35KV變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、35KV變電站總體設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 論文題目 35KV變電站設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的要求： 1.選題結(jié)合實(shí)際，應(yīng)具有理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，符合專業(yè)方向： 2.查閱國內(nèi)外已有的相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行比較全面的綜述，能基本反映出該研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀；中文參考文獻(xiàn)不少于15篇，外文參考文獻(xiàn)不少于5篇： 3.論文格式符合“****大學(xué)本科生畢業(yè)論文基本規(guī)范”。 4.結(jié)論與建議具有一定的參考價(jià)值； 主要參考資料： 1．熊信銀.《發(fā)電廠電氣部分》.水利電力出版社，1992年 2．何仰贊等.《電力系統(tǒng)分析》.華中理工大學(xué)電力出版社，1991年 3．賀家李等.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》.

2、水利電力出版社，1992年 4．應(yīng)智大.《高電壓技術(shù)》.浙江大學(xué)出版社，1994年 5．雍靜.《供配電技術(shù)》.機(jī)械出版社，1994年 6．劉從愛.《電力工程》.機(jī)械工業(yè)出版社，1992年 學(xué) 生 （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)教師 （簽名） 年 月 日 - 41 - 摘 要 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容共分為，包括主接線的設(shè)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇、高壓電器的選擇、變電所的防雷及變電所的布置等。本設(shè)計(jì)以實(shí)際負(fù)荷為依據(jù)，以變電所的最佳運(yùn)行為基礎(chǔ)，按照有關(guān)規(guī)定和

3、規(guī)范，完成了滿足該企業(yè)供電要求的35kV變電所初步設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中先對負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，選出了所需的主變型號，然后根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及對供電可靠性要求擬定主接線設(shè)計(jì)，考慮到短路對系統(tǒng)的嚴(yán)重影響，設(shè)計(jì)中進(jìn)行了短路計(jì)算。設(shè)計(jì)中還對主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。此外還進(jìn)行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，提高了整個(gè)變電所的安全性。 關(guān)鍵詞：35KV 變電站 總體設(shè)計(jì) 目 錄 1 變電站站址的選擇原則和作用 - 1 - 1.1變電站的選擇原則 - 1 - 1.2變電所在電力

4、系統(tǒng)的地位 - 2 - 1.3 電力系統(tǒng)供電要求 - 2 - 1.4電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn) - 3 - 1.5電力系統(tǒng)的額定電壓 - 3 - 2 主接線設(shè)計(jì) - 4 - 2.1對電氣主接線的基本要求 - 4 - 2.2 所要選擇的主接線形式 - 4 - 3 負(fù)荷計(jì)算 - 5 - 3.1計(jì)算負(fù)荷 - 6 - 4 變電站主變壓器的選擇 - 7 - 4.1 繞組數(shù)量和連接方式的確定 - 7 - 4.2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇 - 7 - 4.3電容電流的計(jì)算 - 8 - 4.4 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì) - 8 - 4.5 主變?nèi)萘窟x擇原則 - 9 - 5 短路電流

5、的計(jì)算 - 10 - 5.1計(jì)算短路電流的意義 - 10 - 5.2短路電流計(jì)算的規(guī)定 - 11 - 5.3 本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算 - 11 - 6 高壓電器設(shè)備的選擇 - 14 - 6.1電器設(shè)備選擇的一般原則 - 15 - 6.2高壓斷路器的選擇原則 - 15 - 6.3 各電壓等級側(cè)斷路器的選擇 - 17 - 6.4 隔離開關(guān)的選擇 - 18 - 6.5 電壓互感器和電流互感器的選擇 - 20 - 6.6 電抗器的選擇 - 21 - 6.7 高壓熔斷器的選擇 - 22 - 7 變電站的防雷保護(hù) - 23 - 7.1 變電站對直擊雷的的防護(hù) - 23

6、- 7.2 避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法 - 25 - 7.3 對雷電入侵波的防護(hù) - 27 - 8 配電裝置的平面設(shè)計(jì) - 29 - 8.1 配電裝置的要求 - 29 - 8.2 配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟 - 29 - 8.3 配電裝置型式的選擇原則選擇 - 29 - 8.4各種配電裝置的特點(diǎn) - 29 - 8.5 本設(shè)計(jì)中配電裝置的選擇 - 30 - 結(jié)論 - 40 - 參考文獻(xiàn) - 41 - 致 謝 - 42 - 前言 本論文《35KV變電站總體設(shè)計(jì)》以實(shí)際工程技術(shù)水平為基礎(chǔ)，以變電站資料為背景，從原始資料的分析做起，內(nèi)容涵蓋《發(fā)電廠電氣部分》、《變電站綜

7、合自動(dòng)化》、《供電技術(shù)》、《高電壓技術(shù)》等主要專業(yè)課。目的是通過變電站設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)行所學(xué)知識，結(jié)合實(shí)際工作貫徹執(zhí)行我國電力工業(yè)有關(guān)方針政策及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做到理論聯(lián)系實(shí)際。培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力,同時(shí)也為今后工作打下良好的基礎(chǔ)。在寫作過程中，初步體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)的精髓內(nèi)容，如根據(jù)規(guī)程選擇方案、用對比的方法對方案評價(jià)等。鍛煉了我們用實(shí)際工程的思維方法去分析和解決問題的能力,為今后工作奠定基礎(chǔ)。 1 變電站站址的選擇原則和作用 1.1變電站的選擇原則 變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能；變電所的

