220kv變電所設(shè)計(jì).doc

220kV變電站設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)書主要介紹了220kV區(qū)域變電所電氣一次部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有220kV區(qū)域變電所的電氣主接線的選擇，主變壓器、所用變壓器的選擇，母線、斷路器和隔離開關(guān)的選擇，互感器的配置，220kV、110kV、35kV線路的選擇和短路電流的計(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：變電站；主接線；變壓器ABSTRACTThe design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and short-circuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety of the entire substation.Keywords: substation; main connection; transformer第一章 原始資料設(shè)計(jì)條件：1. 變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位：本所系220kV區(qū)域性降壓變電所，供電電壓分別為110kV和35kV兩個(gè)電壓等級。由系統(tǒng)以兩回220kV線路向本所送電，并由兩回220kV線路向后繼的兩個(gè)變電所轉(zhuǎn)送40000kVA容量。2. 電力系統(tǒng)提供的原始資料：1) 電力系統(tǒng)短路容量：最大運(yùn)行方式時(shí)，由系統(tǒng)供給的短路容量為2500MVA；最小運(yùn)行方式時(shí)，由系統(tǒng)供給的短路容量為1800MVA。2) 電力系統(tǒng)的電源情況：220kV側(cè)為雙電源供電，兩回負(fù)荷線路分別供給后繼的兩個(gè)不同的220kV降壓變電所；110kV及35kV側(cè)無電源。3. 本變電所的負(fù)荷情況及出線回路數(shù)：1) 220kV出線（包括兩回電源線）4回，方向向北，通過兩回負(fù)荷線，每回線路向后繼變電所轉(zhuǎn)送20000kVA。2) 110kV出線6回，方向向東，每回線路負(fù)荷為18MW，功率因數(shù)為0.9，負(fù)荷同時(shí)率取0.9。3) 35kV出線10回，方向向南，每回線路負(fù)荷為2.4MW，功率因數(shù)為0.85，負(fù)荷同時(shí)率取0.85。第二章 變電所電氣主接線的確定電氣主接線是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的設(shè)計(jì)形式直接關(guān)系全所電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的布置。它的設(shè)計(jì)應(yīng)以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策及有關(guān)技術(shù)規(guī)范為準(zhǔn)則，結(jié)合工程具體特點(diǎn)來確定，要求安全可靠、穩(wěn)定靈活、方便經(jīng)濟(jì)。2.1 主變壓器容量和臺數(shù)的選擇2.1.1 主變壓器的臺數(shù)：待設(shè)計(jì)變電所為大型的區(qū)域變電所，要求電壓質(zhì)量是可以調(diào)節(jié)的，現(xiàn)在市場上生產(chǎn)的變壓器的容量，選擇2臺變壓器能滿足負(fù)荷的要求。2.1.2主變壓器容量：根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，變壓器的容量應(yīng)保證在有一臺檢修的情況下，其他變壓器能帶全部負(fù)荷的70%，即主變的容量應(yīng)滿足70%的負(fù)荷需求。110kV 側(cè)： P1=108kV, Q1=P1*tan1=52.31kVar35kV 側(cè)： P2=24kV, Q2=P2*tan2=14.88kVar則 =131.90MVASN0.7=92.33MVA因此選擇主變?nèi)萘繛?20MVA變壓器。2.1.3主變型式：本設(shè)計(jì)220kV降壓到110kV和35kV兩個(gè)電壓等級，因此采用三繞組變壓器。2.1.4調(diào)壓方式：根據(jù)地區(qū)及負(fù)荷的要求，變壓器選擇有載調(diào)壓方式。根據(jù)以上原則，查閱有關(guān)資料，選擇的主變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-1：型 號 SFPSZ7 -120000 / 220容 量 120 MVA容 量 比 120/120/120額定電壓高壓22081.25%中壓121低壓38.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 YN，yn0,d11損 耗空載144 kW負(fù)載480 kW空載電流 0.9 %阻抗電壓高-中14 %高-低24 %中-低8 %2.2 電氣主接線方案的選擇2.2.1電氣主接線的概述電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，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)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，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、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。2.2.2電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。這三者是一個(gè)綜合概念，不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)其中的某一種特性，也不能忽略其中的某一種特性。但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。2.2.3電氣主接線設(shè)計(jì)的原則電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)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、標(biāo)準(zhǔn)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、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。