【S鎮(zhèn)35kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文）14000字】

頁第1章引言課題背景及研究意義隨著社會(huì)的發(fā)展以及人民物質(zhì)生活水平的提高，人們對用電水平的要求也在不斷提高，用電量有所增加。目前我國電力網(wǎng)中35kV仍然是一個(gè)重要的電壓等級，為了滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)日益發(fā)展的負(fù)荷需要，提高對用戶和用電設(shè)備提供電能的可靠性，對變電站的設(shè)計(jì)也要求越來越完善。電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，由發(fā)電廠、變電站、輸電線路和電力用戶幾個(gè)方面組成，其中變電站是重要的中間環(huán)節(jié)，起接受、變換和分配電能的作用。為了使電力系統(tǒng)安全、可靠、靈活、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，將電能優(yōu)質(zhì)可靠地輸送至用戶，對變電站一次系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)有重要意義。因此，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)國家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范采用新技術(shù)、新設(shè)備，熟悉并進(jìn)行35kV變電站一次系統(tǒng)方案的總體設(shè)計(jì)，對社會(huì)發(fā)展十分有益。1.2變電站一次設(shè)計(jì)原則變電站應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，以近期為主，與遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合，注意預(yù)留未來可能擴(kuò)建的需要。統(tǒng)籌兼顧，按照地方負(fù)荷、環(huán)境特點(diǎn)，確定合理設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要遵循國家標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范，其中需要注意以下幾個(gè)方面。主變壓器的選擇。變電站主變壓器的臺數(shù)、容量要根據(jù)系統(tǒng)要求綜合確定，地區(qū)負(fù)荷中有一級、二級負(fù)荷時(shí)應(yīng)裝設(shè)兩臺或以上的變壓器，變壓器臺數(shù)對容量和主接線也有一定影響，需要根據(jù)具體指標(biāo)考慮確定；電氣主接線設(shè)計(jì)。變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、負(fù)荷特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求[1]；主要電氣設(shè)備的選擇。根據(jù)變電站自然條件、環(huán)境狀況等作為電氣設(shè)備選擇的原則和依據(jù)，參考主要技術(shù)規(guī)范，還要考慮是否先進(jìn)、可靠。以國產(chǎn)設(shè)備為主，提高效率，節(jié)約投資；防雷接地保護(hù)。雷電是自然氣候中不可避免的問題，電力系統(tǒng)中的設(shè)備或建筑物遭受雷電沖擊可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果。為保證變電站的安全運(yùn)行，掌握防雷和接地保護(hù)十分重要。1.3變電站選址原則變電站選址原則有以下幾點(diǎn)。盡可能接近負(fù)荷中心；考慮電源的進(jìn)線方向，以方便進(jìn)出線；考慮當(dāng)?shù)仄髽I(yè)將來可能擴(kuò)建的需要；交通方便，便于運(yùn)輸；避開易燃易爆場所，設(shè)在單位上風(fēng)側(cè)；變電站及屋外配電裝置滿足防火間距規(guī)定[2]。1.3.1地理氣候條件河北省邢臺市柏鄉(xiāng)縣S鎮(zhèn)地處縣境西北部，西與高邑相接，南鄰內(nèi)步鄉(xiāng)，北鄰固城店鎮(zhèn)，總面積54.6平方千米。S鎮(zhèn)境內(nèi)為平原地貌，地形相對平坦，海拔34米，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。1.3.2變電站選址站址位于S鎮(zhèn)東側(cè)趙辛線，附近為農(nóng)田與林地，地勢平坦開闊，排水良好。北部與國道G339相連，交通便利。1.4變電站選址原則論文針對S鎮(zhèn)新建一35kV變電站一次系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)，主要工作包括以下幾個(gè)方面：根據(jù)負(fù)荷要求，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償；選擇變電站主變壓器容量、臺數(shù)等；設(shè)計(jì)電氣主接線方案，繪制合適的主接線圖；進(jìn)行短路電流計(jì)算；根據(jù)短路電流計(jì)算的結(jié)果對電氣設(shè)備和導(dǎo)線進(jìn)行選擇和校驗(yàn)；進(jìn)行防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。

第2章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與無功補(bǔ)償?shù)?章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與無功補(bǔ)償本章內(nèi)容為分析供電的主要負(fù)荷電力需要、功率因數(shù)等。負(fù)荷的大小和類別將影響主接線形式、主變壓器臺數(shù)和容量。電力系統(tǒng)中既包括有功功率，也會(huì)產(chǎn)生無功功率，本章通過負(fù)荷計(jì)算進(jìn)行無功補(bǔ)償，減少電路功率損耗。2.1原始負(fù)荷統(tǒng)計(jì)待建變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表2-1和表2-2所示。