8、設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國情合理地確定設(shè)計(jì)方案；變電所的設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。變電所應(yīng)建在靠近負(fù)荷中心位置，這樣可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。變電所的總平面布置應(yīng)緊湊合理，依據(jù)《變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》第條，變電站站址的選擇，根據(jù)下列要求綜合考慮確定： （1）靠近負(fù)荷中心。 （2）節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。 （3）與鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線和電纜線路的引入和引出。 交通運(yùn)輸方便。 （4）具有適應(yīng)地形，地貌，地址條件。 1）當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邷囟?1℃

9、，最低溫度-6.5℃，最熱月地面0.8m處土壤平均溫度26.5℃。 2）電纜出線凈距100mm 3）當(dāng)?shù)睾０胃叨?20m，雷暴日數(shù)35日/年；無空氣污染。變電所地處ρ≤的黃土上。 1.2變電所在電力系統(tǒng)的地位 電力系統(tǒng)是由變壓器，輸電線路，用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。 其中變電所是聯(lián)系發(fā)

10、電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 1.3 電力系統(tǒng)供電要求 （1）保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。 （2）保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量，和波形質(zhì)量三個(gè)方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定值來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定值的，給定的允許頻率偏移為等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。 （3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生

11、產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為1/3，而且電能在變換，輸送，分配時(shí)的損耗絕對值也相當(dāng)客觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能消耗的能源和降低變換，輸送，分配時(shí)的損耗，有極其重要的意義。 1.4電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn) （1）電能生產(chǎn)的重要性：電能與其它能量之間轉(zhuǎn)換方便，易于大量生產(chǎn)，集中管理，遠(yuǎn)距離輸送，自動(dòng)控制，因此電能是國民經(jīng)濟(jì)各部門使用的主要能源，電能供應(yīng)的中斷或這就要求系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性.. （2）系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：發(fā)電機(jī)，變壓器，電力線路，電動(dòng)機(jī)等原件的投入和退出，電力系統(tǒng)的短路等故障都在一瞬間完成，并伴隨暫態(tài)過程的出現(xiàn)，該過程非常短促，這就要求系統(tǒng)有一套非

12、常迅速和靈敏的監(jiān)視，檢測，控制，和保護(hù)裝置。 （3）電能發(fā)，輸，配，用的同時(shí)性： 電能的生產(chǎn)，分配，輸送和使用幾乎是同時(shí)進(jìn)行，即發(fā)電廠任何時(shí)候生產(chǎn)的電能必須等于該時(shí)刻用電設(shè)備使用的電能與分配，輸送過程中損耗的電能之和，這就要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于運(yùn)行調(diào)度。 1.5電力系統(tǒng)的額定電壓 （1）額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率S=3UI。當(dāng)輸出功率一定時(shí)，電壓越高，電流越小，線路，電氣等的載流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同是由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓越高，對絕

13、緣水平的要求則越高，變壓器，開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，但從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。 （2）用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時(shí)，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓于用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路沿線的實(shí)際電壓于用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。 （3）變壓器額定電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，又相當(dāng)于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于用電設(shè)備額定電壓。由于變壓器二次側(cè)額定電壓

14、規(guī)定為空載時(shí)的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為，當(dāng)供電線路較長時(shí)，為使正常運(yùn)行時(shí)變壓器二次測電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次測額定電壓應(yīng)較用電設(shè)備額定電壓高，只有當(dāng)變壓器二次測與用電設(shè)備間電氣距離很近時(shí)，其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電壓的倍。 2 主接線設(shè)計(jì) 2.1對電氣主接線的基本要求 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線設(shè)計(jì)代表了變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置

15、，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的抑定都有決定性的關(guān)系，對電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針，政策，技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠，調(diào)度靈活，滿足多項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行維護(hù)方便，盡可能節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠，先進(jìn)，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀的原則。 2.2 所要選擇的主接線形式 由負(fù)荷資料知，35KV上近期無負(fù)荷。而10KV的負(fù)荷中有企業(yè)負(fù)荷，若斷電將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，因而需要保證供電的可靠性；同時(shí)，由于10KV承擔(dān)著企業(yè)用電，對電力供

16、應(yīng)的可靠性要求也是較高的，綜合考慮35KV站的投資規(guī)模，故而在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在保證供電的可靠性的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟(jì)因素。 2.2.1 35KV、10KV接線形式的選擇 本期從網(wǎng)里變電站出35KV線路2回，根據(jù)設(shè)計(jì)原則可采用外橋的接線形式。 本期10KV出線回路數(shù)為6回，可采用單母線分段。 表2.1 接線形式方案對比 單母線分段 雙母線分段 供電可靠性 對重要用戶可以從不同分段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一條母線發(fā)生故障是還能保證另一條母線的正常供電。供電可靠性較高。 供電可靠，母線分段使檢修任一回路都不用停電。 運(yùn)行靈活性 接線簡單清晰，運(yùn)行操作方便。 接線相