2.2.4 電氣主接線的選擇本變電所220kV側(cè)出線4回，可選用雙母線接線、雙母線帶旁路接線；110kV側(cè)出線6回，可選用雙母線接線、雙母線帶旁路接線；35kV側(cè)出線10回，可選用雙母線接線、單母線分段接線。按照要求進(jìn)行分析，現(xiàn)列出以下兩種主接線設(shè)計(jì)方案。方案一：220kV、110kV側(cè)雙母線帶旁路母線接線，35KV側(cè)單母線分段接線。220kV進(jìn)出線四回，由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)格高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。35kV側(cè)選用單母線分段接線，對主要用戶可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。但當(dāng)母線故障時(shí)，該段母線的回路都要停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案二：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、35KV側(cè)單母線分段接線。110kV側(cè)采用雙母線接線具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，而且檢修另一組母線時(shí)不會停止對用戶持續(xù)供電，投資相對雙母線帶旁路接線要少，經(jīng)濟(jì)性更好一些。現(xiàn)對兩種方案列表2-1，比較如下：表2-1 電氣主接線方案比較項(xiàng)目方案可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性方案一：220kV、110kV側(cè)雙母帶帶旁路母線接線、35kV側(cè)單母線分段接線 較高好差方案二：220kV側(cè)雙母線帶旁路接線，110kV側(cè)雙母接線、35kV側(cè)單母線分段接線。較高較好好綜合考慮兩種電氣主接線的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第二種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。主接線圖如圖所示：第三章 短路電流的計(jì)算3.1 短路電流計(jì)算的目的及規(guī)定3.1.1 短路電流計(jì)算的目的：在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。3.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定：1. 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；2. 短路種類：一般以三相短路計(jì)算；3. 接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。4. 短路電流計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。5. 計(jì)算容量：應(yīng)按工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。3.2 短路電流的計(jì)算取基準(zhǔn)容量為：Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓為UB1=230kV, UB2 = 115kV, UB3=37kV.3.2.1 計(jì)算變壓器電抗：0.5 (14+24-8)=150.5 (14+8-24)=-100.5（8+24-14）=9各繞組等值電抗標(biāo)幺值為：15/120=0.1259/120=0.075系統(tǒng)等值電路圖為：220kV110kVXt1*Xt3*Xt2*d1d2d3圖3-13.3 各短路點(diǎn)短路計(jì)算 1.d1 點(diǎn)（220kV 側(cè))短路 等值電路圖可簡化為： 圖3-2 系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值為：短路電流標(biāo)幺值： 折算到220kV 側(cè)短路電流有名值：kA取電流沖擊系數(shù) Kch=1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路全電流最大有效值：kA沖擊電流 : kA短路容量: MVA 2.d2 點(diǎn)（110kV 側(cè))短路 等值電路圖可簡化為： 圖3-3 短路電流標(biāo)幺值：kA折算到110kV 側(cè)短路電流有名值：kA取電流沖擊系數(shù) Kch=1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路全電流最大有效值：kA沖擊電流 : kA短路容量: MVA3.d3 點(diǎn)（35kV 側(cè))短路 等值電路圖可簡化為： 圖3-4短路電流標(biāo)幺值：kA折算到110kV 側(cè)短路電流有名值：kA取電流沖擊系數(shù) Kch=1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路全電流最大有效值：kA沖擊電流 : kA短路容量: MVA第四章 電氣設(shè)備的選擇4.1 選擇設(shè)計(jì)的一般規(guī)定電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲杏嗟?，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求。電氣設(shè)備的選擇，應(yīng)依據(jù)以下規(guī)定：4.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則：（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（4）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；（6）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致；（7）選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。