表2-110kV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)線路負(fù)荷名稱功率P(kW)功率因數(shù)負(fù)荷分類1#藥廠12000.85Ⅰ2#食品廠15000.85Ⅱ3#學(xué)校113000.85Ⅲ4#學(xué)校28000.85Ⅲ5#醫(yī)院16000.9Ⅰ6#居民區(qū)114000.85Ⅲ7#居民區(qū)210000.85Ⅲ8#居民區(qū)38000.85Ⅲ表2-2站用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)負(fù)荷名稱功率P(kW)功率因數(shù)站用電500.8其中，有功功率同時(shí)系數(shù)Kp=0.9，無功功率同時(shí)系數(shù)Kq=0.95。2.2負(fù)荷分類和負(fù)荷計(jì)算由于對供電可靠性的要求不同，我國對電力負(fù)荷分為3級。（1）一級負(fù)荷供電中斷會(huì)導(dǎo)致人身傷害或難以修復(fù)的設(shè)備損壞，并造成重大經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷；中斷供電會(huì)發(fā)生中毒、爆炸和失火的負(fù)荷；在特別重要的情況下不允許供電中斷的應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。（2）二級負(fù)荷供電中斷將導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)過程混亂需要很長時(shí)間才能恢復(fù)，重要產(chǎn)品生產(chǎn)減少，或影響重要用戶正常工作的負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)該用兩回路供電。當(dāng)供電線路有困難時(shí)允許一回及以上架空線路供電。（3）三級負(fù)荷不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電沒有特殊要求[2]。為了電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，必須進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算，從而正確選擇變壓器、電氣設(shè)備和導(dǎo)線等。我國目前普遍采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備的負(fù)荷,其中需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡便[3]。計(jì)算負(fù)荷的公式如式（2-1）-（2-6）。（2-1）（2-2）（2-3）（2-4）（2-5）（2-6）其中，PC和QC分別為有功計(jì)算負(fù)荷和無功計(jì)算負(fù)荷，2.2.110kV側(cè)負(fù)荷根據(jù)公式（2-1）-（2-6），10kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表2-3所示。表2-310kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷名稱P(kW)cosQ(kvar)S(kVA)I(A)藥廠12000.85743.6931411.74681.508食品廠15000.85929.6161764.705101.979學(xué)校113000.85805.6671529.41192.715學(xué)校28000.85495.795941.17657.054醫(yī)院16000.9774.9151777.777107.772居民區(qū)114000.85867.6421647.05899.846居民區(qū)210000.85619.7441176.47071.319居民區(qū)38000.85495.795941.17657.055總計(jì)算負(fù)荷為：2.2.2站用電負(fù)荷根據(jù)原始負(fù)荷資料和公式（2-1）-（2-4），得站用計(jì)算負(fù)荷。2.3無功補(bǔ)償2.3.1無功補(bǔ)償概述功率因數(shù)可以反映用戶設(shè)備對供配電系統(tǒng)的影響。電路的功率因數(shù)越高，無功功率在電源輸出的視在功率中所占的比例越小，供電設(shè)備的利用率越高，線路的損耗就越小，從而效率就越高。相反，功率因數(shù)太低，線路的供電損耗就會(huì)增加，降低了輸電效率[4]。因此，要求電力用戶的功率因數(shù)較低時(shí)要進(jìn)行無功補(bǔ)償。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》規(guī)定：“100kVA及以上高壓供電的電力用戶，在用戶高峰負(fù)荷時(shí)變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)不宜低于0.95；其他電力用戶，功率因數(shù)不宜低于0.90”。2.3.2無功補(bǔ)償計(jì)算提高用戶功率常常采用人工補(bǔ)償，廣泛采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償無功功率。補(bǔ)償容量按公式（2-7）計(jì)算。（2-7）tanφ確定補(bǔ)償容量后，根據(jù)相關(guān)設(shè)備選型手冊選擇并聯(lián)電容器規(guī)格，并確定數(shù)量為：（2-8）其中，QN.C為額定容量。補(bǔ)償后的視在功率為（2-9）由2.2.1中10kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果可知功率因數(shù)cosφ=0.845不符合要求，根據(jù)公式根據(jù)《常用供配電設(shè)備選型手冊》[5]取BGF10.5-100-3W型并聯(lián)電容器，工作容量100kvar，數(shù)量為臺，取27臺。由式（2-9）得10kV側(cè)負(fù)荷補(bǔ)償后視在功率實(shí)際功率因數(shù)符合要求。補(bǔ)償后無功功率為補(bǔ)償后的計(jì)算電流故10kV側(cè)無功補(bǔ)償后負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果如表2-4所示。表2-410kV側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷統(tǒng)計(jì)P(kW)Q(kvar)S(kVA)I(A)86402746.2249065.944523.422由2.2.2中站用電負(fù)荷計(jì)算得功率因數(shù)cosφ=0.784查設(shè)備選型手冊，選擇BWF0.4-25-3W，數(shù)量為1臺。補(bǔ)償后站用電視在功率為實(shí)際功率因數(shù)符合要求。2.3.3無功補(bǔ)償裝置經(jīng)過計(jì)算，選取的10kV側(cè)無功補(bǔ)償裝置如表2-5所示。