電氣工程及其自動化畢業(yè)論文

1、 大大 學學畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文） 題目：電氣自動化題目：電氣自動化 110-35kv110-35kv 變電所設計變電所設計 學生姓名：學生姓名：學號：學號：學院（系）：學院（系）： 專業(yè)年級：電氣工程及其自動化專業(yè)年級：電氣工程及其自動化指導教師：指導教師：評閱教師：評閱教師：完成日期：完成日期： 目 錄標題、摘要、關鍵詞-2前言-3第一章 原始資料分析-4 1.1 本所設計電壓等級-41.2 電源負荷-4第二章 電氣主接線設計-62.1 主接線接線方式-62.2 電氣主接線的選擇-8第三章 所用電的設計-10 3.1 所用電接線一般原則-10 3.2 所用電接線方式確定-103.

2、3 備用電源自動投入裝置-10第四章 短路電流計算-12 4.1 短路計算的目的-124.2 短路計算過程-12第五章 繼電保護配置-205.1 變電所母線保護配置-205.2 變電所主變保護的配置-20第六章 防雷接地-226.1 避雷器的選擇-226.2 變電所的進線段保護-236.3 接地裝置的設計-23致謝-27參考文獻-28電氣自動化電氣自動化 110-35kv110-35kv 變電所設計變電所設計摘 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。這次設計以 110kV 降壓變電所為主要設計對象，分析

3、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)短路計算的結果，對變電所的一次設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計。關鍵詞: 變電所電氣主接線；短路電流計算；一次設備；防雷保護前 言本次設計題目為 110KV 變電所一次系統(tǒng)設計。此設計任務旨在體現(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)學習三年以來的學習結果。此次設計首先根據(jù)任務書上所給系統(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

4、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果，對設備進行了選型校驗，同時考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應的保護裝置，因此對繼電保護做了簡要說明。對于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)的設計。第一章原始資料分析1.1 本所設計電壓等級 根據(jù)設計任務本次設計的電壓等級為：110/35KV1.2 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）110K

5、V 系統(tǒng)變電所該所電源容量(即 110KV 系統(tǒng)裝機總容量)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)絡用。當 3

6、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 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3.515類負荷鋁廠4.313類負荷水廠1.85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 cos=0.85，負荷同期率 Kt=0.9c，年最大負荷利用小時數(shù) Tmax4800 小時/年，表中所列負荷不包括網(wǎng)損在內(nèi)，故計算

7、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路數(shù)在設計中根據(jù)實際需要來決定。各電壓等級是否預備用線路請自行考慮決定。 第 2 章 電氣主接線設計電氣主接線是變電所電氣設計的首要核心部分，也是電力構成的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應的接線方式。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分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時

8、停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線的供電。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：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，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；110-2

9、20KV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，四個回路只需三臺斷路器。缺點：線路的切除和投入較復雜，

10、需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高壓側斷路器檢修時，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，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關，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，不會引起原有回路的停電。4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該

11、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。2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。適用范圍：6-10KV 配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35KV 配電裝置，當出線回路數(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 雙母線分段接線雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不

12、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 35kV60kV，出線為 48 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

13、.2 35KV 主接線方案比較 方案項目方案單母分段帶旁母方案雙母接線技術 單清晰、操作方 便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 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 擴建時需向兩個方向均衡擴建 供電可靠 調(diào)度靈活 擴建方便 便于試驗 易誤操作經(jīng)濟 設備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 設備多、配電裝置 復雜 投資和占地面 大雖然方案可靠性、靈活性不如方案，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。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

14、線,根據(jù)資料分析此處應選擇內(nèi)橋接線。2）單母接線。表 2.3 110KV 主接線方案比較經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡單這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟性。可選用投資小的方案方案項目方案內(nèi)橋接線方案單母分段技術 線清晰簡單調(diào)度靈活，可靠性 不高 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經(jīng)濟占地少使用的斷路器少 備少、投資小第 3 章 所用電的設計變電所的所用電是變電所的重要負荷，因此，在所用電設計時應按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善解決因建設引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理，技術先進，保證變電所安全

15、，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滿足經(jīng)常的負荷需要，對于有重要負荷的變電所，應考慮當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 6070%。由于=60KVA 且由于上述條件所限制。S站所以，兩臺所變壓器應各自承擔 30KVA。當一臺停運時，另一臺則承擔 70%為 42KVA。故選兩臺 50KVA 的主變壓器就可滿足負荷需

