4)第一节最大运行方式下的短路电流计算 (4)第二节最小运行方式下的短路电流计算 (10)第三章主要电气设备的选择及校验 (18)第一节设备的选择 (18)第二节隔离开关的选择 (20)第三节导线的选择 (22)第四节互感器的选择 (24)第四章布置形式 (26)第一章负荷资料的统计分析一、10KV侧供电负荷统计S10＝（1.6+1.4+2.6+0.5+2.2+1.02+1.2+4.00）×1.05×0.9/0.85＝16142.82KVA二、35KV侧供电负荷统计S35＝（5+6+5+6）×1.05×0.9/0.85＝24458.82KVA三、所用电负荷统计计算负荷可按照下列公式近似计算：所用电计算负荷S=照明用电+生活区用电+其余经常的或连续的负荷之和×0.85（KVA）根据任务书给出的所用负荷计算：S所用＝（3.24+3.24+4.5+2.7+1.1+2.5+9.7+10+20+4.5+5+10.6）×0.85/0.85＝77.08KVA四、110KV供电负荷统计S110＝（S10 ＋S35 ＋S所用）×1.05＝（16142.82+24458.82+77.08）×1.05＝42712.66KVA五、主变压器的选择经计算待设计变电所的负荷为42712.66KVA。

单台主变容量为Se=∑P*0.6＝42712.66*0.6=25627.59KVA六、主变型式确定选用传递功率比例100/100/5035KV侧输送功率为31500×0.8＝25200KW≥31796.5×0.8×0.5×1.15＝14626.39KW经比较合理10KV侧输送功率为31500×0.8×0.5＝12600KW≥18677.6×0.8×0.5×1.15＝8591.7KW经比较合理因此，三绕组变压器选用传递功率比例100/100/50SFS7－31500/110三绕组变压器参数：额定容量：31500KVA额定电压:110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11KV连接组别：YN，yn0,d11空载损耗：46kW 短路损耗：175kW空载电流：1.0%阻抗电压：Uk1-3%=17 Uk2-3%=6 Uk1-2%=10.5七、经济比较计算综合投资Z:Z=Z0(1+a/100) =1.9 Z0 (万元)计算年运行费用U：U=a*△A*10+U1+U2 = 2△A+0.08Z（万元）式中：U1——小修、维护费，一般为（0.022-0.042）本次设计取0.022Z（变电工程）U2——折旧费，一般为（0.005-0.058）Z，本次设计取0.058Z。

明 屋外配电装置照
明 二次设备室照明
照明负荷 P3
0．8 2．2 3.0
3
4
4 11
经常、连续 经常、连续 短时、连续 短时、连续 短时、连续
第一章 电气主接线设计
1.1 负荷资料的统计分析
10KV 负荷统计
最大负荷总计
Σ
P= P经开 P工业 P学校 P电台 P生 P商 P盛 P美 P体
4.芙蓉变电所的所址地理位置概况：（见图 2）
N
都乐变电所
汪桥变电所 S
公路
图2
5． 负荷资料
（1）10KV 远期最大负荷统计表
用户名称
容量（MW）
经济开发区
5.1
工业园东
5.7
工业园西
6.8
电台
2.7
生态园
3.5
商贸区
4.6
盛天花园
5.3
芙蓉医院
3．1
体育中心
3.6
芙蓉学校
2.3
负荷性质 II II III Ⅰ II Ⅱ III I I III
一、设计的原始资料
1． 芙蓉变电所设计电压等级：110/10KV
说明:某地市 2011 年电网接线图如图 1 所示，据电力负荷发展需
要，2012 年电网规划在芙蓉新建一个 110/10KV 降压变电所
断路器 QF1 ~ 系统 S1
系统 S2
f
~
L1
f1(3)
T4
220kv
T1
T2
10.5kv
M
10.5kv
(KVA)
流压
压压
载载
%%
SFZ7-31500/110 31500 110 10.5 YN,d11 42.2 142 1.1 10.5 50.0 1435