表2-510kV側(cè)無功補(bǔ)償裝置型號額定電壓(kV)額定容量(kvar)相數(shù)數(shù)量(臺)BGF10.5-100-3W10.5100327變電站無功負(fù)荷補(bǔ)償裝置如表2-6所示：表2-6變電站無功補(bǔ)償裝置型號額定電壓(kV)額定容量(kvar)相數(shù)數(shù)量(臺)BWF0.4-25-3W0.42531第3章變壓器選擇第3章變壓器選擇本章將對變壓器進(jìn)行容量、臺數(shù)和主要形式進(jìn)行選擇。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一，主要對不同功率進(jìn)行傳輸和交換，在降壓變電站中把電壓降低為各級使用電壓，以滿足用電的需要。如果變壓器選擇不當(dāng)可能會(huì)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，因此變壓器容量的選擇要統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合確定。3.1主變?nèi)萘亢团_數(shù)確定3.1.1主變臺數(shù)確定電力負(fù)荷包含一、二級負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇兩臺主變壓器，當(dāng)其中一臺檢修或發(fā)生故障時(shí)另一臺能及時(shí)保證供電。如果低壓側(cè)有其他備用電源，也可以采用一臺主變壓器。除此以外，負(fù)荷中若只有三級負(fù)荷，但電力設(shè)備比較集中且容量大時(shí)，也應(yīng)該采用兩臺主變壓器。本次設(shè)計(jì)中電力負(fù)荷包括一、二級負(fù)荷如醫(yī)院、食品廠、藥廠等，因此采用兩臺相同型號的主變壓器和站用變壓器。3.1.2主變?nèi)萘看_定變壓器容量的選擇由用電負(fù)荷、各級負(fù)荷比重綜合考慮。裝有兩臺主變壓器時(shí)，要保證其中一臺主變故障或檢修時(shí)，另一臺單獨(dú)運(yùn)行能保證全部負(fù)荷的60%-70%；任意一臺主變單獨(dú)運(yùn)行能保證全部一、二級負(fù)荷的需要[2]，即滿足以下兩個(gè)公式（3-1）和（3-2）：（3-1）（3-2）最大綜合負(fù)荷的計(jì)算如式(3-3)：（3-3）其中，SiKiα%為線損率，取5%。3.2站用變壓器容量選擇在有兩臺及以上主變壓器的變電站中，宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的站用變壓器，每臺站用變壓器容量應(yīng)按全站計(jì)算負(fù)荷選擇。兩臺站用變壓器可分別接自主變壓器最低電壓級不同段母線[6]。3.3主變壓器形式選擇3.3.1相數(shù)選擇變壓器一般包括單相式和三相式兩種。由于單相變壓器投資大，占地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修費(fèi)用高[7]，因此220kV及以下的變電站一般選擇三相式。3.3.2繞組數(shù)和連接組別選擇本次設(shè)計(jì)的變電站為35/10kV，包括兩個(gè)電壓等級的變換，故選擇雙繞組變壓器。變壓器的連結(jié)組別必須與系統(tǒng)電壓一致，電力系統(tǒng)中有一般兩種連接方式：星形“Y”和三角形“△”?？紤]到為了限制3次諧波的影響，一般選擇YNd11接線方式。3.3.3阻抗和調(diào)壓方式選擇一旦確定好變壓器的材料、結(jié)構(gòu)、電壓比，變壓器的阻抗大小一般與容量無關(guān)。對具體供配電系統(tǒng)工程，雙繞組變壓器一般按標(biāo)準(zhǔn)值選擇。變壓器調(diào)壓方式是通過開關(guān)選擇變壓器的分接頭，改變主變壓器繞組匝數(shù)來調(diào)整變比實(shí)現(xiàn)的。通常分為兩種切換方式，一種為帶負(fù)載調(diào)壓，即有載調(diào)壓，調(diào)整范圍能達(dá)到30%，但是價(jià)格昂貴，比較復(fù)雜；另一種為不帶電調(diào)壓，即無載調(diào)壓，調(diào)整范圍為±5%。直接向10kV電網(wǎng)供電的降壓變壓器可選用有載調(diào)壓。3.3.4冷卻方式選擇中小型變壓器通常采用自然風(fēng)冷卻和強(qiáng)迫風(fēng)冷卻。根據(jù)變壓器型號不同還包括其他冷卻方式，如強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻等。在大容量及特大容量變壓器中一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻[8]。3.4變壓器選擇結(jié)果3.4.1主變壓器選擇根據(jù)式（3-1）-（3-3），得變電站所有的綜合負(fù)荷計(jì)算結(jié)果為根據(jù)《電力設(shè)備選型手冊》，選擇兩臺相同型號的主變壓器，型號如表3-1所示。表3-1主變壓器型號型號額定容量（kVA）額定電壓(kV)連接組號阻抗電壓(%)損耗(kW)空載電流(%)空載負(fù)載高壓低壓SZL7-6300/3563003538.5±3×2.5%10.5YN,d117.58.8043.001.23.4.2站用變壓器選擇由2.3.2可知站用電總負(fù)荷為47.366kVA，根據(jù)《電力設(shè)備選型手粗》，選擇兩臺相同型號的站用變壓器，型號如表3-2所示。表3-2站用變壓器型號型號額定容量（kVA）額定電壓(kV)連接組號阻抗電壓(%)損耗(kW)空載電流(%)空載負(fù)載高壓低壓S9-100/351003538.5±5%0.4Y,yn06.50.352.101.93.4.3變壓器損耗電力系統(tǒng)中輸送電能要經(jīng)過多級變壓器變換電能最終到達(dá)用電設(shè)備，變壓器損耗能量不容小覷。因此，減小變壓器損耗對節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要意義。變壓器損耗包括鐵損和銅損，其中鐵損是固定損耗，又叫空載損耗，與負(fù)荷無關(guān)。而銅損又叫負(fù)載損耗?？蛰d損耗還包括有功空載損耗?P0和無功空載損耗?Q0，負(fù)荷損耗包括有功負(fù)載損耗?P變壓器損耗計(jì)算公式為：有功功率損耗：（3-4）無功功率損耗：（3-5）其中，?Pk為變壓器負(fù)載損耗，也就是額定負(fù)荷時(shí)有功功率損耗。K本變電站結(jié)合選擇變壓器的型號和公式（3-4）和（3-5），得主變壓器損耗：站用變壓器損耗：3.4.4主變壓器一次側(cè)計(jì)算結(jié)果根據(jù)3.4.3中計(jì)算結(jié)果和表2-4，主變壓器高壓側(cè)有功功率為無功功率視在功率計(jì)算電流故主變壓器一次側(cè)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表3-3所示。