17、對復(fù)雜，調(diào)度靈活 節(jié)約投資 少用了斷路器、隔離開關(guān)，占地面積小，較經(jīng)濟(jì)。 雙母分段占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關(guān)多。不夠經(jīng)濟(jì)。 1 畫出主接線圖，本設(shè)計(jì)中電氣總設(shè)計(jì)圖見大圖所示。 3 負(fù)荷計(jì)算 表3.1負(fù)荷原始資料： 序號 車間名稱 計(jì)算用有功功率（KW） 計(jì)算用無功功率（Kvar） 負(fù)荷性質(zhì) 1 一車間 1046 471 1 2 二車間 735 487 1 3 機(jī)加工車間 808 572 2 4 裝配車間 1000 495 2 5 鍛工車間 920 280 3 6 高壓站 1350 283 2

18、 7 高壓泵房 737 498 3 8 其他 931 687 3 4 變電站主變壓器的選擇 4.1 連接方式的確定 4.1.2連接方式的選擇 依據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊》規(guī)定指出： 第條 在具有三種電壓等級的變電所中，如通過各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 第條 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Ｙ和△型兩種。高中低三側(cè)繞組如何組合，要根據(jù)具體工程來定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Ｙ0連接，35KV亦采用Ｙ型，其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地。35KV以下電壓變

19、壓器繞組都采用△連接。本設(shè)計(jì)中變電站電壓等級為35/10KV，接線方式采用YN/d11的接線方式。 4.2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇 4.2.1主變阻抗的選擇 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電氣一次部分），變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。 主變阻抗選擇原則：①各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮；

20、②對普通兩繞組變，目前有“降壓型”一種； 4.2.2調(diào)壓方式的選擇 為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓方式有兩種，一種稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在22.5%以內(nèi)；另一種成為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，在下例情況下選用：接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變壓器分接頭質(zhì)量。所以選用有載調(diào)壓。 4.3電容電流的計(jì)算 電網(wǎng)的電容電流計(jì)算應(yīng)包括電氣連接的所有架空線路、電纜回路、發(fā)電機(jī)、變壓器以及母線和電器的電容電流，并考慮電網(wǎng)5～10年的發(fā)展。

21、 架空線路的電容電流可按下式計(jì)算： 式中 2.7—適用于無架空地線的線路； 3.3—適用于有架空地線的線路。 同桿雙回線路的電容電流為單回路的1.3～1.6倍。 由《電氣工程手冊》變電所增加的接地電容電流 35KV：附加值13％；10KV：附加值16％。 4.3.1 10KV側(cè)電容電流的計(jì)算 由于出線上為架空出線： =2.710(5.1+8.108+13.436+13.404+9.968+11.627)10-31.16 =1.93A<30A 所以不用加裝消弧線圈接地。 4.4 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì) 電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接

22、地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式有： a.中性點(diǎn)非直接接地 b.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 c.中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地 d.中性點(diǎn)直接接地 4.4.1 10KV和35KV側(cè)中性點(diǎn)接地方式的選擇 10～35KV側(cè)采用中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。10～63KV電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式，但當(dāng)單相接地故障電流大于30A（10KV）或10A（35KV）時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地。裝消弧線圈時(shí),它可直接接到35KV側(cè)中性點(diǎn),且兩臺(tái)主變可共用一臺(tái)消弧線圈。10KV側(cè)由于是“⊿”型接線，無中性點(diǎn)，故需加接地變，將中性點(diǎn)引處，以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，一般，應(yīng)在10KV級的

23、每一段母線上安裝型號一樣，容量相同的接地變。但是電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產(chǎn)生較高的弧光間隙接地過電壓，波及整個(gè)電網(wǎng)，所以可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，即經(jīng)消弧線圈接地。 4.5 主變?nèi)萘窟x擇原則 主變?nèi)萘窟x擇一般按變電所建成以后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年發(fā)展。對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。對有重要?fù)荷變電所考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電所當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變應(yīng)能保證其余負(fù)荷的60%。同級電壓的單臺(tái)降壓容量的級別

24、不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。 4.5.1 本設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘康倪x擇 在本變電站中，當(dāng)變電站的一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的60%，即SB =S*60%=6.9MVA。同時(shí)應(yīng)該能保證用戶的一級和二級負(fù)荷，Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的總和為： SB=3.3250.7＋3.3250.2＋0.850.4＋0.850.2＋1.060.2＋1.9550.2＋1.9550.3＋1.590.3＋1.590.3＋2.080.3＋2.080.3＝6.7MVA，綜合以上并考慮變壓器容量必須大于，再綜合分析，選擇變壓器容量=10000MVA兩臺(tái)，查得35KV兩

25、相三繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為SZ10-10000/35，其參數(shù)如下表： 表4.1主變型號選擇 型號 編號 電壓組合（KV） 聯(lián)接 組別 損耗（KW） 空載電流(%) 阻抗電壓 高 低 空載 負(fù)載 SZ10-10000/35 1# 35 10.5 49.9 213 0.86 高—低：7.4 SZ10-10000/35 2# 35 10.5 49.9 213 0.86 高—低：7.29 4.5.2 主變臺(tái)數(shù)選擇原則 對城鎮(zhèn)中的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變。對地區(qū)性孤