16、求?？紤]到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實現(xiàn)電力設備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。表 3.1 S9-50/10 變壓器參數(shù)表電壓組合型號高壓高壓分接范圍低壓連接組標號空載損耗負載損耗空載電流阻抗電壓S9-50/10105%10;6.3;60.4Y,yn00.170.872.843.3 所用電接線方式確定所用電的接線方式，在主接線設計中，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：為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電。 BZT 定義：當工作

17、電源因故障被斷開以后，能迅速自動的將備用電源投入或將用電設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2BZT 裝置應滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓，BZT 裝置應能動作。2）工作電源先切，備用電源后投。3）判

18、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 裝置只動作一次，動作是應發(fā)出信號。5）BZT 裝置動作過程應使負荷中斷供電的時間盡可能短。6）備用電源無壓時 BZT 裝置不應動作。7）正常停電時備用裝置不啟動。8）備用電源或備用設備投入故障時應使其保護加速動作。BZT 裝置應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 BZT：當某一條 110KV 母線故障導致母線失壓，故障側斷路器切斷工作電源，

19、非故障側母線與橋型母線上 BZT 動作，將故障側設備自動切換到非故障側。2）35KV 側 BZT: 當某一條 35KV 母線故障導致母線失壓，故障側斷路器切斷工作電源， BZT 動作，將故障側設備自動切換到非故障側。3）10KV 側、所用電 BZT：當某一條 10KV 母線或所用電母線故障導致母線失壓，故障側斷路器斷開，BZT 動作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側負荷切換到非故障側。第 4 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備的正常運行。4.1 短路計算的目的1）在

20、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）在選擇電氣設備時，為了保證設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）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導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)。4.2 短路計算過程4.2.1 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 4.1 110KV 火電廠接線圖圖 4.2 110KV 火電廠阻抗圖在短路計算的基本假設前提下，

21、選取BS=100MVA，UB=AVU123=XXX*BdNSXS=0.135100250.8=0.432各繞組等值電抗S(1-2)U%取 17，S(2-3)U%取 6，S(3-1)U%取 10.5S1S(1-2)S(3-1)S(2-3)1U % =U% + U%U%211710.56)10.752（） = （S2S(1-2)S(2-3)S(3-1)1U% =U% + U%U%21176 10.5)6.252（） = （S3S(2-3)S(3-1)S(1-2)1U % =U% + U%U%21(610.5 17)0.252 （） =B45NUs1%S 100SXX=10.75100= 10060

22、=0.179S1B67NU %S0.25100 = 0.004100S10060XX 圖 4.3 110KV 火電阻抗最簡圖8123=/=0.144XXXX94657=(+)/(+)=0.0875XXXXX10X=98+=0.232XX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1E *110BSIS”變110*6506.5100BSIS”變110*10.1546.5EXI變”同理:因 35KU 變電所的短路容量為 250MVA所以 35*2502.5100BSIKAS”變35*10.42.5EXI變”火電廠到待設計的變電所距離 12KM，阻抗為每千米 0.

23、4 歐22100X= 12 0.40.032115BlSXU110KV 變電所到到待設計的變電所距離 9KM，阻抗為每千米 0.4歐222100X= = 9 0.40.027 115BBllSSXXUU35KV 變電所到到待設計的變電所距離 7.5KM，阻抗為每千米0.4 歐X= 221007.5 0.40.21937BlSXU待設計變電所中各繞組等值電抗S1S(1-2)S(3-1)S(2-3)1U % =U% + U%U%216.5 1710.5)6.52（） = （ S2S(1-2)S(2-3)S(3-1)1U% =U% + U%U%216.5 10.5 17)02（） = （S3S(2-

24、3)S(3-1)S(1-2)1U % =U% + U%U%21(10.5 176.5)10.52（） =B1NUs1%S 100STX10.5100= 0.52510020B2NUs2%S0100 = 0100S10020TXB3NUs3%S6.5100 = 0.325100S10020TX 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T1T2T3XXX，相同。根據(jù)主接線圖可簡化為以下圖型 圖 4.4 主接線阻抗簡化圖當 K1 點發(fā)生短路時將圖四可轉化為以下圖行 圖 4.5 K1 點短路阻抗圖13130.232+0.032=0.264XXX14240.154+0.027=0.181XXX