表3-335kV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)P(kW)Q(kvar)S(kVA)I(A)8737.8453800.2929528.492157.179第4章電氣主接線設(shè)計(jì)第4章電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是把變電站中的主要設(shè)備按照規(guī)劃和要求連接起來的，表示電氣主接線中的一次設(shè)備連接情況稱為主接線圖。電氣主接線對變電站以及電力系統(tǒng)的安全、可靠經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行起著重要的作用，也會(huì)影響電力設(shè)備的選型。電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定,并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求[9]。4.1變電站電氣主接線基本要求變電站電氣主接線應(yīng)該達(dá)到可靠、靈活、安全、經(jīng)濟(jì)。可靠性。變電站的首要功能是保證電能可靠傳輸，電氣主接線代表了變電站電能傳輸、分配的主體結(jié)構(gòu)，因此保證主接線可靠性是基本任務(wù)。同時(shí)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)刎?fù)荷性質(zhì)、變電站的地位、設(shè)備可靠性綜合考慮。在有一級和二級負(fù)荷的地區(qū)中，停電將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，帶來生產(chǎn)停止、人身傷亡等影響。靈活性。電氣主接線應(yīng)該能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，能靈活進(jìn)行投切線路。操作上應(yīng)該簡單方便，便于工作人員檢修和投切。還要考慮到未來區(qū)域的發(fā)展，能夠適應(yīng)將來負(fù)荷增長和擴(kuò)建，可以順利完成改造。經(jīng)濟(jì)性。在保證供電可靠的前提下，盡量使得變電站設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要盡量減少一次投資，節(jié)約電能和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。主接線設(shè)計(jì)要節(jié)約土地，盡快投入使用。4.2主接線基本接線形式4.2.1單母線接線電氣主接線可分為有母線和無母線形式。母線是匯集和分配電能的中心，單母線的基本接線形式和特點(diǎn)如表4-1所示。表4-1單母線基本接線形式主接線形式特點(diǎn)單母線接線優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式相對簡單，易于擴(kuò)建。投資低，運(yùn)行費(fèi)用少，占地面積小。缺點(diǎn)：供電可靠性差，靈活性差，設(shè)備檢修時(shí)要停止供電。單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：檢修或故障時(shí)減小停電范圍，主接線結(jié)構(gòu)簡單，靈活性高，易于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：任一母線檢修或故障時(shí)，該線路需要停電。4.2.2雙母線接線雙母線有兩組接線，可以互為備用，增加運(yùn)行可靠性。雙母線的基本接線形式和特點(diǎn)如表4-2所示。表4-2雙母線基本接線形式主接線形式特點(diǎn)雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：可靠性和靈活性大大提高，母線檢修時(shí)不中斷供電。調(diào)度靈活。缺點(diǎn)：倒閘操作較為復(fù)雜，投資大，占地面積大。檢修回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電。雙母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：具有更高的可靠性和靈活性，減小母線故障時(shí)停電范圍。缺點(diǎn)：投資高，配電裝置復(fù)雜。4.2.3橋形接線橋形接線屬于無母線接線形式，橋形接線的基本接線形式和特點(diǎn)如表4-3所示。表4-3橋形接線基本接線形式主接線形式特點(diǎn)內(nèi)橋接線優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備比較簡單，引出線的切除和投入比較方便，運(yùn)行靈活性好，還可采用備用電源自投裝置。缺點(diǎn)：當(dāng)變壓器檢修或故障時(shí)，操作步驟較多，繼電保護(hù)裝置也較復(fù)雜。外橋接線優(yōu)點(diǎn)：變壓器在檢修時(shí)，操作較為簡便。缺點(diǎn)：線路的投切比較復(fù)雜，靈活性差。4.3主接線方案設(shè)計(jì)根據(jù)《35kV-110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，規(guī)定：“35kV-110kV電氣接線宜采用橋形、擴(kuò)大橋形、線路變壓器組或線路分支接線、單母線或單母線分段的接線。35kV-66kV線路為8回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。當(dāng)變電站裝有兩臺及以上主變壓器時(shí)，6kV-10kV電氣接線宜采用單母線分段”。4.3.135kV側(cè)主接線形式比較35kV側(cè)接線方式擬考慮三種方案。方案1：單母線接線。接線方式如圖4-1。圖4-1單母線接線在變電站電氣主接線中，單母線接線形式簡單，操作方便，所需的投資小，設(shè)備少，比較經(jīng)濟(jì)。便于后期擴(kuò)建。但缺點(diǎn)是靈活性和可靠性較差，任一回路設(shè)備需要檢修或故障時(shí)，所有回路都會(huì)停止供電。因此，單母線接線適用于容量小，回路少，供電對象為二、三級負(fù)荷的場所。方案2：單母線分段接線。接線方式如圖4-2。圖4-2單母線分段接線單母線分段接線相較于單母線接線增加了母線斷路器和母線隔離開關(guān)，形式簡單清晰，設(shè)備較少，操作方便。