《電氣自動化11035kv變電所設(shè)計電氣自動化畢業(yè)論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電氣自動化11035kv變電所設(shè)計電氣自動化畢業(yè)論文（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞--------------------------------------2 前言----------------------------------------------------3 第一章 原始資料分析-------------------------------------4 1.1 本所設(shè)計電壓等級--------------------------------4 1.2 電源負荷----------------------------------------4 第二章 電氣主接線設(shè)計-------------------

2、----------------6 2.1 主接線接線方式----------------------------------6 2.2電氣主接線的選擇---------------------------------8 第三章 所用電的設(shè)計-------------------------------------10 3.1 所用電接線一般原則------------------------------10 3.2所用電接線方式確定------------------------------10 3.3備用電源自動投入裝置---------------------

3、-------10 第四章 短路電流計算-------------------------------------12 4.1 短路計算的目的----------------------------------12 4.2短路計算過程------------------------------------12 第五章 繼電保護配置-------------------------------------20 5.1 變電所母線保護配置-----------------------------20 5.2 變電所主變保護的配置-------------------------

4、--20 第六章 防雷接地----------------------------------------22 6.1 避雷器的選擇-----------------------------------22 6.2變電所的進線段保護-----------------------------23 6.3接地裝置的設(shè)計---------------------------------23 致謝----------------------------------------------------27 參考文獻--------------------------------------

5、----------28 電氣自動化110-35kv變電所設(shè)計 摘 要 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 這次設(shè)計以110kV降壓變電所為主要設(shè)計對象，分析變電站的原始資料確定變電所的主接線；通過負荷計算確定主變壓器臺數(shù)、容量及型號。根據(jù)短路計算的結(jié)果，對變電所的一次設(shè)備進行了選擇和校驗。同時完成防雷保護及接地裝置方案的設(shè)計。 關(guān)鍵詞: 變電所電氣主接線；短路電流計算；一次設(shè)備；防雷保護 前 言

6、本次設(shè)計題目為110KV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進行綜合運用的能力，同時檢驗本專業(yè)學(xué)習(xí)三年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。 此次設(shè)計首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了110kV主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，在根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算結(jié)果，對設(shè)備進行了選型校驗，同時考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應(yīng)的保護裝置，因此對繼電保護做了簡要說明。對于

7、來自外部的雷電過電壓，則進行了防雷保護和接地裝置的設(shè)計，最后對整體進行規(guī)劃布置,從而完成110kV變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計。 第一章原始資料分析 1.1 本所設(shè)計電壓等級 根據(jù)設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計的電壓等級為：110/35KV 1.2 電源負荷地理位置情況 1、電源分析 與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個，其中110KV兩個，35KV一個。具體情況如下： 1）110KV系統(tǒng)變電所 該所電源容量(即110KV系統(tǒng)裝機總?cè)萘?為200MVA(以火電為主)。在該所等電壓母線上的短路容量為650MVA，該所與本所的距離為9KM。以一回路與本所連

8、接。 2）110KV火電廠 該廠距離本所12KM，裝有3臺機組和兩臺主變，以一回線路與本所連接，該廠主接線簡圖如圖1.1： 圖 1.1 110KV火電廠接線圖 3）35KV系統(tǒng)變電所 該所距本所7.5KM.以一回線路相連接，在該所高壓母線上的短路容量為250MVA.。 以上3個電源，在正常運行時，主要是由兩個110KV級電源來供電給本所。35KV變電所與本所相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用。當(dāng)3個電源中的某一電源出故障，不能供電給本所時，系統(tǒng)通過調(diào)整運行方式，基本是能滿足本所重要負荷的用電，此時35KV變點所可以按合理輸送容量供電給本所。 2、負荷資料分析 1）35KV

9、負荷 表1.1 35KV負荷參數(shù)表 用戶名稱 容量（MW） 距離（KM） 備注 化工廠 3.5 15 Ⅰ類負荷 鋁廠 4.3 13 Ⅰ類負荷 水廠 1.8 5 Ⅰ類負荷 注：35KV用戶中，化工廠，鋁廠有自備電源 2）10KV遠期最大負荷 3）本變電所自用負荷約為60KVA； 4）一些負荷參數(shù)的取值： 負荷功率因數(shù)均取cosφ=0.85，負荷同期率 Kt=0.9c，年最大負荷利用小時數(shù)Tmax＝4800小時/年，表中所列負荷不包括網(wǎng)損在內(nèi)，故計算時因考慮網(wǎng)損，此處計算一律取網(wǎng)損率為5%，各電壓等級的出線回