25、1556/0.263XXX 1678/0.163XXX17910/0XXX181112=0.219+0.4=0.619XXX又因為 E1 是有限大電源(將 0.263 改為 0.264)所以 2530.80.2640.248100jsX查短路電流周期分量運算曲線取 T=0S ,可得1*I4.32422*1415.5250.181EIX33*15171811.1340.26300.619EIXXX1*2*3*()fBIIIII=(4.324+5.525+1.134)1003 115 =5.514KA沖擊系數(shù)取 1.822imfimIIk5.5141.8=14.034KA1*2*3*()BSIII

26、S=(4.324+5.525+1.134) 100=1098.3MV.A4.2.2 35KV 側短路計算根據(jù)圖四進行Y 變換 圖 4.6 星三角形轉化圖圖 4.7 K2 點短路阻抗圖1315131414151914XXXXXXXX=0.264 0.2630.264 0.1810.181 0.2630.181=0.91013151314141520130.264 0.2630.264 0.1810.181 0.263=0.6250.264XXXXXXXX13151314141521150.264 0.2630.264 0.1810.181 0.263 =0.6270.263XXXXXXXX253

27、0.80.910100jsX0.9100.9375=0.853查計算曲線取 T 為 0S ,可得1*I1.22522*2011.60.625EIX 33*1811.6160.619EIX1*2*3*()fBIIIII =(1.225+1.6+1.616) 1003 115 =6.930KA22imfimIIk6.931.8=17.638KA1*2*3*()BSIIIS=(1.225+1.6+1.616) 100=444.1MV.A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，在此設計變電站繼電保護結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

28、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)電流過流保護、過壓、低壓保護。 3)10kV 母線裝設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，而本次所設計的變電所是 110kv 降壓變電所，如果不保證變壓

29、器的正常運行，將會導致全所停電，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，應裝設瓦斯保護，它反應于油箱內(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，其保護瞬時動作，跳開各側電源斷路器。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，因此只需裝設單相式過

30、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，一般應裝設零序電流保護，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，每臺變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，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，而且電氣設備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設備的安

31、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，使所有設備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應采取措施，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)裝設閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當距離內(nèi)裝設可靠的進線保護。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，從而保護設備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設在配電構架上，或獨立裝設，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

32、用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質是一個放電器，與被保護的電氣設備并聯(lián)，當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，應裝設避雷器。2）旁路母線上是否應裝設避雷器，應在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足而定。3）220KV 以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設避雷器，并盡可能靠近設備本體。4）220KV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。5）三繞組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。6.1.2 避雷器選擇技術條件1、型式：選擇避雷器

33、型式時，應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)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旋轉電機用磁吹閥型用于旋轉電機、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旋轉電機用；J中性點直接接地2、額定電壓NU：避雷器的額定電壓應與系統(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，還必須設法限制侵入波陡度和流

34、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，過大的雷電流致使過高，而且閥片通流能力有限，雷電流若RU超過閥片的通斷能力，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。本設計中采用的是在進線進線 12km 范圍內(nèi)裝設避雷器。6.3 接地裝置的設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

35、接地體稱為接地裝置。6.3.1 設計原則1、由于變電站各級電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設計中要滿足電力行業(yè)標準 DL/T621-1997交流電氣裝置的接地中R2000/I 是非常困難的?，F(xiàn)行標準與原接地規(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 0.5，而是允許放寬到5，但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用 5，接地電阻放寬是有附加條件的，即：防止轉移電位引起的危害，應采取各種隔離措施; 考慮短路電流非周期分量的影響，當接地網(wǎng)電位升高時，3-10kV 避雷器不應動作或動作后不應損壞; 應采取均壓措施，并驗算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求, 施工后還應進行測量和繪制電位分

36、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不是 0.5，也不是 5，而應根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過 5 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垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點設置 2.5m-3m 的垂直接地極，進所大門口設帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結構是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結合的復合式地網(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

37、助的計算程序和對計算結果進行分析，設計簡單而粗略。因為接地網(wǎng)邊緣部分的導體散流大約是中心部分的 3-4 倍，因此，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、利用地質鉆孔埋設長接地極根據(jù)接地理論分析，接地網(wǎng)邊緣設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長接地極，則施工費很高，如利用地質勘察鉆孔埋設長接地極，施工費將大大節(jié)省。但需注意：利用地網(wǎng)邊緣的地質鉆孔，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