當(dāng)其中一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一段母線能保證電力供應(yīng)，不會(huì)影響非故障段供電?？煽啃院挽`活性有所提高，提高重要負(fù)荷供電可靠性。方案3：內(nèi)橋接線。接線方式如圖4-3。圖4-3內(nèi)橋接線根據(jù)我國輸變電工程35kV典型設(shè)計(jì)，內(nèi)橋接線是兩回進(jìn)線推薦形式。內(nèi)橋接線所需的高壓斷路器較少，節(jié)約投資，占地小，線路投切簡單方便，適用于變壓器不需要經(jīng)常投切的線路。缺點(diǎn)是線路斷路器發(fā)生故障時(shí)需要暫停該線路供電進(jìn)行維修。內(nèi)橋接線適用于對一、二級負(fù)荷供電，變壓器不經(jīng)常切換或線路較長的場所。綜合以上分析，方案1簡單清晰，設(shè)備少，但不夠靈活，可靠性不高。本變電站有一、二級負(fù)荷，不能滿足供電可靠性。方案2提高了供電可靠性，由斷路器將母線進(jìn)行分段，當(dāng)某一段發(fā)生故障時(shí)不會(huì)對另一段母線造成影響，但所需隔離開關(guān)和斷路器數(shù)量較多。方案3設(shè)備簡單，出線回路投切方便，靈活性好。所需高壓開關(guān)設(shè)備數(shù)量少，投資較小。綜合考慮，35kV側(cè)選擇內(nèi)橋接線。4.3.210kV側(cè)主接線形式比較10kV側(cè)接線方式擬考慮兩種方案。方案1：單母線接線。接線方式如圖4-4。圖4-4單母線接線方案2：單母線分段接線。接線方式如圖4-5。圖4-5單母線分段接線根據(jù)在4.3.1節(jié)中的分析，方案2的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方案1，不會(huì)中斷對重要負(fù)荷的供電，因此選擇方案2。4.3.3主接線方案選擇經(jīng)過綜合分析比較，最終確定35kV側(cè)選擇內(nèi)橋接線，10kV側(cè)選擇單母線分段接線。站用電均從35kV高壓側(cè)引入，可靠性高。變電站電氣主接線如圖4-6所示。圖4-6電氣主接線圖用AutoCAD軟件繪制出主接線圖，如附錄所示。第5章短路電流計(jì)算第5章短路電流計(jì)算供配電系統(tǒng)中，用戶的用電需要安全，可靠的電源，以確保生產(chǎn)和生活的需求。同時(shí)，還要注意系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種故障和異常運(yùn)行狀態(tài)，其中對電力系統(tǒng)危害最嚴(yán)重的就是短路故障。短路是指相與相、相與地之間發(fā)生的金屬性短接或經(jīng)小阻抗短接，本章通過討論供配電系統(tǒng)在短路狀態(tài)下的電流，為母線、設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定計(jì)算打下基礎(chǔ)。所以短路電流計(jì)算在變電站設(shè)計(jì)中必不可少。5.1短路概述根據(jù)不同的短接方式，短路可分為三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。其中三相短路是三相導(dǎo)體之間發(fā)生的對稱短路，兩相短路是任意兩相導(dǎo)體之間發(fā)生短路，單相接地短路是指任意相經(jīng)過大地與中性點(diǎn)發(fā)生短路，兩相接地短路是指在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中任意兩相發(fā)生單相接地形成的短路[2]。短路故障中，發(fā)生最多的故障是單相短路接地故障，占所有故障的90%左右。但短路危害最大的是三相短路，發(fā)生故障時(shí)短路電流最大。因此，短路計(jì)算中常常對三相短路進(jìn)行分析計(jì)算。造成短路的主要因素是電氣設(shè)備導(dǎo)體絕緣發(fā)生損壞。主要包括這幾個(gè)方面：設(shè)備絕緣自然老化或機(jī)械損傷，雷擊、大氣等自然氣候造成過電壓，鳥類在裸導(dǎo)體上跨接。除此之外運(yùn)行人員違規(guī)誤操作也可能造成短路故障的發(fā)生。短路故障造成的危害有以下幾個(gè)方面。由于短路造成的電路阻抗降低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常阻抗，所以短路電流比正常電流大幾十倍。電流的急劇增加同時(shí)會(huì)帶來電壓大幅降低，可能會(huì)使電氣設(shè)備的正常使用造成破壞。例如異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓有關(guān)，電壓下降可能造成電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，給生產(chǎn)生活帶來損失。短路電流過大容易使設(shè)備過熱發(fā)生損壞，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生過大的電動(dòng)力，可能會(huì)造成機(jī)械設(shè)備變形或損壞。如果短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又很長，可能使并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大面積停電[1]。故障點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生電弧，對設(shè)備、人身安全留下隱患。不對稱短路可能對周圍電磁通信產(chǎn)生影響。5.2短路電流計(jì)算5.2.1短路電流計(jì)算假設(shè)條件短路電流計(jì)算通常采用近似計(jì)算的方法，也被稱為實(shí)用計(jì)算，基本假設(shè)條件如下[10]。發(fā)生短路故障之前，電力系統(tǒng)在正常工作下對稱運(yùn)行。短路過程中，電力系統(tǒng)中所有電源電磁勢的相角都相同，頻率與正常工作時(shí)相同。系統(tǒng)中各元件的電阻忽略，變壓器的勵(lì)磁電流和輸電線電容略去，只計(jì)算電抗。電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。即各元件的參數(shù)不隨電流而變化，計(jì)算可應(yīng)用疊加原理。負(fù)荷僅為近似值。由于負(fù)荷電流通常比短路電流小得多，因此在近似計(jì)算中會(huì)忽略遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的負(fù)荷，并且僅考慮靠近短路點(diǎn)的大容量電動(dòng)機(jī)的影響。短路故障是金屬性短路。5.2.2短路電流計(jì)算供配電系統(tǒng)中常常采用標(biāo)幺值來簡化計(jì)算。