110kV变电站初步设计典型方案第一章统资料及变电站负荷情况第一节变电站型式及负荷该站为降压变电站，电压等级为110/35/10KV。

以110KV双回路与56km 外的系统相连，一回作为主电源供电，另一回作为备用联络电源供电，使该站得到可靠稳定供电电源。

系统在最大运行方式下其容量为3500MV A，其电抗为0.455；在最小运行方式下其容量为2800MV A，其电抗为0.448。

（以系统容量及电压为基准的标么值），系统以水容量为主。

1、35KV 负荷 35KV出线四回、容量为35.3MVA，其中一类负荷两回，容量为25MVA ；二类负荷两回，容量为10.3MVA。

2、10KV 负荷 10KV出线七回、容量为21.5 MVA，其中一类负荷两回、容量为6.25 MVA，二类负荷三回、容量为11.25MVA；二、三类负荷有一回，容量为4MVA。

3、同时率负荷同时率为85%，线损率为5%,cosψ=0.8。

35KV、10KV负荷情况表第二章电气主接线方案第一节设计原则及基本要求设计原则：变电站电气主接线，应满足供电可靠性，运行灵活，结线简单清晰、操作方便，且基建投资和年运行费用经济。

因此在原始资料基础上进行综合方面因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。

一、定各电压等级出线回路根据原始资料，本变电站为降压变电站，以两回110KV线与系统连接，故110KV电压等级为两回出线。

35KV及10KV电压等级分别为4个和7个，由于Ⅰ类负荷的供电可靠性要比Ⅱ、Ⅲ类负荷要高得多，为满足供电可靠性要求，若有一类负荷，应采用双电源或双回路供电，当采用双回路供电时每回路要分接在不同的母线上。

二、确定各母线结线形式1、基本要求1)、可靠性高：断路器检修时能否不影响供电；断路器或母线故障时停电时间尽可能短和不影重要用户的供电；2)、灵活性：调度灵活、操作简便、检修安全、扩建方便；3)、经济性：投资省、占地面积小、电能损耗小。

按以上设计原则和基本要求，35KV、10KV出线均有一类负荷，应设有双电源供电；为了提高供电可靠性、同时节省投资、减少占地面积，110KV 、35KV、10KV母线均采用单母线分段；配电装置用外桥形接线。

110KV常规变电站电气一次部分设计
一、原始资料
1、变电所设有两台主变
2、110kv架空线路两回路供电，10kv侧6回出线
1#、2#：负荷为2000kw,长度为2km
3#、4#：负荷为1700kw，长度为2.5km
5#、6#:负荷为1500kw,长度为1.5km
3、系统至110kv母线的短路容量1000MVA，功率因数为0.85
最大负荷利用小时数为5000h/年，变电所10kv出现保护最长动作时间为1.5s.
二、设计内容
1、变压器的选择
2、确定电器主接线方案
3、短路电流计算
4、计算并选择电气设备
5、母线的选择
三、本次课程设计应提交的文件
1、设计计算说明书，应包含：
1）主变的选择
2）对各种电器主接线设计的方案的比选
3）详细的短路电流计算过程
4）主要电气设备选择与校验
2、设计图纸
绘制变电所电器主接线图1张。

110kV 变电站新建工程 短路电流计算书一、短路电流计算书本站受电于220kV 某变电站，目前尚欠系统综合阻抗的情况下，本设计110kV 母线短路电流暂按25kA 计算，取基准容量Sj=100MV A ，基准电压Uj=1.05Ue 。

根据系统条件，归算的110kV 系统阻抗值（标么值）为Xc=0.02#1、#2、#3变压器的参数：SZ11-63000kV A/110kV%16 d U取S j =100MV A U j1=U cp =115kV U j2=U cp =10.5kV电力工程技a -d i a nl i ）系统阻抗X c =0.02 1、计算变压器的等值阻抗e jd s S U X ⨯⨯=100%1=253968.06310010016=⨯⨯2、K1点短路02.01==∑Xc XKkA U S X I j j c K 25115302.01003111=⨯⨯=⨯⨯=kA I I I K 251=''==∞kA I i K ch 7.6355.21==3、K2点短路（1）单台主变运行（分列运行） 274.0253968.002.012=+=+=∑X Xc XK kA U S X I j jK K 205.103274.010031222=⨯⨯=⨯⨯∑=kA I I I K 202=''==∞kA I i K ch 5155.22==4、短路电流表电压等级 主变运行方式''I （kA ）ch i （kA ）110kV 母线 25 63.7 10.5kV 母线20 515、结论从上表可以得出：考虑主变分列运行的情况下，10kV 母线的短路电流不超过20kA ，满足广东省电网的要求。