26、立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺(tái)主變。對規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?～2級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。在本變電站設(shè)計(jì)中，具有2個(gè)電壓等級，由于本變電站為地區(qū)性變電站，所以主變臺(tái)數(shù)選擇2臺(tái)，一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)為備用。 5 短路電流的計(jì)算 5.1計(jì)算短路電流的意義 供配電系統(tǒng)中的短路，是指相導(dǎo)體之間或相導(dǎo)體與地之間不通過負(fù)載阻抗而發(fā)生的電氣連接。短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會(huì)增加投資，甚至?xí)蜷_斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電

27、器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮限制的措施，即而需要計(jì)算。 短路電流計(jì)算是選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備的前提和基礎(chǔ)，也是載流導(dǎo)體選擇和二次設(shè)備保護(hù)的基礎(chǔ)。為了使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定的時(shí)期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應(yīng)對不同點(diǎn)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。 5.2短路電流計(jì)算的規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體的穩(wěn)定性和電器的動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應(yīng)按本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量來計(jì)算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10發(fā)展規(guī)劃（一般應(yīng)按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時(shí)應(yīng)按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按照僅在切換時(shí)過程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。 選擇

28、導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對不帶電抗的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)，對帶電抗器6～10kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器之前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)的出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 5.3 本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算

29、 5.3.1 各回路電抗的計(jì)算 計(jì)算各回路電抗：（取基準(zhǔn)功率，） X4 K1 K 系統(tǒng) 35KV 35KV K3 X2 X1 X3 圖5.1短路計(jì)算圖 35K K2 根據(jù)前面所選變壓器各參數(shù)得： X1=0.1 X2=0 (純電纜線路) 7.4/10=0.74 7.29/10=0.729 5.3.2 計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流 在配電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，后果最嚴(yán)重。因而以此驗(yàn)算電器設(shè)備的能力。 1．K點(diǎn)短路時(shí)，對于35KV系統(tǒng)電源（無窮大容量） K 系統(tǒng) X1 35KV 圖5.2 K點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡化圖

30、 2.點(diǎn)短路時(shí)， K2 系統(tǒng) X2 X1 X3 35KV 10KV 圖5.3 K2點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡化圖 3.點(diǎn)短路時(shí)， K3 系統(tǒng) X2 X1 X4 35KV 10KV X5 圖5.4 K3點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡化圖 6 高壓電器設(shè)備的選擇 變電站的高壓電器對電能起著接收、分配、控制與保護(hù)的作用，主要有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套配電設(shè)備等。電器的選擇是根據(jù)環(huán)境條件和供電要求確定其型式和參數(shù)，保證電器正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，故障時(shí)不致?lián)p壞，并在技術(shù)合理的情況下注意節(jié)約。還應(yīng)根據(jù)

31、產(chǎn)品生產(chǎn)情況與供應(yīng)能力統(tǒng)籌兼顧，條件允許時(shí)優(yōu)先選用先進(jìn)設(shè)備。 6.1電器設(shè)備選擇的一般原則 6.1.1 按環(huán)境條件選擇 電器產(chǎn)品在制造上分戶外、戶內(nèi)兩大類。戶外設(shè)備的工作條件較惡劣，故各方面要求較高，成本也高。戶內(nèi)設(shè)備不能用于戶外；戶外設(shè)備雖可用與戶內(nèi)，但不經(jīng)濟(jì)。 6.1.2 按電網(wǎng)電壓選擇 電器可在高于10%到15% 設(shè)備額定電壓的情況下長期運(yùn)行，故所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝設(shè)處電網(wǎng)的額定電壓，即： 按長時(shí)工作電流選，電器的額定電流In是指周圍環(huán)境溫度為θ℃時(shí)，電器長期允許通過的最大電流。它應(yīng)大于負(fù)載的長時(shí)最大工作電流，即： 6.2高壓斷路器的選擇原則 選擇

32、高壓斷路器時(shí)，除按電氣設(shè)備一般原則選擇外，由于斷路器還要切斷短路電流，因此必須校驗(yàn)斷流容量（或開斷電流）、熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定等各項(xiàng)指標(biāo)。 6.2.1 按工作環(huán)境選型 根據(jù)使用地點(diǎn)的條件選擇，如戶外式、戶內(nèi)式，若工作條件特殊，尚需選擇特殊型式（如防爆型）。 6.2.2 按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓，應(yīng)等于或大于所在電網(wǎng)的額定電壓，即 式中，——斷路器的額定電壓； ——高壓斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。 6.2.3 按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流，應(yīng)大于或大于負(fù)載的長時(shí)最大工作電流，即

33、 式中 ——斷路器的額定電流； ——負(fù)載的長時(shí)最大工作電流。 6.2.4校驗(yàn)高壓斷路器的熱穩(wěn)定 高壓斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)要滿足下式要求： 式中 ——斷路器的熱穩(wěn)定電流； ——斷路器熱穩(wěn)定電流所對應(yīng)的熱穩(wěn)定時(shí)間； ——短路電流穩(wěn)定值； —作用下的假想時(shí)間。 斷路器通過短路電流的持續(xù)時(shí)間按下式計(jì)算： 式中 ——斷路器通過短路電流的持續(xù)時(shí)間； ——斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；