標(biāo)幺值是指該物理量實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值，因此說明所選的基準(zhǔn)值很有必要。本次計(jì)算中選取基準(zhǔn)容量SB（5-1）（5-2）然后計(jì)算出電力系統(tǒng)中元件的阻抗標(biāo)幺值，公式如下。變壓器的電抗標(biāo)幺值為（5-3）其中，為變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)，為變壓器額定容量。線路的電抗標(biāo)幺值為（5-4）線路的取0.4Ω/km。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值為（5-5）三相短路電流周期分量的有效值的標(biāo)幺值為（5-6）三相短路電流周期分量的有名值為（5-7）短路沖擊電流和短路沖擊電流有效值為（5-8）（5-9）三相短路容量計(jì)算如下（5-10）5.2.3短路電流計(jì)算步驟根據(jù)電氣主接線圖，繪制出系統(tǒng)短路電流計(jì)算等效系統(tǒng)電路圖如圖5-1所示。圖5-1短路計(jì)算等效系統(tǒng)電路圖其中，線路長度為7.8km，假設(shè)=1000MVA，求各元件電抗標(biāo)幺值。由圖5-1畫出短路電流計(jì)算等效電路圖，如圖5-2所示。圖5-2短路電流計(jì)算等效電路圖根據(jù)公式（5-5），電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值根據(jù)公式(（5-3），變壓器T1和T2的電抗標(biāo)幺值根據(jù)公式（5-4），線路的電抗標(biāo)幺值K1點(diǎn)短路時(shí)，則電源到短路點(diǎn)的總電抗為根據(jù)公式（5-1），計(jì)算K1點(diǎn)基準(zhǔn)電流根據(jù)公式（5-6）-（5-10），計(jì)算K1點(diǎn)短路電流各值和三相短路容量K2點(diǎn)短路時(shí)，根據(jù)圖5-2，電源到短路點(diǎn)的總電抗為根據(jù)公式（5-1），計(jì)算K2點(diǎn)基準(zhǔn)電流根據(jù)公式（5-6）-（5-10），計(jì)算K2點(diǎn)短路電流各值和三相短路容量得到的短路計(jì)算結(jié)果如表5-1所示。表5-1短路電流計(jì)算結(jié)果短路地點(diǎn)三相短路電流周期分量（kA）短路沖擊電流（kA）短路沖擊電流有效值（kA）短路容量（kA）K17.32216.47411.056469.4K26.80315.30610.272123.7第8章總結(jié)第6章電氣設(shè)備選擇為了確保變電站的安全運(yùn)行，電氣設(shè)備的選擇關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。具體工程不同，在進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，按照一定的原則，遵循國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在安全可靠的前提下盡可能節(jié)約投資。6.1電氣設(shè)備選擇的原則電氣設(shè)備是在一定的工作條件下工作的，除了滿足電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的工作要求，還應(yīng)該在短路故障時(shí)有一定的斷流能力[2]。電氣設(shè)備的選擇有以下一般原則。根據(jù)設(shè)備安裝當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和要求選擇；按照系統(tǒng)工作的額定電壓校驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)不低于設(shè)備所在系統(tǒng)額定電壓；按照正常工作電流選擇額定電流；根據(jù)短路條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定和開關(guān)設(shè)備斷流能力。6.1.1額定電壓和額定電流的選擇按照正常工作條件，電氣設(shè)備的額定電壓不低于所在電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，即（6-1）電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下電氣設(shè)備的長期允許電流，不低于合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流或最大計(jì)算電流[8]，即（6-2）最大持續(xù)工作電流具體如表6-1所示。此外，還應(yīng)該按照具體工作條件、裝置環(huán)境、檢修運(yùn)行來選擇。表6-1最大持續(xù)工作電流回路名稱發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)1.05倍發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)額定電流變壓器回路1.05倍變壓器額定電流母線聯(lián)絡(luò)回路1個(gè)電源元件的最大計(jì)算電流母線分段回路分段電抗器額定電流6.1.2電氣設(shè)備校驗(yàn)的一般原則為了確保電氣設(shè)備在故障發(fā)生時(shí)不被損壞，具有一定的斷流能力，一般按照短路電流最大的情況下進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此，選擇最嚴(yán)重的的情況，即按照三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。短路電流過大會(huì)造成電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備溫度過熱，電氣設(shè)備應(yīng)該滿足承受允許的溫度，校驗(yàn)熱穩(wěn)定的條件為（6-3）式中，為短路點(diǎn)的短路電流引起的熱效應(yīng)值，為電氣設(shè)備在t時(shí)間內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電氣設(shè)備應(yīng)滿足承受短路沖擊電流機(jī)械效應(yīng)的能力，條件為（6-4）（6-5）式中為短路沖擊電流幅值，為短路沖擊電流有效值；為電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值，為動(dòng)穩(wěn)定電流有效值。