电力工程技术（c hi na -d i a nl i ）。

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“*”。

前言本次设计的课题是一个110KV变电站初步电气设计，该变电站是一个一般的地区变电站，它主要担负35KV和10KV两个电压等级之间的功率交换。

本所位于市郊区，稻田、丘陵，所址地质工程情况良好，具有110KV、35KV、10KV三个电压等级。

110KV以接受功率为主，向35KV、10KV线路输送。

由于该变电所是一个一般的地区变电站，出线中有多回Ⅰ类负荷，停电会对生产造成重大的影响，因此，本次设计的变电站最后形式是采用两台SFSZ7－63000/110型三绕组有载调压变压器，容量比100/100/100，两台主变互为备用，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部负荷的70%左右，提高了供电可靠性。

110KV侧共有4回线路，出线全部朝北；35KV侧共有8回线路，出线全部朝南；10KV侧共有12回线路，出线全部朝西。

为提高供电可靠性和运行的需要，110KV侧主接线最后采用单母线分段带旁路母线接线，设置专用旁路断路器的形式，正常运行时旁母不带电；35KV侧采用单母线分段接线；10KV侧也采用单母线分段接线且装设两台所用变压器，互为备用，当一台所用变压器发生故障时，可由另一台所用变压器带全部负荷，两台所用变分别接于不同的分段上，平时两台所用变压器分列运行，当一台所用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。

10KV侧并联电容器补偿装置主要是进行主变损耗及对负荷功率因数补偿，并起到改善电压，减少损耗的作用。

本变电站配电装置采用普通中型配电装置，110KV及35KV均采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。

主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。

本变电站110KV配电装置朝北，35KV配电装置朝南，主变位于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为巡视小道。

110KV配电装置有11个间隔，35KV配电装置有13个间隔。

ｃ 、１ １ ０ ｋ Ｖ谷 阳 变按 终 期 考虑 ， 电压等 级 为 １ ｌ ０ ｋ Ｖ／ ｌ ０ ｋ Ｖ，主变 压器 型式 如下 ： 型式 ：三 相双 绕组 自冷 式有 载调 压变 压器
Ｓ Ｚ口 一 ５ ０ ０ ０ ０ ／ １ １ ０ ｌ １ ０±８× １ ． ２ ５ ％／ １ ０ ． ５ ＹＮｄ １ １ Ｕｋ ＝１ ７ ％
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ ｔ Ｓ Ｗ ０Ｒ Ｌ Ｄ・
觞
１ １ ０ ｌ 【 Ｖ变 电 玷 短 路 电 琉 的 实 用 计 算
国网安徽省 电力公 司蚌 埠供 电公 司 杨 晓艳
【 摘要 】在 １ １ Ｏ ｋ Ｖ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 ｔ １ ０ ｋ Ｖ － ￣ 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
蒋南 变 ｌ １ ０ ｋ Ｖ 侧 母线 侧短 路 电流周 期分 量起 始值 为 ：
１ 前 言
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 ｌ 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 三卡 Ｈ 短路 严 重时 ，则 按严 萤情 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 牛 Ｉ Ｊ 短路 ，约 占短路 故障 的６ ５ ％～ ７ Ｏ ％，三 相短 路约 占５ ％。 本文 殳 计Ｉ １ Ｏ ｋ Ｖ 谷 阳变 电站 ，仅 有１ １ Ｏ ｋ Ｖ￣ ｎ １ ０ ｋ ｖ 两 个电压 等级。