10、路數(shù)在設(shè)計中根據(jù)實際需要來決定。各電壓等級是否預(yù)備用線路請自行考慮決定。 第2章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是變電所電氣設(shè)計的首要核心部分，也是電力構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。 2.1 主接線接線方式 2.1.1 單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障時檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍

11、需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。 適用范圍： 35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。 2.1.2 單母線分段接線 優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。 適用范圍： 35KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；1

12、10-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。 2.2.3 單母分段帶旁路母線 這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35-110KV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 2.2.4 橋型接線 1、內(nèi)橋形接線 優(yōu)點：高壓斷器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 缺點：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 2、外橋形接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需

13、三臺斷路器。 缺點：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高壓側(cè)斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。 2.2.5 雙母線接線 優(yōu)點： 1）供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）擴建方便。向雙母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會

14、引起原有回路的停電。 4）便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 缺點： 1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。 2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 適用范圍：6-10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110-220KV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110-220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。 2.2.6 雙母線分

15、段接線 雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴建優(yōu)點。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。 2.3 電氣主接線的選擇 2.3.1 35kV電氣主接線 根據(jù)資料顯示,由于35KV的出線為4回，一類負荷較多，可以初步選擇以下兩種方案： 1）單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等級為35kV～60kV

16、，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。 2）雙母接線接線 表2.2 35KV主接線方案比較 方案項目 方案Ⅰ單母分段帶旁母 方案Ⅱ雙母接線 技術(shù) ① 單清晰、操作方 便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 ③ 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 ④ 擴建時需向兩個方向均衡擴建 ① 供電可靠 ② 調(diào)度靈活 ③ 擴建方便 ④ 便于試驗 ⑤ 易誤操作 經(jīng)濟 ① 設(shè)備少、投資小 ②用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 ① 設(shè)備多、配電裝置 復(fù)雜 ② 投資和占地面 大 雖然方案

17、Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案Ⅰ。 2.3.2 110kV電氣主接線 根據(jù)資料顯示，由于110KV沒有出線只有2回進線，可以初步選擇以下兩種方案： 1）橋行接線,根據(jù)資料分析此處應(yīng)選擇內(nèi)橋接線。 2）單母接線。 表2.3 110KV主接線方案比較 方案項目 方案Ⅰ內(nèi)橋接線 方案Ⅱ單母分段 技術(shù) ② 線清晰簡單 ②調(diào)度靈活，可靠性 不高 ① 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 經(jīng)濟 ①占地少 ②使用的斷路器少 ① 備少、投資小 經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡

18、單這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟性。可選用投資小的方案Ⅰ 第3章 所用電的設(shè)計 變電所的所用電是變電所的重要負荷，因此，在所用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善解決因建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，保證變電所安全，經(jīng)濟的運行。 3.1 所用電接線一般原則 1)滿足正常運行時的安全,可靠,靈活,經(jīng)濟和檢修,維護方便等一般要求。 2)盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍,并盡量避免引起全所停電事故。 3)充分考慮變電所正常,事故,檢修,起動

19、等運行下的供電要求,切換操作簡便。 3.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定 站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負荷需要，對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺所變壓器停運時，其另一臺變壓器容量就能保證全部負荷的60～70%。由于=60KVA且由于上述條件所限制。所以，兩臺所變壓器應(yīng)各自承擔(dān)30KVA。當(dāng)一臺停運時，另一臺則承擔(dān)70%為42KVA。 故選兩臺50KVA的主變壓器就可滿足負荷需求。考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。 表 3.1 S9-50/10變壓器參數(shù)表 型號 電壓組合 連接組標(biāo)號 空載損耗 負載損耗 空載電流 阻抗

20、電壓 高壓 高壓分接范圍 低壓 S9-50/10 105% 10;6.3;6 0.4 Y,yn0 0.17 0.87 2.8 4 3.3 所用電接線方式確定 所用電的接線方式，在主接線設(shè)計中，選用為單母分段接線選兩臺所用變壓器互為備用，每臺變壓器容量及型號相同，并且分別接在不同的母線上。 3.4 備用電源自動投入裝置 3.4.1備用電源自動投入裝置作用 備用電源自動投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電。 BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動的將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動裝置簡