（3）短路計(jì)算時(shí)間檢驗(yàn)電氣設(shè)備在短路時(shí)的熱穩(wěn)定時(shí)間，公式如下（6-6）（6-7）其中，為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，取0.1s；為斷路器全開斷時(shí)間；為斷路器固有分閘時(shí)間；為斷路器開斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間，根據(jù)斷路器型號不同而不同。（4）斷流能力校驗(yàn)檢驗(yàn)開關(guān)電器設(shè)備的斷流能力應(yīng)滿足額定短路分?jǐn)嚯娏鞑恍∮谧畲笕喽搪冯娏?，即?-8）6.1.3電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目不同高壓電氣設(shè)備需要進(jìn)行選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目不同，如表6-2所示。表6-2電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目電氣設(shè)備名稱額定電壓（kV）額定電流(A)短路校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷流能力(kA)斷路器是是是是是隔離開關(guān)是是是是否電流互感器是是是是否電壓互感器是否否否否母線否是是否否6.2斷路器選擇與校驗(yàn)6.2.135kV側(cè)斷路器（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得35kV側(cè)斷路器額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表3-3和公式（6-2），得35kV側(cè)斷路器額定電流為查設(shè)備選型手冊，選擇LW7-35型戶外高壓SF6斷路器。設(shè)備參數(shù)如表6-3所示。表6-335kV側(cè)斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(Ka)額定關(guān)合峰值電流(Ka)4s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(Ka)額定合閘時(shí)間(s)分閘時(shí)間(s)LW7-35351600256325630.10.06（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。（5）斷流能力校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-8）得滿足條件。6.2.210kV側(cè)斷路器（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得10kV側(cè)斷路器額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表2-4和公式（6-2），得10kV側(cè)斷路器額定電流為查設(shè)備選型手冊，選擇ZN12-10型戶內(nèi)高壓真空斷路器。設(shè)備參數(shù)如表6-4所示。表6-410kV側(cè)斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(Ka)額定關(guān)合峰值電流(Ka)4s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(Ka)額定合閘時(shí)間(s)分閘時(shí)間(s)ZN28-12121250256325630.120.06（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。（5）斷流能力校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-8）得滿足條件。6.3隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn)6.3.135kV側(cè)隔離開關(guān)（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得35kV側(cè)隔離開關(guān)額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表3-3和公式（6-2），得35kV側(cè)隔離開關(guān)額定電流為查設(shè)備選型手冊，選擇GW4-40.5型戶外高壓隔離開關(guān)。設(shè)備參數(shù)如表6-5所示。表6-535kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定峰值耐受電流(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-40.540.56302525（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。6.3.210kV側(cè)隔離開關(guān)（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得10kV側(cè)隔離開關(guān)額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表2-4和公式（6-2），得10kV側(cè)隔離開關(guān)額定電流為查設(shè)備選型手冊，選擇GN19-12型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。設(shè)備參數(shù)如表6-6所示。表6-610kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定峰值耐受電流(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GN19-12126305020（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。6.4電流互感器選擇與校驗(yàn)6.4.135kV側(cè)電流互感器（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得35kV側(cè)電流互感器額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表3-3和公式（6-2），得35kV側(cè)電流互感器額定電流為根據(jù)設(shè)備選型手冊，選擇LZZB-35電流互感器。