.110kV降压变电所短路电流计算.doc(故障分析课程设计)
短路电流计算
目录一、绪论 (2)（一）、原始资料 (2)（二）、设计内容 (2)（三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (4)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (5)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (7)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (8)（三）避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)（一）用电电源数量及容量 (9)（二）所用电源引接方式 (9)（三）变压器低压侧接线 (9)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (10)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv 和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器。
2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回（其中备用2回），10kv出线12回（其中备用2回）。
变电站还安装4组5Mvar(共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。
3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60％，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。
4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kv侧 cosφ=0.9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0.85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒,10kv 出线过流保护时间为2秒,断路器燃弧时间按0.05秒考虑。
电气课程设计110kv降压变电所电气部分设计
电气课程设计110kv降压变电所电气部分设计学号：同组人：时间：2011 __大学__学院电光系一、原始资料1.负荷情况本变电所为某城市开发区新建110KV降压变电所，有6回35KV 出线，每回负荷按4200KW考虑，cosφ=0.82, Tmax=4200h，一、二类负荷占50%，每回出线长度为10Km；另外有8回10KV出线，每回负荷2200KW，cosφ=0.82, Tmax=3500h，一、二类负荷占30%，每回出线长度为10km；2.系统情况本变电所由两回110KV电源供电，其中一回来自东南方向30Km处的火力发电厂；另一回来自正南方向40Km处的地区变电所。
本变电所与系统连接情况如图附I—1所示。
图附I—1 系统示意图最大运行方式时，系统1两台发电机和两台变压器均投入运行；最小运行方式时，系统1投入一台发电机和一台变压器运行，系统2可视为无穷大电源系统。
3.自然条件本所所在地的平均海拔1000m，年最高气温40℃,年最低气温-10℃，年平均气温20℃，年最热月平均气温30℃，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。
4.设计任务本设计只作电气初步设计，不作施工设计。
设计内容包括：①主变压器选择；②确定电气主接线方案；③短路电流计算；④主要电气设备及导线选择和校验；⑤主变压器及出线继电保护配置与整定计算⑥所用电设计；⑦防雷和接地设计计算。
二、电气部分设计说明书（一）主变压器的选择（组员：丁晨）本变电所有两路电源供电，三个电压等级，且有大量一、二级负荷，所以应装设两台三相三线圈变压器。
35KV侧总负荷P=4.2×6MW=25.2MW，10KV侧总负荷P=2.2×8=17.6MW，因此，总计算负荷S为S=(25.2＋17.6)/0.82MVA=52.50MVA 每台主变压器容量应满足全部负荷70%的需要，并能满足全部一、二类负荷的需要，即S≥0.7 S30=0.7×52.20MVA=36.54MVA 且S≥（25.2×50%＋17.6×30%）/0.82MVA=21.80MVA 故主变压器容量选为40MVA，查附录表Ⅱ-5，选用SFSZ9—__/110型三相三线圈有载调压变压器，其额定电压为110±8×1.25%/38.5±5%/10.5KV。
(整理)110kV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 (2)2任务变电站原始资料 (4)2.1电力系统与本所的连接方式 (4)2.2主变压器型号及参数 (4)2.3负荷及出线情况 (5)3短路电流计算 (6)3.1基本假定 (6)3.2基准值的选择 (6)3.3各元件参数标么值的计算 (7)3.4短路电流的计算 (9)1.5短路电流计算结果 (14)4继电保护的配置 (15)4.1继电保护的基本知识 (15)4.2变压器保护配置及整定计算 (18)4.3 10kV线路保护配置及整定计算 (20)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110kV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。
设计分五大章节，其中第三章是计算系统的短路电流，确定各点短路电流值；第四章是对各种设备保护的配置，首先是对保护的原理进行分析,保护的整定计算及灵敏性校验，其后是对变压器保护配置及整定计算以及10kV线路保护配置及整定计算。
变电站中的短路电流计算分析
第一节 概述
一、短路的类型：大多数故障是短路故障 短路是指：正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接
短路类型
示意图
符号 发生的机率
对称 三相短路 二相短路
不 二相接地短路 对 称 单相接地短路
d(3)
5%
d(2)
10%
d(1,1)
20%
d(1)
65%
短路电流计算的目的：
L
R’ L’
R
L
R’ L’ ➢短路电流值：
U id
id I dzmsin ( t d ) Ae t /Ta
idz idf
其中： ----idz周期分量；
----idf 非周期分量（直流分量）
----Idzm 短路在周期分量最大值
----Ta衰减时间常数，Ta L/ R
----A Im sin Idzm sin( d )
U U U I I I a（1） a（2） a（0） a（1） a（2） a（0） 0
Z (1)
Z (2)
Z (0)
E I a
a (1)
Ua(1)
Ia(2)