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)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，站内主接线分为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变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV 高压配电装置设计规范》《工业与民用配电设计手册》等规范规程为设计依据，主要内容包括：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！前言变电站的概况：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范选择，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内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。

110k V企业变电站短路电流计算及继电保护整定计算目录1前言 (3)2任务变电站原始资料 (5)2.1电力系统与本所的连接方式 (5)2.2主变压器型号及参数 (5)2.3负荷及出线情况 (6)3短路电流计算 (7)3.1基本假定 (7)3.2基准值的选择 (7)3.3各元件参数标么值的计算 (8)3.4短路电流的计算 (10)1.5短路电流计算结果 (15)4继电保护的配置 (16)4.1继电保护的基本知识 (16)4.2变压器保护配置及整定计算 (19)24图6瓦斯保护原理示意图 (24)4.310k V线路保护配置及整定计算 (27)5结论 (28)6总结与体会 (29)7谢辞 (30)8参考文献 (31)1前言由于电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术，计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新的活力。

未来继电保护的发展趋势是向计算化，网络化及保护，控制，测量，数据通信一体化智能化发展。

电能是一种特殊的商品,为了远距离传送,需要提高电压,实施高压输电,为了分配和使用,需要降低电压,实施低压配电,供电和用电。

发电----输电----配电----用电构成了一个有机系统。

通常把由各种类型的发电厂,输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。

电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。

不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但是没有发生故障的运行状态,如:过负荷,过电压,频率降低,系统振荡等。

故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。

本次毕业设计的主要内容是对110k V企业(水泥厂)变电站进行短路电流的计算、保护的配置及整定值的计算。

参照《电力系统继电保护配置及整定计算》，并依据继电保护配置原理，对所选择的保护进行整定和灵敏性校验从而来确定方案中的保护是否适用来编写的。

第二章 负荷及短路电流计算一、负荷计算同时系数，出线回路较少的时候，可取，出线回路数较多时，取；针对课题实 际情况可知同时系数取。

在不计同时系数时计算得：1、主变负荷计算由所给原始资料可知：110KV 侧负荷量为： < =(7000x 2 + 6300x 2 + 3000+ 2000+4000x2)x0.9 = 35640KW=(7000x04358x2 + 6300x04749x2 + 3000x04358+2000x04358+4000x0.4749x2)x0.9= 16256X ：var35KV 侧负荷量为: .=(8000x 2 + 5000 x 2 + 900+990 + 700x 2) x 0.9 = 2636 \KW ^,=(8000x 0.4358x 2 + 5000 x 0.4559x 2 + 900x 0.4749+ 990x 0.4358 + 700 x 0.4358x 2)x0.9=11700^^Sg =思+Q$ = 28840 KVA变电站站用负荷量:S” = 0.5% x (S 》(j + ) = 0.5% x (39172+ 28840) = 340.06AVAP/ = SyCos© = 340.06x0.88 = 299.2528Kw0》、=S 》、Sin © = 340.06x0.47 = 159.8282Kvar因为变电站站用负荷是从35KV 侧通过站用降压变压器得到，35KV 出线考虑5%的损耗；考虑站用电的损耗和站用变压器的效率，取损耗为5%：因为选用一台220KV 到35KV 的三绕组主变，故主变35KV 侧的容量为：在计及同时系数时：n (S 刃 + Sy) X1.05 X 0.9 = 27275KVA如果再考虑该变电站5〜10年的10%发展，则:S 三绕 13% 二(S 》i + ：) x 1.05 x 0.9 x 1.1 =30332KVA考虑110KV 出线5%的损耗，主变220KV 到门0KV 侧容量为：S 三绕|；1 l0kv , >Sg)xl.05x0.9 = 37017KVA如果再考虑该变电站5-10年的10%发展则：° J 绕上35kv = 39172 KVAS三妇110te, >Sy xl.05x0.9xl.1=40719KVA因为变电站最大负荷为：»和= (40719 +30332 +340.06)x0.9 = 64251 KVA则主变压器容量为：S } = 0.9 x (70% ~ 80% ) Smax = 40478 ~ 46260 KVA所以主变三绕变选择0SFPS3-63000/220型：64251*63000+2 = 50.99%> 15%这样选择变压器三绕变满足每个绕组的通过容量可超过额定容量的15%, 一台主变退出运行时，另一台主变容量可满足所有负荷70%-80%的需要，且三绕组变压器的中低压侧容量分别为63000/31500KVA的额定容量也可以满足110KV与35KV两个电压等级之间有功与无功的相互交换要求，故变压器的选择满足要求。