設(shè)備參數(shù)如表6-7所示。表6-735kV側(cè)熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定峰值耐受電流(kA)1s熱穩(wěn)定電流(kA)LZZB-353520049.719.5（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。6.4.210kV側(cè)電流互感器（1）按照額定電壓選擇。根據(jù)公式（6-1），得10kV側(cè)電流互感器額定電壓為（2）按照額定電流選擇。根據(jù)表3-3和公式（6-2），得10kV側(cè)電流互感器額定電流為根據(jù)設(shè)備選型手冊，選擇LZZBJ6-10電流互感器。設(shè)備參數(shù)如表6-8所示。表6-835kV側(cè)熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定峰值耐受電流(kA)1s熱穩(wěn)定電流(kA)LZZBJ6-10106008044.5（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由表5-1和公式（6-4）得滿足條件。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)公式（6-3）和（6-6），以及表5-1中短路電流計(jì)算結(jié)果，得短路電流熱效應(yīng)為滿足條件。6.5電壓互感器選擇電壓互感器只需要滿足額定電壓即可。根據(jù)設(shè)備選型手冊選擇各電壓等級的電壓互感器結(jié)果如表6-9所示。表6-9電壓互感器參數(shù)電壓等級（kV）型號35JDX6-3510JDJ-106.6母線選擇與校驗(yàn)導(dǎo)體的主要材料來源有鋁和銅。銅比鋁耐腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度大，是導(dǎo)體的良好材料。但銅儲(chǔ)量少，造價(jià)高，一般只用于電流較大、對鋁腐蝕性高的場所。鋁電阻率比銅高，但密度小，價(jià)格低廉，一般選擇鋁芯導(dǎo)體。6.4.1母線截面積選擇（1）按長期發(fā)熱允許電流選擇。匯流母線及長度較短的導(dǎo)體一般按長期發(fā)熱允許電流選擇截面積，即（6-9）為導(dǎo)體最大持續(xù)工作電流，為實(shí)際環(huán)境溫度為的綜合修正系數(shù)，為所選導(dǎo)體長期發(fā)熱最高允許溫度和額定環(huán)境溫度的長期允許電流。按照式（6-10）計(jì)算。（6-10）式中為導(dǎo)體長期發(fā)熱允許最高溫度，一般為70℃。為額定環(huán)境溫度，一般為25℃。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。經(jīng)濟(jì)截面積的計(jì)算公式如下。（6-11）J為經(jīng)濟(jì)電流密度，可以按照表6-10查得。表6-10經(jīng)濟(jì)電流密度J導(dǎo)體材料年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（h）3000以內(nèi)3000-50005000以上銅導(dǎo)體和母線3.02.251.75鋁導(dǎo)體和母線1.651.150.9銅芯2.52.252.0鋁芯1.921.731.546.4.2母線校驗(yàn)35kV及以下電路，可以不考慮電暈損耗。熱穩(wěn)定校驗(yàn)。滿足熱穩(wěn)定的導(dǎo)體最小截面積為（6-12）為假想時(shí)間，取1.1s。C為導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)，鋁母線取87。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件為最大計(jì)算應(yīng)力小于最大允許應(yīng)力，即（6-13）硬鋁的最大允許應(yīng)力為70MPa。導(dǎo)體相間最大計(jì)算應(yīng)力為（6-14）L為支柱絕緣子跨距，W為導(dǎo)體截面積系數(shù)。（6-15）式中，b為母線截面水平寬度，h為母線截面垂直高度。三相短路時(shí)單位長度導(dǎo)體所受相間力F如式（6-16）所示。（6-16）式中，a為相間距離，為三相短路沖擊電流。6.4.310kV側(cè)母線選擇與校驗(yàn)10kV按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，出線負(fù)荷有藥廠和食品廠，Tmax=3700h。查表6-10得J=1.15。由表2-4得計(jì)算電流IC=523.422A，短路電流IK=6.803kA，由表5-1得短路沖擊電流為15.306kA。根據(jù)公式（6-11），可得導(dǎo)體截面積為選擇LMY-63×10鋼芯鋁絞線，環(huán)境溫度為額定溫度30℃時(shí)的載流量為1085A。根據(jù)公式（6-12），得滿足熱穩(wěn)定要求。根據(jù)公式（6-13）-（6-16），可知滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。第7章變電站防雷保護(hù)設(shè)計(jì)雷電是大自然中的自然現(xiàn)象，會(huì)危及人身生命安全，破壞建筑物和電氣設(shè)備等。變電站是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，有許多重要電氣設(shè)備，遭到雷電放電可能會(huì)造成大面積停電或絕緣事故，經(jīng)濟(jì)損失十分重大。因此，本章對變電站防雷保護(hù)進(jìn)行討論。7.1雷電危害及保護(hù)裝置雷電的主要威脅來源于雷電過電壓。對電力系統(tǒng)來說，雷電放電能在系統(tǒng)中產(chǎn)生很高的過電壓，如果不加以限制，可能會(huì)把輸電線路、發(fā)電廠和變電站的絕緣子屏障擊穿，從而引起停電事故[11]。另外，雷電放電產(chǎn)生大電流會(huì)放出巨大的熱能，造成電氣設(shè)備熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備損壞。避雷針是防止直擊雷的重要設(shè)備，它可以將雷電安全導(dǎo)入大地，從而保護(hù)附近的建筑物。變電站整體保護(hù)一般采用避雷針。7.2避雷針保護(hù)范圍1.單支避雷針[12]（1）避雷針的高度為h，保護(hù)半徑為r。當(dāng)被保護(hù)物高度時(shí)，（7-1）其中，為避雷針在水平面上的保護(hù)半徑，為被保護(hù)物高度，為避雷針有效高度。P為高度影響系數(shù)，，P=1;，；，暫時(shí)按照h=120m計(jì)算。（2）當(dāng)