21、稱備自投或BZT裝置。 3.4.2 適用情況以及優(yōu)點 1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。 2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用。 3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。 4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機組 采用BZT的優(yōu)點： 提高供電的可靠性節(jié)省建設(shè)投資，簡化繼電保護裝置，限制短路電流，提高母線殘壓。 3.4.3 BZT的工作過程及要求[2] BZT裝置應(yīng)滿足的基本要求： 1）工作母線突然失壓，BZT裝置應(yīng)能動作。 2）工作電源先切，備用電源后投。 3）判斷工作電源斷路器切實斷開，工作母線無電壓才允許備用電源合閘。 4）BZT裝置

22、只動作一次，動作是應(yīng)發(fā)出信號。 5）BZT裝置動作過程應(yīng)使負荷中斷供電的時間盡可能短。 6）備用電源無壓時BZT裝置不應(yīng)動作。 7）正常停電時備用裝置不啟動。 8）備用電源或備用設(shè)備投入故障時應(yīng)使其保護加速動作。 BZT裝置應(yīng)由低電壓啟動部分和自動重合閘部分組成，低電壓啟動部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動重合閘部分在工作電源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延時間將備用電源的斷路器自動投入。 變電所BZT裝置工作過程： 1）110KV側(cè)BZT：當(dāng)某一條110KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器切斷工作電源，非故障側(cè)母線與橋型母線上BZT動作，將故障側(cè)設(shè)備自動切換到非故障側(cè)。

23、 2）35KV側(cè)BZT: 當(dāng)某一條35KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器切斷工作電源， BZT動作，將故障側(cè)設(shè)備自動切換到非故障側(cè)。 3）10KV側(cè)、所用電BZT：當(dāng)某一條10KV母線或所用電母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器斷開，BZT動作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側(cè)負荷切換到非故障側(cè)。 第5章 短路電流計算 在電力系統(tǒng)運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。 5.1 短路計算的目的 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限

24、制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 5.2 短路計算過程 5.2.1 110KV短路電流計算 1）根據(jù)資料,110KV火電廠的阻抗可歸算為以下 圖5.1 110KV火電廠接線圖 圖5.2 110KV火電廠阻抗圖 在短路計算的基本假設(shè)前提下，選取=100MVA，UB=

25、 =0.135=0.432 各繞組等值電抗 取17％，取6％，取10.5％ ==0.179 圖5.3 110KV火電阻抗最簡圖 = 即火電廠的阻抗為0.232。 2)又根據(jù)資料所得,可將變電所視為無限大電源所以取 同理:因35KU變電所的短路容量為250MVA 所以 火電廠到待設(shè)計的變電所距離12KM，阻抗為每千米0.4歐 110KV變電所到到待設(shè)計的變電所距離9KM，阻抗為每千米0.4歐 35KV變電所到到待設(shè)計的變電所距離7.5KM，阻抗為每千米0.4歐 X= 待設(shè)

26、計變電所中各繞組等值電抗 該變電所的兩臺型號規(guī)格一樣所以另一個變壓器的阻抗和相同。 根據(jù)主接線圖可簡化為以下圖型 圖5.4 主接線阻抗簡化圖 當(dāng)K1點發(fā)生短路時將圖四可轉(zhuǎn)化為以下圖行 圖5.5 K1點短路阻抗圖 又因為E1是有限大電源(將0.263改為0.264) 所以 查短路電流周期分量運算曲線取T=0S ,可得4.324 =(4.324+5.525+1.1

27、34) =5.514KA 沖擊系數(shù)取1.8 5.5141.8=14.034KA =(4.324+5.525+1.134) 100=1098.3MV.A 5.2.2 35KV側(cè)短路計算 根據(jù)圖四進行變換 圖5.6 星三角形轉(zhuǎn)化圖 圖5.7 K2點短路阻抗圖 ==0.910 0.9100.9375=0.853 查計算曲線取T為0S ,可得1.225 =(1.225+1.6+1.616) =6.930KA 6.931.8=17.638KA =(1.225+1.6+1.616) 100=444.1MV.A