某110kv变电站短路电流计算书一、短路电流计算取基准容量S j=100MV A，略去“*”，U j=115KV，I j=0.502A富兴变：地区电网电抗X1=S j/S dx=I j/I dx=0.502/15.94=0.0315km线路电抗X2=X*L*(S j/Up2)=0.4*5*(100/1152)=0.015发电机电抗X3=(Xd’’%/100)*(S j/Seb)=(24.6/100)*(100/48)=0.51216km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2)=0.4*16*(100/1152)=0.0495.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2)=0.4*5.6*(100/1152)=0.01731.5MV A变压器电抗X6=X7=(Ud%/100)*(S j/Seb)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 50MV A变压器电抗X=(Ud%/100)*(Sj/Seb)=0.272 X8=X3+X4+X5=0.578 X9=X1+X2=0.046X10=(X8*X9)/(X8+X9) X11=X10+X6=0.046地区电网支路的分布系数C1=X10/X9=0.935发电机支路的分布系数C2=X10/X8=0.074则X13=X11/C1=0.376/0.935=0.402X14=X11/C2=0.376/0.074=5.081、求d1’点的短路电流1.1求富兴变供给d1’点(即d1点)的短路电流I x″=I j/(X1+X2)=0.502/(0.031+0.015)=10.913kA S x″=S j/(X1+X2)=100/(0.031+0.015)≈2173.913MV Ai chx1=√2 *K ch*I x″=√2 *1.8*10.913=27.776kA I ch=I x″√1+2(K ch-1)2 =10.913*√1+2(1.8-1)2 =10.913*1.51=16.479kA1.2 求沙县城关水电站供给d1’点的短路电流将发电机支路的等值电抗换算到以发电机容量为基准容量时的标幺值X js=X8*S rg/S j=0.578*48/100=0.277查表得I*’’=3.993 I*0.2=3.096 I*4=3.043换算到115kV下发电机的额定电流:I ef=S rg/( 3U p)=48/(1.732x115)=0.241求得:I f’’= I*’’*I ef=3.993x0.241=0.962kA I f0.2’’= I*0.2’’*I ef=3.096x0.241=0.746kA I f0.4’’= I*4’’*I ef=3.043x0.241=0.732kAi chf=√2 *K ch*I f″=√2 *1.8*0.962=2.448kA1.3 求得d1’点的短路电流I x″=10.913+0.962=11.875kAi ch=27.776+2.448=30.224kAI ch=11.875√1+2*(1.8-1)2 =17.93kA2、求d2点的短路电流I x″=I j/(X1+X2+X6)=5.50/(0.031+0.015+0.333) =14.512kAi chx=2* K ch*I x2″=2*1.8*14.512=36.936kAI c h=I x″√1+2(K ch-1)2 =14.512*√1+2(1.8-1)2 =21.913kA3、求d2’点的短路电流3.1求富兴变供给d2’点的短路电流I x″=I j/X13=5.5/0.402=13.68kAi chx1=√2 *K ch*I x″=√2 *1.8*13.68=34.82kA I ch=I x″√1+2(K ch-1)2 =13.68*√1+2(1.8-1)2=20.656kA3.2 求沙县城关水电站供给d2’点的短路电流将X14换算到以发电机容量为基准容量时的标幺值X js=X14*S rg/S j=5.08*48/100=2.438查表得I*’’=0.425 I*0.2=0.431 I*4=0.431 换算到115kV下发电机的额定电流:I ef=S rg/( 3U p)=48/(1.732x10.5)=2.64 