Ua ( 2 )
Ia(0)
Ua ( 0 )
I Z ZE Z a（1）
（1）
a
（2）//
（0）
同理可以求得110kV侧发生不对称短路故障的情况，此处不再进行介绍。
电气主接线比选 选择导体和电器 确定中性点接地方式 计算软导线的短路摇摆 确定分裂导线间隔棒的间距 选择继电保护装置和进行整定计算 验算接地装置的接触电压和跨步电压
本部分内容简介
三相短路电流计算方法
不对称短路电流计算方法
二、产生的原因 绝缘被破坏
110KV变电站设计(计算书)
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
短路故障分析及计算
目录引言 (2)1电力系统短路故障说明 (3)2短路故障分析计算（解析法） (6)2.1各元件电抗标幺值的计算 (6)2.2短路次暂态电流标幺值计算 (9)2.3三相短路电流及短路功率计算 (11)3 Y 矩阵计算法 (12)4两种算法分析 (15)4.1解析法计算结果 (15)4.2 Y 矩阵计算结果 (15)致谢 (16)参考文献 (17)引言在电力系统可能发生的各种故障中，对系统危害最大，而且发生概率最高的是短路故障。
所谓短路，是指电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接。
在电力系统正常运行时，除了中性点外，相与相或相与地之间是相互绝缘的。
如果由于绝缘破坏而造成了通路，电力系统就发生了短路故障。
电力系统短路出现的原因：①电气设备载流部分的绝缘损坏；②操作人员违反安全操作规程而发生误操作；③鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或咬坏设备、导线绝缘层。
电力系统短路的后果：①短路时会产生很大电动力和很高温度，使短路电路中元件受到损坏和破坏，甚至引发火灾事故。
②短路时，电路的电压骤降，将严重影响电气设备的正常运行。
③短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。
④严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。
⑤不对称短路将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至发生误动作。
短路电流的计算目的：短路计算是为了正确选择和校验电气设备，准确地整定供配电系统的保护装置，避免在短路电流作用下损坏电气设备，保证供配电系统中出现短路时，保护装置能可靠动作。
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地以及单相短路接地。
其中三相短路造成的危害最大，本次课程设计的目的是在三相短路故障出现时分析与计算最大可能的故障电流和功率。
1电力系统短路故障说明（3 ）如图 1 所示的系统中 K点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。
110kv变电站课程设计
课程设计报告课程：电气综合课程设计学院：电子工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：学号：班级：指导教师：职称：讲师完成日期：2015年11月12日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，也会反应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。
变电所是电力系统的一个重要组成部分，有电气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、输送与控制的枢纽，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，才能适应现代的电力系统、现代工业化生产和社会生活的发展趋势。
随著计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的坚实、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了有优化组合和系统集成的技术基础。
110Kv变电所属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，分析变电所担负的任务及用结构化负荷等情况，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
电力技术高新化、复杂化的迅速发展，使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，都在不断的发展变化。
变电所为电力系统中的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】迅速崛起变电所可靠性电力技术目录1 引言 (5)1.1 变电站的作用 (5)1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 (6)1.3 变电站设计的主要原则和分类 (8)2 任务书 (9)2.1 原始资料 (9)2.2 负荷计算 ......................................................................................................................... 10 计算方法：根据材料给定的有功功率P 、功率因数cos&，求出无功功率Q=P*tan&nP P P P P +⋅⋅⋅⋅⋅+++=∑321 n Q Q Q Q Q +⋅⋅⋅⋅⋅+++=∑321 计算负荷：∑∑+∂=22*Q P S c ,∂为需要系数一般取0.85.根据原始资料：cos&=0.85,则tan&=tan(arccos0.85)=0.62加工厂1回：1c P =1500kW,tan&*11c c P Q ==1500*0.62=930kVar机械厂2回：2c P = 3c P =1200kW,tan&*232c c c P Q Q ===1200*0.62=744kVar药棉厂1回：4c P =2000kW,tan&*44c c P Q ==2000*0.62=1240kVar棉纺厂2回：5c P = 6c P =1800kW,tan&*565c c c P Q Q ===1800*0.62=1116kVar水厂2回：7c P = 8c P =1600kW,tan&*787c c c P Q Q ==1600*0.62=992kVar化工厂2回：9c P = 10c P =1200kW,Qc9= Qc10=Pc9* tan&=2000*0.62=1240kVar975421*2*2*2*2c c c c c c P P P P P P P +++++=∑=1500+1200*2+1800*2+1600*2+2000*2=16700kW ............................................................. 