28、 第5章 繼電保護配置 繼電保護是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要屏障，在此設(shè)計變電站繼電保護結(jié)合我國目前繼電保護現(xiàn)狀突出繼電保護的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運用微機繼電保護裝置及微機監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動化水平。 5.1 變電所母線保護配置 1、110KV、35KV線路保護部分： 1)距離保護 2)零序過電流保護 3)自動重合閘 4)過電壓保護 2、10KV線路保護： 1)10kV線路保護：采用微機保護裝置，實現(xiàn)電流速斷及過流保護、實現(xiàn)三相一次重合閘。 2)10kV電容器保護：采用微機保護裝置，實現(xiàn)電流

29、過流保護、過壓、低壓保護。 3)10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置 5.2 變電所主變保護的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響，而本次所設(shè)計的變電所是110kv降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運行，將會導(dǎo)致全所停電，影響變電所供電可靠性。 5.2.1 主變壓器的主保護 1、瓦斯保護 對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。 2、差動保護 對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保

30、護瞬時動作，跳開各側(cè)電源斷路器。 5.2.2 主變壓器的后備保護 1、過流保護 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變 壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設(shè)過電流保護。 2、過負荷保護 變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負荷保護，過負荷保護一般經(jīng)追時動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負荷保護均經(jīng)同一個時間繼電器。 3、變壓器的零序過流保護 對于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需

31、要裝設(shè)兩套零序電流保護，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式 第6章 防雷接地 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運行。 變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。 對侵入波防護的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避

32、雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進線保護。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護設(shè)備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨立裝設(shè)，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設(shè)備。 6.1 避雷器的選擇 6.1.1 避雷器的配置原則 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是

33、否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3）220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 6.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件 1、型式：選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按下表選擇如表8.1: 表 6.1 避雷器型號選擇表 型號 型式 應(yīng)用范圍 FS 配電用普通閥型 10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3-220KV發(fā)

34、電廠、變電所配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 1、 330KV及需要限制操作的220KV以及以下配電 2、 某些變壓器中性點 FCD 旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機、屋內(nèi) 型號含義： F——閥型避雷器； S——配電所用；Z——發(fā)電廠、變電所用； C——磁吹；D——旋轉(zhuǎn)電機用；J——中性點直接接地 2、額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 6.2變電所的進線段保護[8] 為使避雷器可靠的保護變壓器，還必須設(shè)法限制侵入波陡度和流過避雷器的沖擊電流幅值。因為避雷器的殘壓與雷電流的大小有關(guān)，過大的雷電流致使過高，而且閥片通流能力有限，雷電流若超過閥片的通斷能力，

35、避雷器就會壞。因此，還必須增加輔助保護措施配合避雷器共同保護變壓器，這一輔助措施就是進線段。 如果線路沒有進線段保護，雷直擊變電所附近導(dǎo)線時，流過避雷器的雷電流幅值和陡度是有可能超過容許值的。因此，為了限制侵入波的陡度和幅值，使避雷器可靠動作，變電所必須有一段進線段保護。本設(shè)計中采用的是在進線進線1～2km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷器。 6.3接地裝置的設(shè)計 接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。 6.3.1設(shè)計原則 1、由于變電站各級電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設(shè)計中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL

36、/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中 R≤2000/I是非常困難的?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個很明顯的區(qū)別是對接地電阻值不再規(guī)定要達到0.5Ω，而是允許放寬到5Ω，但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5Ω，接地電阻放寬是有附加條件的，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施; 考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時，3-10kV避雷器不應(yīng)動作或動作后不應(yīng)損壞; 應(yīng)采取均壓措施，并驗算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求, 施工后還應(yīng)進行測量和繪制電位分布曲線。 　　2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上幾點要求，還是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既

37、不是0.5Ω，也不是5Ω，而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過5Ω都是合格的。 6.3.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析 220kv及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶布置按經(jīng)驗設(shè)計，水平接地帶間距通常為5m-8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點設(shè)置2.5m-3m的垂直接地極，進所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。 長孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗確定，沒有輔助的計算程序和對計算結(jié)果進行分析，設(shè)計簡單而粗略。因為接地網(wǎng)邊緣部分的導(dǎo)體散流大約是中心部分的3-4倍，因