4.1.2 其它相關(guān)的一些規(guī)定正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。4.2電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)4.2.1主變壓器持續(xù)工作電流的計(jì)算:220kV高壓側(cè)：A110KV中壓側(cè)：A35 KV低壓側(cè): A4.2.2斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在變電所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù) ，故障時(shí)，斷路器通常以繼電保護(hù)的方式配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35kV220kV一般采用SF6斷路器。4.2.2.1 按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（）的短路電流的有名值，即： 高壓斷路器額定開斷電流（kA） 短路電流的有名值（kA）4.2.2.2 短路分?jǐn)嚯娏鞯倪x擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在開斷短路時(shí)的安全，斷路器額定開斷電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值，即：或 斷路器額定開斷電流 額定動(dòng)穩(wěn)定電流 短路沖擊電流4.2.2.3 開斷時(shí)間的選擇對于110kV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間應(yīng)大于0.04 0.06s。1.220kV側(cè)斷路器:1）額定電壓選擇：=230kV2）額定電流選擇： =330.66A3）按開斷電流選擇： = 6.276（kA） 4）按短路開斷電流選擇： = 15.975（kA） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6220型SF6斷路器其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，額定開斷電流40kA，短路關(guān)合電流55kA，動(dòng)穩(wěn)定電流峰值55kA，4S熱穩(wěn)定電流40kA，固有分閘時(shí)間0.042S，合閘時(shí)間0.2S，全開斷時(shí)間0.075S。5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為5S，則：= 0.075 + 5 = 5.07（S） 因?yàn)?，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時(shí)間曲線，查得= 4.3s=（5.075）+ 4.3 = 4.37s kA2s kA2s即 滿足要求；6）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 15.975(kA)1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時(shí)間表，查得= 4.3s=（5.065）+ 4.3 = 4.36（s）（kA2s）（kA2s）即滿足要求。6）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 12.47(kA)滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 42.842(kA) 滿足要求；4）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 15.975(kA) 80(kA) 滿足要求由上述計(jì)算表明，選擇GW7220DW型隔離開關(guān)能滿足要求，由計(jì)算可列出GW7220DW型隔離開關(guān)數(shù)據(jù)如表4-4：表4-4 GW7220DW型隔離開關(guān)數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目GW7220DW產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)252kV230kV1600A661A3072kA2s515.40kA2s80kA15.975kA2. 110kV側(cè)隔離開關(guān):1）額定電壓：=115（kV）2）額定電流： =661.33（A）根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5110型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓110kV，最高工作電壓126kV，額定電流2000A，動(dòng)穩(wěn)定電流100kA，4S熱穩(wěn)定電流有效值31.5kA。3）檢驗(yàn)熱穩(wěn)定： = 4.36S（kA2s）（kA2s）即：滿足要求4）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 12.47(kA)滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： 42.842(kA)0.93）電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在635kV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110220kV配電裝置中一般采用半級式電磁式電壓互感器。220kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。