10 975421*2*2*2*2c c c c c c Q Q Q Q Q Q P +++++=∑=930+2*744+1240+1116*2+992*2+1240*2=103454kW ....................................................... 11 ∑∑+=22)()(*Q P K S c1c c P P P ∑=+S=16.7MVA 3 电气主接线设计 (11)c3.1 电气主接线设计概述 (12)3.2 电气主接线的基本形式 (14)3.3 电气主接线选择 (15)4 变电站主变压器选择 (19)4.1 主变压器的选择 (19)4.2 主变压器选择结果 (20)5 短路电流计算 (21)5.1 短路的危害 (21)5.2 短路电流计算的目的 (21)5.3 短路电流计算方法 (21)6 电气设备的选择 (23)6.1 导体的选择和校验 (23)6.2 断路器和隔离开关的选择及校验 (24)6.3 电压互感器和电流互感器的选择 (25)6.3.1 电流互感器的选择 (25)6.3.2 电压互感器的选择 (25)参考文献 (26)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。
(完整)110KV变电所一次部分设计
课程设计(论文）题目 110KV变电所一次部分设计学院名称电气工程学院指导教师职称讲师班级电力113班学号学生姓名2014年 6月 30日电气工程基础设计任务书一、设计内容要求设计110KV变电所(B所）的电气部分二、原始资料1供设计的变电所有A、B、C三个,各自的地理位置和系统发电机、变压器相关数据如附图1所示.附图1 各变电所的地理位置2各变电所的10kV低压负荷分别为P a=500kW，P b=300kW，P c=200kW.3各变电所典型负荷曲线有两种,分别如附图2（a）和附图2（b）所示。
4110kV输电线路l1、l2、l3、l4的长度各不相同，电抗均按0。
4Ω/km计.5每位同学设计的原始数据，除了P a=500kW,P b=300kW,P c=200kW之外，其它数据应根据自己所在班级的序号，在附表1中查找。
附图2 典型日负荷曲线附表1 每位同学设计原始数据查找表三、设计任务（1)设计本变电所的主变压器台数、容量、形式。
（2)设计高低压侧主接线方式。
(3）设计本变电所的所用电接线方式。
（4）计算短路电流。
(5）选择电气设备（包括断路器、隔离开关、互感器等）。
设计成果1.设计说明书一份 2。
计算书一分 3。
主接线图一份要求:上述3者按顺序装订成一册（简装，钉书针左边钉好3颗,勿用夹子夹)五、主要参考资料［1]姚春球。
发电厂电气部分。
北京:中国电力出版社:2004［2]电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册(第一册）.北京：中国电力出版社,1998 ［3]周问俊.电气设备实用手册.北京:中国水利水电出版社，1999［4]陈化钢。
企业供配电。
北京：中国水利水电出版社,2003。
9[5]电力专业相关教材和其它相关电气手册和规定摘要：本次设计为110kV降压变电站电气一次部分的初步设计，根据原始资料，以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据.变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。
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《电力系统分析》课程设计任务书
110kV降压变电所短路电流计算
原始资料
1、电气一次部分设计情况
该变电所为110/38.5/10.5kV三级电压，所内装设31.5MV A及40MV A主变各一台，2回110kV架空进线，4回35kV出线及8回10kV出线。
主接线可以考虑110kV侧采用内桥、外桥、单母分段接线，35kV可以考虑单母分段、双母线接线，10kV可以考虑单母分段、双母线接线。
2、参数部分
系统电抗标幺值"
d
X=0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型，线路长度一条为16.582km，另一条为14.520km。
3、主变铭牌参数如下：
#1主变：型号SFSZ8-31500/110
接线Y N/Y N0/△-11
变比110±4×2.5%/38.5±2×2.5%/10.5
短路电压（%）高-中10.47 高-低18 中-低6.33
短路损耗（Kw）高-中169.7 高-低181 中-低136.4
空载电流（%）0.46
空载损耗（kW）40.6
#1主变：型号SFSZ10-40000/110
接线Y N/Y N0/△-11
变比110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5
短路电压（%）高-中11.79 高-低21.3 中-低7.08
短路损耗（Kw）高-中74.31 高-低74.79 中-低68.30
空载电流（%）0.11
空载损耗（kW）26.71
为了方便计算，设基准容量S
B =100MVA，基准电压U
B
=Uav
设计任务
1、设计110kV降压变电所主接线方案，用1#图纸绘制。
2、短路计算要求：
1）利用“近似法”进行标幺值计算。
2）对于110kV母线故障，考虑两条进线同时运行的情况以计算最大三相短路电流及两相短路电流。
对于35、10kV母线故障，因为不考虑两台主变长期并列运行，所以按分列运行情况进行计算，计算最大三相短路电流及两相短路电流。
课程设计指导书
一、课程设计的目的和要求
目的：课程设计是学生在学习电力系统课程后的一次综合性训练，复习巩固本课程及其他课程的有关内容，增强工程观念，培养电力网规划设计的能力。
要求：
1）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则等，树立供电必须安全、可靠、经济的观点。
2）掌握电力网初步设计的基本方法和主要内容
3）熟练电力网的基本计算
4）学习工程设计说明书的撰写
二、课程设计的原始资料
1）电气一次部分设计情况
2）参数部分
3）主变铭牌参数
4）其他条件及要求
三、课程设计的内容及时间
内容：
1）变电所主接线方案的技术论证及经济比较
2）变电所主接线的设计
3）短路计算的目的和要求
4）变电所短路计算
5）编写设计说明书、绘图
时间：
约需1.5—2周
四、课程设计提纲
1、课程设计说明书
课程设计说明书可参考下列提纲层次编写：
1）前言
2）目录
3）第一章设计任务介绍
4）第二章变电所接线方案的选择及论证
5）第三章短路计算的目的、要求及短路计算
6）第四章变电所短路计算结果分析
7）结束语
8）参考文献
2、图纸
只画设备布置，不作具体型号的标注。