38、此，地網(wǎng)邊緣部分的電場強度比中心部分高，電位梯度較大，整個地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟性差。在220kV及以下的變電工程中采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因為入地故障電流相對較小，地網(wǎng)面積不大，缺點不太突出。而在500kV變電站采用，上述缺點的表現(xiàn)會十分明顯，建議500kV變電站不采用長孔或方孔地網(wǎng)。 6.3.3 降低接地網(wǎng)電阻的措施 1、利用地質(zhì)鉆孔埋設(shè)長接地極 根據(jù)接地理論分析，接地網(wǎng)邊緣設(shè)置長接地極能加強邊緣接地體的散流效果，可以起到降低接地電阻和穩(wěn)定地網(wǎng)電位的作用。如果用打深井來裝設(shè)長接地極，則施工費很高，如利用地質(zhì)勘察鉆孔埋設(shè)長接地極，施工費將大大節(jié)省。但需注意：利用地網(wǎng)邊緣

39、的地質(zhì)鉆孔，間距不小于接地極長的兩倍；鉆孔要伸入地下含水層方可利用，工程 中我們曾經(jīng)進行過實測，未插入到含水層的長接地極降阻效果差。 2、使用降阻劑 　　 在高土壤電阻率區(qū)的接地網(wǎng)施工中使用降阻劑，無論是變電還是發(fā)電工程例子都很多。20世紀的70年代到80年代，使用較多的是膨潤土降阻劑和碳基類降阻劑。據(jù)了解，多個使用降阻劑的工程，接地完工后測量接地電阻情況都不錯，但由于缺乏長期的跟蹤監(jiān)測，對降阻劑性能的長效性和對接地極材料的腐蝕性的信息返回少。確實也有質(zhì)量差的降阻劑，降阻效果不能持久，對接地網(wǎng)造成腐蝕，引起各地對降阻劑使用意見分岐。 3、利用地下水的降阻作用,深井接地,引外接地

40、。 　　當(dāng)變電站附近有低土壤電阻率區(qū)（水塘、水田、水洼地……），可以敷設(shè)輔助接地網(wǎng)與所內(nèi)主接地網(wǎng)連接，這種方式叫引外接地。這也是降低接地電阻的有效措施。 4. 擴大接地網(wǎng)面積 　　 我們知道，在均勻分布的土壤電阻率條件下，接地電阻與接地網(wǎng)面積的平方成反比，接地網(wǎng)面積增大，則接地電阻減小，因此，利用擴大接地網(wǎng)面積來降低接地電阻是可能預(yù)見的有效降阻措施。 6.3.4 接地刀閘的選擇 1、110KV側(cè)接地刀閘的選擇： 根據(jù)系統(tǒng)電壓可以選擇JW2-110型接地刀閘。 表7.5 JW2-110型接地刀閘參數(shù)表 型號 額定電壓Ue(kV) 最高工作電壓 長期通流能力 (A) 全

41、波（8/20）全波沖擊對地耐壓（KV） 動穩(wěn)定電 流峰值 (kA) 熱穩(wěn)定 電流 2S(kA) 2 JW2-10 110KV 126 600 30.5 100 40 根據(jù)系統(tǒng)電壓可以選擇JW-35型接地刀閘。 表7.6 JW2-35型接地刀閘參數(shù)表 型號 額定電壓Ue(kV) 最高工作電壓 長期 通流 能力 (A) 全波（8/20）全波沖擊對地耐壓（KV） 動穩(wěn)定電流峰值(kA) 熱穩(wěn)定電流2S(kA) JW-35 35KV 37．5 —— —— 5

42、0 20 并聯(lián)。 參考文獻 [1] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計院. 電氣工程設(shè)計手冊電氣一次部分[M]. 中國電力出版社,1998. [2] 弋東方. 電氣設(shè)計手冊電氣一次部分[M]. 中國電力出版社 2002 [3] 陳學(xué)庸編. 電力工程電氣設(shè)備手冊（電氣二次部分）[M]. 北京：中國電力出版社，1996. [4] 曹繩敏編. 電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料[M]. 北京：中國電力出版社，1995.5. [5] 文遠芳編. 高電壓技術(shù)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.1. [6] 孟祥萍. 電力系統(tǒng)分析[M]. 高等教育出版社,2004. [7] 劉吉來、黃瑞梅. 高電壓技術(shù)[M]. 中國水利水電出版社 ,2004 [8] 熊信銀、吳希再. 電力工程[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)，1997