34、 ——斷路器的分閘時(shí)間。 斷路器的分閘時(shí)間，包括斷路器的固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間，一般對快速動(dòng)作的斷路器，可取0.11到0.16s，對中，低速動(dòng)作的斷路器，可取0.18到0.25s。 6.2.5校驗(yàn)高壓斷路器的動(dòng)穩(wěn)定 高壓斷路器的動(dòng)穩(wěn)定是指承受短路電流作用引起的機(jī)構(gòu)效應(yīng)的能力，在校驗(yàn)時(shí)，須用短路電流的沖擊值或沖擊電流的有效值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進(jìn)行比較，即 式中 、——設(shè)備極限通過的峰值電流及其有效值； 、——短路沖擊電流極其有效值。 6.3 各電壓

35、等級側(cè)斷路器的選擇 6.3.1 35KV側(cè)斷路器的選擇 該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為35KV，因此選擇的斷路器的額定電壓的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流，， 所以35KV段選擇的斷路器型號為ZN12，其基本參數(shù)如下表6.1： 型號 額定電壓 （KV） 額定電流 （A） 額定開斷電流 （KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 4S熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時(shí)間 合閘時(shí)間 ZN12 35 1250 25 50 25 0.15 0.12 下面對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流Ik=15.8A，所選斷路器的額定開斷

36、電流為25KA，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為50KA，流過斷路器的沖擊電流為40.29KA 所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s，所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s，選擇熄弧時(shí)間為0.03s，則短路持續(xù)電流時(shí)間，短路熱效應(yīng)。 所選斷路器允許的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇ZN12斷路器。 6.3.2 10KV側(cè)斷路器的選擇 該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為10KV，因此選擇的斷路器的額定電壓UE>6KV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路

37、器的最大持續(xù)電流，所以10KV段選擇的斷路器型號為ZN65A-12/T630-25，其基本參數(shù)如下表6.2： 型號 額定電壓 （KV） 額定電流 （A） 額定開斷電流 （KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 4S熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時(shí)間 合閘時(shí)間 ZN65A-12/T630-25 12 630 31.5 40 31.5 0.15 0.12 下面對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流Ik=6.63A，所選斷路器的額定開斷電流為31.5KA，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為40KA，流過斷路器的沖擊電流為16.91KA，所以所

38、選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s，所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s，選擇熄弧時(shí)間為0.03s，則短路持續(xù)電流時(shí)間短路熱效應(yīng) 所選斷路器允許的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇ZN65A-12/T630-25斷路器。 6.4 隔離開關(guān)的選擇 6.4.1 隔離開關(guān)的作用 它的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無滅弧裝置，和斷路器配合使用時(shí)，合閘操作應(yīng)先和隔離開關(guān)，后合斷路器，分閘操作應(yīng)先斷開斷路器，后斷開隔離開關(guān)。運(yùn)行中必須嚴(yán)格遵

39、守“倒閘操作規(guī)定”，并應(yīng)在隔離開關(guān)與斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，以防止誤操作。隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓，長時(shí)最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 6.4.2 35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓，而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇GN27-40.5型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.3： 型號 額定電壓（KV） 額定電流（A） 最大工作電壓（KV） 極限通過電流（KA） 2S熱穩(wěn)定電流（KA）

40、接地刀閘（A） 有效值 峰值 GN27-40.5 40.5 1250 40.5 28 50 20 2000 下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流ish=40.29KA ，所選擇的隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流即極限通過電流的峰值50KA，即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)短路時(shí)的熱效應(yīng)即，熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用GN27-40.5型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(jī)構(gòu)。 6.4.3 10KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，

41、故選擇戶外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓Ue>10KV，而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇GN30-12型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.4： 型號 額定電壓 額定電流 允許的熱效應(yīng) 動(dòng)穩(wěn)定電流 GN30-12 12 1250 3200 100 下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流ish=16.91KA，所選擇的隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流為， 即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)為 短路時(shí)的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用GN30-12

42、型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(jī)構(gòu)。 6.5 電壓互感器和電流互感器的選擇 互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 互感器的作用是：（1） 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。（2） 使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 6.5.1 電壓互感器的選擇 變電站的每組母線上均安裝電壓互感器，電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選擇：一般電壓互感器一次繞組所接

43、電網(wǎng)的電壓應(yīng)在（0.8～1.2）范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：，本設(shè)計(jì)中根據(jù)主變的參數(shù)

44、

45、

46、

47、 選擇的電壓互感器的型號為： 35KV電壓互感器選擇JDZX9-35Q，10KV電壓互感器選擇JDZX9-12G。 下面以JDZX9-35Q為例，

48、該互感器用于35KV、50HZ輸電線路作電壓測量和接地保護(hù)用。JDZX9-35Q為接地電壓互感器，該二型產(chǎn)品均由器身、儲(chǔ)油柜、高低壓引出瓷套、二次接線盒、變壓器油等組成，系油紙絕緣結(jié)構(gòu)。一次、二次線圈為寶塔結(jié)構(gòu)，鐵芯由冷軋硅鋼片疊成殼式，整個(gè)器身固定在箱蓋上，置于變壓器油中。該互感器參數(shù)如下表6.5： 型號 額定一次電壓 （KV） 額定二次電壓 （KV） 二次繞組額定輸出（VA） 額定絕緣水平（KV） 油重Kg 總重 Kg 0.2 0.5 3P 極限輸出 JDZX9-35Q 35 0.1 75 150 500 1000 40.5/95/185 35