求得:I f’’= I*’’*I ef=0.425x2.64=1.122kAI f0.2’’= I*0.2’’*I ef=0.431x2.64=1.138I f4’’= I4’’*I ef=0.431x2.64=1.138kA3.3 求得d2’点的短路电流I x″=13.68+1.122=14.802kAi ch=1.414x1.8x14.802=37.674kAI ch=14.802√1+2*(1.8-1)2 =22.35kA同理：求得终期d2点的短路电流I x2″= I j/(X1+X2+X6)=5.50/(0.031+0.015+0.272)=17.3kAi chx= √2*1.8*17.3≈44kAI ch=I x″*√1+2(K ch-1)2=17.3*√1+1.28 =26.122kA求得终期d2’点的短路电流I x″=16.32+1.344=17.664kAi ch=1.414x1.8x17.664=44.96kAI ch= I x″√1+2*(1.8-1)2 =26.655kA二、10KV母线选择(铜13720N/cm2，铝6860N/cm2)1、据最大长期工作电流选择TMY-2(100*10)的母线水平放置，环境温度为２５℃时，载流量Ｉ=3248*0.9=2923A>1.05*2749=2886A (系数取0.9)2、检验热稳定√Q/C=√I2t/c=√17.6642*1.5/171=126.5mm2<(2*1000)mm23、检验动稳定短路电动力 f=17.248*(l/a)*ich2*B*10-2=17.248*[(1.3*102)/(0.25*102)]*44.962*10-2=1809.76N产生应力σx-x=M/W=fl/10w=(1809.76*130)/(10*33.3)=707N/cm2<13720N/cm2[ 若是单片矩形导体的机械应力σ= M/W=fl/10w=(1809.76*130)/(10*16.7)=1408.8 N/cm2<13720N/cm2 ] 求得绝缘子最大允许跨距l=(7.614/ich)*√aωσ=(7.614/44.96)*√40*33.3*13720≈754cm求导体片间作用力σx=f x2*l c2/hb2其中fx =9.8*kx*(ich2/b)*10-2=9.8*0.12*(44.962/1)*10-2=23.77N导体片间临界跨距 lef =1.77* *b*4√h/fx=1.77*65*4√10/23.77=92cm本工程取40cm则σx=(23.772*402)/(102*1)=9040.2N/cm2<铜13720N/cm2σ=σx-x + σx =707+9040.2=9747.2 N/cm2<铜13720N/cm2按机械共振条件确定最大允许跨距(共振35-155HZ) l2=(112*r i*ε)/f=(112*2.89*11400)/155=23800=>l=154cm 本工程取l=1300mm三、支柱绝缘子选择手册P25510KV选ZS-35/8 ( 8*0.6=4.8kN)Fc=0.173*(l c/a)*i ch2=0.173*(1.3/0.4)*44.962=1135.9N<4.8KN四、穿墙套管选择CWWL-10 3150/2 ，额定弯曲破坏负荷8KN动稳定检验8.62*(0.6+1)/0.4*44.962*10-2=697N<0.6*8=4.8kN五、接地网110KV为有效接地系统，接地电阻要求≤0.5Ω（1）现有接地装置计算土壤电阻率ρ=φρ0令ρ=3*104*1.2Ω.cm则ρ=360Ω.cm设人工接地体,采用垂直接地体与水平接地体组成的复式接地装置的电阻原地网Rt =1/(n*ηc/Rc+ηs/Rs)其中Rc=[ρ/(2πl)]*ln*(4L/0.84b)=[3.6*104/(2π*250)]*ln[(4*250)/(0.84*5)]=23*5.5=126.5n=100根Rs=[ρ/(2πl)] *ln(8L2/πbh)=360/(2π*800)* ln[(8*8002)/(π*0.04*0.8)]=1.24查表ηc =0.58，ηs=0.25则Rt=1/(100*0.58/126.5+0.25/1.24) ≈1.5Ω六、现有避雷针保护范围计算现下洋变有四支等高避雷针（相对站内地面标高），位置详见B992C-D0101-03。