4）按容量的選擇互感器的額定二次容量（對應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級），應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷，即：= 、 儀表的有功功率和無功功率1.220kv母線電壓互感器:220KV側(cè)母線所連的電壓互感器的選擇，選用JCC-220型電壓互感器：型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級下的額定容量最大容量（VA）屋外單相JCC2200.51320005001000校驗(yàn)：（1）一次電壓：198kVU242kV 滿足要求（2）二次電壓：根據(jù)情況而定（3）準(zhǔn)確級：選用0.5級，保證設(shè)備對準(zhǔn)確級的要求 （4）保證二次負(fù)荷在允許范圍時(shí)S22.110kv 母線電壓互感器:110KV側(cè)母線所連的電壓互感器的選擇，選用JCC-110型電壓互感器：型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級下的額定容量最大容量（VA）屋外單相JCC1100.51320005002000校驗(yàn)：（1）一次電壓：98kVU121kV 滿足要求（2）二次電壓：根據(jù)情況而定（3）準(zhǔn)確級：選用0.5級，保證設(shè)備對準(zhǔn)確級的要求 （4）保證二次負(fù)荷在允許范圍時(shí)S23.35kv 母線電壓互感器:35KV側(cè)母線所連的電壓互感器的選擇，選用JDJJ-35型電壓互感器：型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級下的額定容量最大容量（VA）屋外單相JDJJ350.5131200150250600校驗(yàn)：（1）一次電壓：31.5kVU38.5kV 滿足要求（2）二次電壓：根據(jù)情況而定（3）準(zhǔn)確級：選用0.5級，保證設(shè)備對準(zhǔn)確級的要求 （4）保證二次負(fù)荷在允許范圍時(shí)S2 4. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)5.硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)導(dǎo)體最大計(jì)算相間應(yīng)力不應(yīng)超過導(dǎo)體材料允許應(yīng)力，即1. 220KV母線的選擇: A按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查表初選單條矩形鋁導(dǎo)體，豎直布置。由于戶外裝置，最高溫度為36，得到K=0.87。I=0.871168=1016AA型號截面70度時(shí)長期載流量（環(huán)境溫度25度）6301168A熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ；滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 2.110KV母線的選擇:A按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查表初選單條矩形導(dǎo)體，豎直放置。由于戶外裝置，最高溫度為36，得到K=0.87。I=0.87586=509.82AA型號截面70度時(shí)長期載流量（環(huán)境溫度25度）200586A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：；滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。3.35KV母線的選擇:A查表初選單條矩形導(dǎo)體，豎直放置。由于戶外裝置，最高溫度為36，得到K=0.87。I=0.871542=5742AA型號截面70度時(shí)長期載流量（環(huán)境溫度25度）巨型鋁母線LMY-24880mm26600A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：；滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。4.2.7 防雷保護(hù)的簡單設(shè)計(jì)4.2.7.1變電站的直擊雷保護(hù)為了避免變電站的電氣設(shè)備及其他建筑物遭受直接雷擊，需要裝設(shè)避雷針或避雷線，使被保護(hù)物體處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)；同時(shí)還要求雷擊避雷針或避雷線時(shí)，不應(yīng)對被保護(hù)物發(fā)生反擊。（一） 變電站應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置的設(shè)施1 屋外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道；2 油處理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、裝設(shè)油臺、大型變壓器修理間、易燃材料倉庫等建筑物；3 雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)的主廠房、主控制室和高壓屋內(nèi)配電裝置室。（二） 直擊雷保護(hù)的措施1. 對主廠房需裝設(shè)的直擊雷保護(hù)，或?yàn)榱吮Ｗo(hù)其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)的避雷針，應(yīng)采取如下措施： （1）加強(qiáng)分流：用扁鋼將所有避雷針?biāo)竭B接起來，并與主廠房內(nèi)鋼筋焊接成一體。在適當(dāng)?shù)胤浇右戮€，一般應(yīng)每隔1020m引一根。引下線數(shù)目盡可能多些；（2）防止反擊：設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線的入地點(diǎn)，避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備；（3）裝設(shè)集中接地裝置：上述接地應(yīng)與總接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻應(yīng)不大于10。2.主控制室及屋內(nèi)配電裝置直擊雷的保護(hù)措施：（1）若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地；（2）屋頂為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地。綜上，對變電所必須進(jìn)行防雷保護(hù)的對象和措施，可見下表： 表8-1 變電所必須進(jìn)行防雷保護(hù)的對象和措施建筑物及構(gòu)筑物名稱建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)防雷措施110kV及以上配電裝置金屬結(jié)構(gòu)在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針或獨(dú)立避雷針鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針或獨(dú)立避雷針。