49、 115 根據(jù)變電站的設(shè)計(jì)要求，選擇準(zhǔn)確級為0.5級的。 6.5.2 電流互感器的選擇 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。（1）35KV電流互感器的選擇型號為LZZBJ7-35，變比選擇800/5。（2）10KV電流互感器的選擇型號為LZZBJ9-12，變比選擇為300/5。10KV電流互感器參數(shù)如下表6.6： 型號 額定工作電壓 額定最大電壓 頻率 額定一次電流 額定二次電流 1S短時(shí)電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 LB7-110W 35/√3 126KV 50HZ 600-800A 5A ≥100KA 6.6

50、電抗器的選擇 6.6.1 普通電抗器的選擇原則 （1）電抗器幾乎沒有過負(fù)荷的能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器，應(yīng)按回路最大工作電流選擇，而不能用正常工作電流選擇。 （2）變電站母線分段回路的電抗器應(yīng)滿足用戶的一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷的要求。 6.6.2 本設(shè)計(jì)中電抗器的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)中，在10KV母線段加裝型號為OKSQ-87.5(45)/11-4.5%的電抗器。 先進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)：，即滿足要求。熱穩(wěn)定應(yīng)滿足：，其中 式中 ——給定的熱穩(wěn)定電流； ——給定的持續(xù)電流； ——短路電流的穩(wěn)定值； ——短路電流假想作用時(shí)間；

51、 ——保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間； ——斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間； 根據(jù)計(jì)算，，即滿足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 即滿足要求。 6.7 高壓熔斷器的選擇 6.7.1 熔斷器的作用 高壓熔斷器是一種過流保護(hù)元件，由熔件與熔管兩部分組成。當(dāng)過載或短路時(shí)，電流增大，熔件熔斷，達(dá)到切除故障保護(hù)設(shè)備的目的。 熔件通過的電流越大，其熔斷時(shí)間越短。電流與熔斷時(shí)間的關(guān)系曲線叫熔件的安-秒特性曲線。在選擇熔件時(shí)，除保證在正常工作條件下熔件不被熔斷外，為了使保護(hù)具有選擇性，還應(yīng)使其安-秒特性符合保護(hù)選擇性的要求。戶外式高壓熔斷器在變電站中常用與保護(hù)電力電容器、配電線路和配電變壓器。 6.7.2

52、 熔斷器的選擇 熔斷器的選擇主要指標(biāo)是指選擇熔件和熔管的額定電流，熔斷器額定電流按下式選取 式中——熔管額定電流（即熔斷器額定電流）； ——熔件額定電流； ——通過熔斷器的長時(shí)最大工作電流。 所選熔件應(yīng)在長時(shí)最大工作電流及設(shè)備起動(dòng)電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下可靠熔斷；要求熔斷器特性應(yīng)與上級保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限相配合，以免保護(hù)裝置越級動(dòng)作，造成停電范圍的擴(kuò)大。本設(shè)計(jì)中35KV和6KV中加裝高壓熔斷器，用來保護(hù)變壓器和電壓互感器，采用高壓熔斷器的型號為RN2型戶外高壓熔斷器，其基本參數(shù)如下表6.7： 型號 額定電壓 （KV） 額定電流 （A）

53、 三相斷流容量 （MVA） 最大開斷電流有效值（KA） 開斷最大短路電流時(shí)，最大電流峰值 （A） 熔體管電阻值 （） RN2-35 35 0.5 1000 17 700 1007 RN2-6 6 0.5 1000 85 300 14214 7 變電站的防雷保護(hù) 7.1 變電站對直擊雷的的防護(hù) 變電站對直擊雷防護(hù)主要措施是裝設(shè)避雷針或避雷線，并配以良好的接地體。根據(jù)《高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定： 第70條 獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置，獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜超過，否則應(yīng)采取均壓措施

54、，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面 第71條 及以下的配電裝置架構(gòu)和房頂不宜裝設(shè)避雷針。 第72條 配電裝置，在土壤電阻率不大于的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。 第78條 變電站的每相母線上都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器,應(yīng)以最短的接地線與配電裝置的主接地網(wǎng)連接，同時(shí)應(yīng)在其附近架設(shè)集中接地裝置。 第80條 大接地短路電流系統(tǒng)中的中性點(diǎn)不接地變壓器如中性點(diǎn)絕緣按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)保護(hù)裝置。 第83條 連接的三繞組變壓器的繞組，如有開路運(yùn)行的可能，應(yīng)采用防止靜電感應(yīng)電壓危害該繞組絕緣的措施。在其一相出線上裝設(shè)一只閥型避雷器。 7.1.1 裝設(shè)避雷針（線）的原則

