電氣自動化畢業(yè)論文61460

1、山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文 論文題目： 單相相控整流電路的應(yīng)用 專 業(yè)： 電氣工程與自動化 層 次： 專升本 姓 名： 趙 亮 二0一三年 十一月二十日27目 錄標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞2前言3第一章 原始資料分析 41.1 本所設(shè)計電壓等級41.2 電源負(fù)荷4第二章 電氣主接線設(shè)計 52.1主接線接線方式 52.2電氣主接線的選擇 7第三章 所用電的設(shè)計 93.1所用電接線一般原則93.2所用變?nèi)萘啃褪降拇_定93.3所用電接線方式確定93.4備用電源自動投入裝置9第四章 短路電流計算114.1 短路計算的目的 114.2 短路計算過程 11第五章 繼電保護(hù)配置185.1變電所母線保護(hù)配置

2、 185.2變電所主變保護(hù)的配置 18第六章 防雷接地 196.1避雷器的選擇 196.2變電所的進(jìn)線段保護(hù) 206.3接地裝置的設(shè)計 21致謝24參考文獻(xiàn) 25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(jì)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。電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能，向遠(yuǎn)方的電力用戶送電，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個用戶，這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變

3、換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時通過變電所將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。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(fù)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(jìn)行了選擇和校驗。同時完成防雷保護(hù)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(hù)前 言本次設(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

4、業(yè)各科知識進(jìn)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(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)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(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV主接線，然后又通過負(fù)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(jìn)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(hù)裝置，因此對繼電保護(hù)做了簡要說明。對于來自外部的雷電過電壓，則進(jìn)行了防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計，最后對整體進(jìn)行規(guī)劃布置,從而完成110kV變電所

5、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：110/35KV1.2 電源負(fù)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

6、.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(fù)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(fù)荷資料分析1）35KV負(fù)荷表1.1 35KV負(fù)荷參數(shù)表用戶名稱 容量（MW） 距離（KM） 備注化工廠3.515類負(fù)荷鋁廠4.313類負(fù)荷水廠1.85類負(fù)荷 注：35KV用戶中，化工廠，鋁廠有自備電源2）10KV遠(yuǎn)期最大負(fù)荷3）本變電所自用負(fù)荷約為

7、60KVA；4）一些負(fù)荷參數(shù)的取值：負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.85，負(fù)荷同期率 Kt=0.9c，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax4800小時/年，表中所列負(fù)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。 第二章 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

8、擴(kuò)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

9、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(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。適用范圍： 35KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。2.1.3 單母分段帶旁路母線這種接線方式在進(jìn)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。2.1.4 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，

10、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(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。2.1.5 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(fù)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(kuò)建方便

11、。向雙母線的左右任何的一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會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(jìn)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(fù)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

12、位，出線回路數(shù)為4回及以上時。2.1.6 雙母線分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(hù)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(kuò)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(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。2.2 電氣主接線的選擇2.2.1 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(fù)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

13、，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2.1 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(shù) 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(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗 易誤操作經(jīng)濟(jì) 設(shè)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(shè)備多、配電裝置 復(fù)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(jì)性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案。2.2.2 110kV電氣

14、主接線根據(jù)資料顯示，由于110KV沒有出線只有2回進(jìn)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2.2 110KV主接線方案比較方案項目方案內(nèi)橋接線方案單母分段技術(shù) 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(jì)占地少使用的斷路器少 備少、投資小經(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(jì)性?？蛇x用投資小的方案第三章 所用電的設(shè)計變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷，因此，在所用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修和維護(hù)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

15、，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(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電所安全，經(jīng)濟(jì)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(jì)和檢修,維護(hù)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(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要，對于有重要負(fù)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(fù)荷的6070%。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

16、則承擔(dān)70%為42KVA。故選兩臺50KVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求?？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(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(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-50/1010±5%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(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

17、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(hù)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(yīng)滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓

18、，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(fù)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(hù)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)

19、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)。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(fù)荷切換到非故障側(cè)。第四章 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。4.1 短路計算的

20、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制短路電流的措施等，均需進(jìn)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(jìn)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(hù)方式和進(jìn)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

21、設(shè)前提下，選取=100MVA，UB=0.135=0.432各繞組等值電抗取17，取6，取10.5=0.179· 圖4.3 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)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

22、 圖4.4 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4.5 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+1.134)× =5.514KA沖擊系數(shù)取1.8×5.514×1.8=14.034KA=(4.324+5.525+1.134) ×100=1098.3MV.A4.2.2 35KV側(cè)短路計算根據(jù)圖四進(jìn)行變換 圖4.6 星三角形轉(zhuǎn)化圖圖4.7 K2點短路阻抗圖=0.9100.910×0.9375=0.853查計算曲

23、線取T為0S ,可得1.225 =(1.225+1.6+1.616) =6.930KA×6.93×1.8=17.638KA=(1.225+1.6+1.616) ×100=444.1MV.A第五章 繼電保護(hù)配置繼電保護(hù)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(hù)結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運用微機繼電保護(hù)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(hù)配置1、110KV、35KV線路保護(hù)部分：1)距離保護(hù) 2)零序過電流保護(hù)3)自動重合閘 4)過電壓保護(hù) 2、10KV線路保護(hù)：1)10kV線路保

24、護(hù)：采用微機保護(hù)裝置，實現(xiàn)電流速斷及過流保護(hù)、實現(xiàn)三相一次重合閘。 2)10kV電容器保護(hù)：采用微機保護(hù)裝置，實現(xiàn)電流過流保護(hù)、過壓、低壓保護(hù)。 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(hù)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(yán)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(hù)1、瓦斯保護(hù)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(hù)，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

25、器各側(cè)電源斷路器。2、差動保護(hù)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(hù)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(hù)1、過流保護(hù)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(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。2、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)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(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個時間繼電器。3、變壓器的零序過流保護(hù)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(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電

26、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(shè)兩套零序電流保護(hù)，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。第六章 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(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)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(hù)，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(hù)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

27、侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，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(jìn)線保護(hù)。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(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)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(hù)線路，一般不用于保護(hù)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(hù)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(hù)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。

28、2）旁路母線上是否應(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(hù)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(hù)電器的絕緣水平和使用特點，按下表選擇如表6.1: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)電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、

29、 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(jìn)線段保護(hù)8為使避雷器可靠的保護(hù)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，避雷器就會壞。因此，還必須增加輔助保護(hù)措施配合避雷器共同保護(hù)變壓器，這一輔助措施就是進(jìn)線段。 如果線路沒有進(jìn)線段保護(hù)，雷

30、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(jìn)線段保護(hù)。本設(shè)計中采用的是在進(jìn)線進(jìn)線12km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/T621-1997交流電氣裝置的接地中R2000/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(dá)到0.5

31、，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(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(jìn)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不是0.5，也不是5，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

32、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(jìn)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(jìn)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(jì)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，

33、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(jìn)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(jì)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。當(dāng)變電站