當(dāng)在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針時(shí)，可將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接地，作引下線的鋼筋不少于2根屋外安裝的變壓器裝設(shè)獨(dú)立避雷針屋外組合導(dǎo)線及母線橋裝設(shè)獨(dú)立避雷針；在不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針時(shí)，考慮在附近主廠房屋頂裝設(shè)避雷針主控制樓（室）金屬結(jié)構(gòu)金屬架構(gòu)接地但在雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)應(yīng)設(shè)獨(dú)立避雷針鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)鋼筋焊接成網(wǎng)并接地屋內(nèi)配電裝置鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)鋼筋焊接成網(wǎng)并接地變壓器檢修間鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)鋼筋焊接成網(wǎng)接地本設(shè)計(jì)中采用220KV、110KV配電裝置構(gòu)架上裝設(shè)避雷針，35KV屋內(nèi)配電裝置上裝設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行直接保護(hù)，鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)焊接成網(wǎng)并接地，為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。4.2.7.2變電站的侵入雷電波保護(hù) （一）配置原則 變電站采用避雷針保護(hù)后，電氣設(shè)備幾乎可以免受直接雷擊。而在與變電站相連的長達(dá)數(shù)十、數(shù)百公里的輸電線路上，雖然有避雷線保護(hù)，但由于雷電的繞擊和反擊，仍然會危及變電站中的電氣設(shè)備。雷擊線路時(shí)無論發(fā)生繞擊還是反擊，都會自雷擊點(diǎn)產(chǎn)生向變電站方向傳播的入侵電壓波，入侵電壓波的最大幅值等于線路絕緣的沖擊放電電壓，而變電站電氣設(shè)備的絕緣水平通常低于低壓線路的絕緣水平，因此入侵波對變電站的電氣設(shè)備會構(gòu)成嚴(yán)重威脅。變電站中限制雷電入侵波過電壓的主要措施是裝設(shè)避雷器。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。對于220kV及以下的一般變電站，無論變電站的電氣主接線形式如何，實(shí)際上只要保證每一段可能單獨(dú)運(yùn)行的母線上都裝有一組避雷器，就可以使整個(gè)變電站得到保護(hù)。只有當(dāng)母線或設(shè)備連接線很長的大型變電站，或靠近大跨越、高桿塔的特殊變電站，經(jīng)過計(jì)算或驗(yàn)證證明以上布置不能滿足要求時(shí)，才需要考慮是否在適當(dāng)位置增設(shè)避雷器。根據(jù)避雷器的配置原則，本設(shè)計(jì)中配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。此外，變壓器中性點(diǎn)接地必須裝設(shè)避雷器，并接在變壓器和斷路器之間。避雷器的類型選擇為閥式避雷器。（二）避雷器的選擇1、磁吹閥式避雷器的電氣參數(shù)如下：（1）額定電壓Ube：避雷器的額定電壓應(yīng)與其安裝地點(diǎn)系統(tǒng)的額定電壓等級相同。（2）滅弧電壓Umi：對35kV及以下的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，滅弧電壓取為最高工作線電壓的100%110%；對110kV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，滅弧電壓取為系統(tǒng)最大工作線電壓的80%。（3）工頻放電電壓Ugf：指在工頻電壓作用下，避雷器發(fā)生放電的電壓值。在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運(yùn)行相電壓的3.5倍；在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓的3倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍。（4）殘壓Ubc：按計(jì)算來確定。（5）沖擊放電電壓Uchfs：我國生產(chǎn)的避雷器其沖擊放電電壓與5kA的殘壓基本相同。2、避雷器的選擇與校驗(yàn)（1）220KV側(cè)避雷器的選擇與校驗(yàn)型式的選擇 根據(jù)規(guī)程及本設(shè)計(jì)，選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。額定電壓的選擇： 因此選 FCZ-220避雷器，其參數(shù)如下表8-2所示。滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作電壓：直接接地：，滿足要求。表8-2 避雷器參數(shù)型號額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電峰值（1.5/20）不大于（kV）沖擊殘壓不大于（kV）不小于不大于FCZ-220220252503580710740工頻放電電壓校驗(yàn)：下限值：上限值： 580kV上、下限值均滿足要求。殘壓校驗(yàn)：，滿足要求。沖擊放電電壓校驗(yàn)：,滿足要求。綜上，所選FCZ-220 型避雷器滿足要求（2）110KV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)型式的選擇 根據(jù)規(guī)程及本設(shè)計(jì)，選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。額定電壓的選擇： 因此選FCZ-110避雷器，其參數(shù)如下表8-3所示。滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作電壓： 直接接地： KV，滿足要求。表8-3 避雷器參數(shù)型號額定電壓（kV）滅弧電壓有效