55、 1.所保護(hù)對象均應(yīng)在避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。 2.防止避雷針（線）現(xiàn)在受到雷擊時(shí)對保護(hù)對象的閃絡(luò)（即反擊）。此類放電現(xiàn)象不但會(huì)在避雷針（線）與被保護(hù)對象之間的空氣中發(fā)生，而且還會(huì)在它們的地下接地裝置間發(fā)生。一旦出現(xiàn)反擊，高電位就將加到被保護(hù)對象（如電器設(shè)備）上。因此，防止反擊與保護(hù)范圍同樣重要。也就是說，被保護(hù)對象既要在保護(hù)范圍內(nèi)，又不會(huì)發(fā)生避雷針（線）對它們的反擊，這樣避雷針（線）的保護(hù)才是可靠的（運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，100個(gè)變電所每年發(fā)生繞擊和反擊約0.3次）。出于對反擊問題的考慮，避雷針按安裝方式可分為獨(dú)立式避雷針和架構(gòu)式避雷針兩種。 a．獨(dú)立式避雷針 由于避雷針的引雷作用，當(dāng)雷擊

56、避雷針時(shí)，雷電流經(jīng)避雷針及其接地體流入大地。為了防止避雷針對被保護(hù)對象發(fā)生反擊，避雷針與被保護(hù)對象之間的空氣間隙應(yīng)具有足夠的距離，兩者接地體之間的間距也應(yīng)具有足夠的距離。 b． 架構(gòu)式避雷針 對于35kV及以上的配電裝置，由于電氣設(shè)備的絕緣水平較高，在土壤電阻率不太高（不大于1000Ωm）的地區(qū)，不易發(fā)生反擊，可采用架構(gòu)式避雷針，即把避雷針裝于配電裝的架構(gòu)上，這樣可以節(jié)省投資，也便于布置。 接閃器 引下線 接地裝置 圖7.1 直擊雷防護(hù)裝置的組成 架構(gòu)式避雷針同樣需要考慮防止反擊問題。裝有避雷針的架構(gòu)上，接地部分與帶電部分間的空氣中距離不得小于絕緣子串的長度。同時(shí)此架構(gòu)應(yīng)就近埋

57、設(shè)輔助接地裝置，此接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)離主變壓器接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)小于。這樣雷擊避雷器時(shí)，在避雷針接地裝置上產(chǎn)生的高電位電壓波，沿接地網(wǎng)向變壓器連接點(diǎn)傳播過程中逐漸衰減，到達(dá)變壓器接地點(diǎn)時(shí)才不會(huì)造成對變壓器的反擊。 7.1.2 直擊雷防護(hù)裝置的原理 對直擊雷的防護(hù)措施是讓雷電在人為設(shè)置的直擊雷防護(hù)裝置上放電置瀉入地中，以免被保護(hù)的設(shè)備或建筑物受到損壞。如圖7.1所示，直擊雷防護(hù)裝置由二個(gè)主要的部分組成。 1.接閃器 直接截受雷擊的避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)以及作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)一般以鋼管、鋼筋或扁鋼等制成。

58、 2.引下線 連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體。一般以鋼筋或扁鋼等制成，也可以利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的鋼筋兼作。 3.接地裝置 接地體與接地線的總和?？梢砸凿摻?、扁鋼和各種型鋼制成，也可以利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋榮作。 其防護(hù)原理是：在雷電先導(dǎo)的初始階段．因先導(dǎo)離地面較高．故先導(dǎo)發(fā)展的方向不受地面物體的影響，但當(dāng)其向下至某一高度時(shí)，地面上的接閃器將會(huì)影響先導(dǎo)的發(fā)展方向，使先導(dǎo)向接閃器方向發(fā)展．這是由于接閃器較高并具有良好的接地，在其上因靜電感應(yīng)而積聚了與先導(dǎo)相反極性的電荷使其附近的電場強(qiáng)度顯著增強(qiáng)的緣故，此時(shí)先導(dǎo)放電電場即開始被接閃器所歪曲，將先導(dǎo)放電的途徑引向接閃器本身，從而達(dá)到保護(hù)被保

59、護(hù)物的目的。 7.2 避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法 7.2.1 單支避雷針的保護(hù)范圍 單支避雷針的保護(hù)范圍如圖7.2所示。在被保護(hù)物高度hx水平面上、其保護(hù)半徑rx可按下式計(jì)算 當(dāng)hx≥時(shí)， rx＝(h—hx)P 當(dāng)hx<時(shí), rx＝(1.5h—2hx)P 式中 h——避雷針高度，單位為m； Hx——被保護(hù)物高度，單位為m； P——高度修正系數(shù)．當(dāng)h≤30m時(shí),P=1；當(dāng)30m＜h≤120m時(shí)，P＝。 θ=45 θ hr hx h h/2 rx hP hP rx 圖7.2 單根避雷線的保護(hù)范圍

60、 7.2.2 兩支等高避雷針 兩支等高避雷針聯(lián)合的保護(hù)范圍要比兩針各自保護(hù)范圍的疊加還要大。兩針聯(lián)合保護(hù)范圍如圖7.3所示。兩針外側(cè)的保護(hù)范圍按單針的方法確定。兩針之間的保護(hù)范圍由通過1、0、2三點(diǎn)的圓弧畫出，O點(diǎn)的高度h0按下式計(jì)算： 式中 D——兩針之間的距離，m P——高度影響系數(shù)，其值的確定同上。 在O—O’截面上高度為hx的水平保護(hù)寬度為2bx, bx由下式計(jì)算 hx水平面上保護(hù)范圍的截面 1.5hP D bx bx r