基于110kV变电站设计中的短路电流计算探讨摘要：短路是电力系统运行中的常见故障。

在系统设计中，在确定主接线、选择导体和电力设备、确定运行方式等时都需要计算短路电流。

在进行短路电流计算时，系统电压等级、运行方式都已确定，但如果系统不是按无穷大系统来计算，高压侧系统短路容量这个参数就无法准确获得，本文以110kV变电站设计中计算短路电流为例,探讨110kV变电站设计中的短路电流计算探讨关键词：110kV；变电站；设计；短路电流计算一、短路电流计算中存在的问题短路电流计算中存在的问题主要是高压侧短路容量（系统等值阻抗）难以获得，传统计算中需要绘制电力系统接线图，确定与短路电流计算有关的运行方式，收集各元件的参数来计算出正、负和零序电抗标幺值，绘制各序网络图，经过网络化简求出各序组合电抗，最终求出短路点短路电流。

在实际工程设计过程中，若从发电厂开始绘制电网接线图来获取系统阻抗，设计人员需收集资料、确定运行方式等等，其过程较为复杂，工作效率很低。

二、短路电流计算优化方法及案例计算2.1各级电压短路电流控制水平为了取得合理的安全经济效益，城市电网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器容量、阻抗的选择，运行方式等进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合，一般不超过表1数值。

若以各级电压短路电流控制水平来获取系统阻抗将大大简化计算过程。

在电力系统规划设计阶段，一般是计算今后10年左右最大运行方式时三相短路和单相接地短路的零秒短路电流，统计目前某地区220kV变电站220kV母线短路电流一般在20kA到50kA之间，短路电流水平选取的越大系统阻抗越小，需要计算的短路电流值就越大，对于选择断路器的遮断电流等裕度就越大。

2.2不同参数短路电流计算结果对比本文以某地区典型的110kV变电站输变电工程可研设计中短路电流计算为例，利用表220kV变电站220kV母线短路电流控制水平50kA计算获取系统阻抗值，再假设当年运行方式下实际短路时220kV母线短路电流在20～50kA之间，列出短路电流计算结果对比表。

短路电流的计算方法
计算机辅助软件
随着计算机技术的发 展，现在可以使用各 种计算机辅助软件进 行短路电流计算。这 些软件基于先进的算 法和大量的系统数据 ，能够快速准确地计 算出短路电流的大小 。常用的短路电流计 算软件有PSS/E、 ETAP等
短路电流的计算方法
实际测量法
在实际应用中，也可以通过实际测量法来获 取短路电流的大小。这种方法需要在系统发 生短路时，使用测量设备对短路电流进行实 时测量。虽然这种方法能够获得准确的短路 电流数据，但需要注意安全问题，避免对设 备和人员造成损害
短路电流的计算方法
欧姆定律法
欧姆定律法是最基本 的短路电流计算方法 ，它基于欧姆定律， 通过已知的电源电压 和电阻来计算短路电 流的大小。这种方法 适用于简单的电路系 统，但对于复杂的电 力系统，需要考虑更 多的因素
短路电流的计算方法
叠加法
叠加法是一种更精确的短路电流计算方法，它通过将各个电源对短路点的贡献分别计算出 来，然后进行叠加得到总的短路电流。这种方法考虑了系统中的所有元件阻抗和电源电动 势，因此计算结果更为准确
110kV变电站的短路电流计算实例
35kV侧短路电流计算
同样地，先确定电源 电动势和系统阻抗。 假设电源电动势为 E=0.9E6V，总阻抗为 Z=0.6E6Ω。然后使 用欧姆定律法或叠加 法计算出短路电流。 假设在母线处发生三 相短路，则短路电流 为I=E/Z=1.5E5A
结论
通过上述计算，可以 得到该110kV变电站的 110kV侧和35kV侧的短 路电流分别为2E5A和
110kV变电站的短路电流计算实例
1
2短路电流计算的具体步
骤和方法
该变电站有两台主变压器， 容量分别为60MVA和70MVA，