61、x h/2 O’ O h0 D/7P rx h hx haHa 圖7.3 兩等高避雷針的保護(hù)范圍 當(dāng)bx0時(shí)，兩針聯(lián)合保護(hù)范圍比兩單針保護(hù)范圍疊加還有所擴(kuò)大。由此可見，要使兩針能有效構(gòu)成聯(lián)合保護(hù)，兩針間的距離太大是不行的。即使被保護(hù)高度為0，兩針的距離必須小于7hP，而當(dāng)被保護(hù)物高度為hx時(shí)，兩針間的距離必須小于7(h-hx)P。 7.2.3 本設(shè)計(jì)中避雷針的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)變電站的大小D=38.94m；所內(nèi)最高建筑物高度hx=7.5m；取避雷針的高度為h=30m。 保護(hù)簡圖如圖7.3所示，我們采用兩支等高的避雷器對建筑物進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)計(jì)算： 得：p=

62、1 hx=7.5m ho=h-D/7=30-38.94/7=24.43m 則：bx=1.5(ho-hx)=1.5(24.43-7.5)=25.395m rx=(1.5h-2hx)P=1.530-27.5=30m 經(jīng)過上述計(jì)算，采用兩支等高的避雷針可保護(hù)變電站全站。 7.3 對雷電入侵波的防護(hù) 7.3.1 避雷器的作用 變電站內(nèi)安裝著類型繁多的高、低壓變、配電設(shè)備，這些設(shè)備均直接和供電系統(tǒng)的線路相連，而線路上發(fā)生雷電過電壓的機(jī)會(huì)較多，因此入侵波常常是變電站的主要雷害，所以必須對入侵波有足夠的防護(hù)措施。變電站中防護(hù)入侵波的主要裝置是安裝閥型避雷器，避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電

63、器設(shè)備，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)放電器，當(dāng)雷電入侵波或操作過電壓超過某一電壓值時(shí)，避雷器將先于與其并聯(lián)的被保護(hù)設(shè)備放電，使電壓值被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。 7.3.2 對避雷器的基本要求 圖7.4 避雷器與被保護(hù) 設(shè)備伏秒特性的配合 u/V O t/s 避雷器伏秒特性 被保護(hù)物伏秒特性 避雷器放電時(shí)，相當(dāng)于對地短路，當(dāng)強(qiáng)大的沖擊電流泄入大地后，短路通道在工頻電壓作用下又會(huì)成為工頻電流通過的通道，由于短路通道阻抗很低，這時(shí)的工頻電流往往很大，稱之為“工頻續(xù)流”。對于大接地電流系統(tǒng)，只要有一相存在工頻續(xù)流，就相當(dāng)于單相短路；對于小接地電流系統(tǒng)，若有兩相或三相同時(shí)存在工頻續(xù)流，則

64、相當(dāng)于相間短路。因此，避雷器必須迅速切斷工頻續(xù)流以消除工頻短路，才能保證系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，對避雷器有以下基本要求： (1)在過電壓作用下，避雷器應(yīng)該先于被保護(hù)設(shè)備放電，這主要靠兩者之間的伏秒特性配合來實(shí)現(xiàn)，如圖7.4所示。 (2)避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力以便在工頻續(xù)流第一次過零點(diǎn)時(shí)就能迅速可靠地切斷工頻續(xù)流。 7.3.3 避雷器的選擇 變電站內(nèi)最重要的設(shè)備是主變壓器，它的價(jià)格高，絕緣水平又很低，為了減少變壓器所受過電壓幅值，閥型避雷器應(yīng)盡量安裝在電氣距離靠近主變壓器的地方。從保證保護(hù)的可靠性來說，最理想的結(jié)線方式是把避雷器和變壓器直接并聯(lián)在一起，但是考慮變電站的電氣設(shè)備具體

65、布置時(shí)，由于變壓器和母線之間還有開關(guān)設(shè)備，按照設(shè)備相互之間應(yīng)留有一定的安全間距的要求，所以安裝在母線上的避雷器和主變壓器之間必然會(huì)出現(xiàn)一段距離L，當(dāng)入侵波的波陡度和聯(lián)線距離較大時(shí)，則絕緣被擊穿而使變壓器破壞。本設(shè)計(jì)中母線采用的避雷器型號為，10KV母線采用的避雷器型號為。采用合成絕緣無間隙氧化鋅避雷器. 8 配電裝置的平面設(shè)計(jì) 8.1 配電裝置的要求 配電裝置是變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求

66、，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：（1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，如節(jié)約土地。（2）保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離。（3）便于檢修、巡視和操作。（4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)。（5）安裝和擴(kuò)建方便。 8.2 配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟 （1）根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器的型式、出線多少和方式，有無電抗器，地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式。 （2）擬定配電裝置的配置圖。 （3）按照所選設(shè)備的外形尺寸、運(yùn)輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照規(guī)程參考典型設(shè)計(jì)繪制圖。 8.3 配電裝置型式的選擇原則選擇 配電裝置的型式，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 8.4各種配電裝置的特點(diǎn) 屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地