一個(gè)35KV的小型化變電所設(shè)計(jì)

1、i摘摘 要要近年來，隨著各中小城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體企業(yè)的迅速發(fā)展，用電負(fù)荷不斷增加，完善供電網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)供電半徑小、投資少的小型化變電所已勢在必行。此類用電存在著負(fù)荷發(fā)展迅速，負(fù)荷分散，負(fù)荷變化大的特點(diǎn)。因而變電站應(yīng)加快建設(shè)步伐，縮短建設(shè)周期，多布點(diǎn)、小型化。根據(jù)這一思想，設(shè)計(jì)一個(gè) 35kv 的小型化變電所。設(shè)計(jì)的目的是為了適應(yīng)農(nóng)村用電，滿足農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)的依據(jù)是以三胡 35kv 變電所為背景資料，根據(jù)實(shí)地調(diào)查并預(yù)測未來幾年的負(fù)荷變化，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35kv，10kv 的主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，根據(jù)最大

2、持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對高壓斷路器，隔離開關(guān)，母線，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，而且對電氣平面布置以及變電所的各種保護(hù)也作了詳細(xì)的分析，提出了較為優(yōu)化的設(shè)計(jì)和建設(shè)方案，從而完成了35kv 電氣一、二次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 變電所, 小型化, 設(shè)計(jì)iiabstractabstractin recent years, with the rapid development of all small and medium-sized cities , villages and towns , micro-business, power consuming load is inc

3、reasing constantly, perfect the network of supplying power, it has already imperative to build the miniaturization transformer substation small in radius of electricity supplying, with little investment. this kind of has load to develop rapidly with electricity, load is scattered, load changes great

4、 characteristic. therefore the transformer substation should quicken the steps of found, shorten construction period, miniaturization. according to this minddesign the miniaturization transformer substation of one 35kv. the purpose to design is to use the electricity for adapting to the countryside

5、and meet demands of rural economy development.basis that design to take 35kv transformer substations of sanhu as the materials , change according to field investigation and load that predict the following several years , and through an analysis of load materials, safe, the economy and dependability

6、are considered, confirm 35 kv, to wire mainly 10 kv, calculate and supply power range not to confirm main voltage transformer platform count through load, capacity and type , the result of calculation of calculating that and short out according to the largest lasting job electric current, to the hig

7、h-pressure circuit breaker, isolate the switch, the bus bar , voltage mutual inductor, the mutual inductor of electric current has carried on the selecting type, and fixed up to the electric level and various kinds of protection of the transformer substation have made of detailed analysis, have put

8、forward the design that is comparatively optimized and built the scheme, thus finished the design of 35kv electric part one , two times. keykey words:words: the transformer substation, miniaturization, design iii目錄目錄摘摘 要要 .i iabstractabstract .iiii1 1 變電所所址選擇變電所所址選擇 .1 11.1 規(guī)劃選所 .11.2 工程選所.11.3 變電所的

9、所址選擇一般要求 .12 2 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì) .3 32.1 電氣主接線的概念及基本要求 .32.2 主接線的設(shè)計(jì)原理.32.3 主接線的形式.32.3.1 單母線接線 .42.3.2 雙母線接線 .52.3.3 橋形接線 .62.3.4 多角形接線 .73 3 短路計(jì)算短路計(jì)算 .9 93.1 短路的種類.93.2 短路的原因及后果.93.2.1 短路的原因： .93.2.2 短路的后果： .93.3 短路計(jì)算的目的.93.4 變電所短路的計(jì)算 .93.5 短路電流計(jì)算在繼電保護(hù)的應(yīng)用.104 4 主設(shè)備選型主設(shè)備選型 .13134.1 主變壓器的選擇.134.2 隔離開關(guān)的選

10、擇.134.3 高壓斷路器選擇.134.4 電流互感器選擇.144.5 電壓互感器選擇.144.6 母線的選擇.145 5 配電裝置配電裝置 .16165.1 配電裝置的安全凈距.1652 配電裝置的形式.165.2.1 屋外配電裝置 .165.2.2 屋內(nèi)配電裝置 .166 6 過電壓與防雷設(shè)計(jì)過電壓與防雷設(shè)計(jì) .1818iv6.1 過電壓的產(chǎn)生和分類.186.2變電所的防雷設(shè)計(jì)原則 .196.3變電所主要防雷設(shè)備 .196.4 變電所的防雷設(shè)計(jì) .196.4.1 35kv 進(jìn)線段的防雷設(shè)計(jì).196.4.2變電所防雷設(shè)計(jì) .196.4.3 35kv 和 10kv 母線以及主變壓器防雷設(shè)備的選

11、擇 .207 7 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)接地網(wǎng)設(shè)計(jì) .21217.1 接地網(wǎng)的一般要求和接地范圍 .217.1.1 要求主要有以下幾點(diǎn)： .217.1.2接地范圍 .217.2 接地電阻.227.3接地短路電流的計(jì)算值 .227.4接地網(wǎng)的布置 .227.5避雷針和避雷器的接地 .237.6接地裝置的計(jì)算 .238 8 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) .24248.1 繼電保護(hù)的基本概念.248.1.1 供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況 .248.1.2 供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù) .248.2 繼電保護(hù)的基本原理.248.3 對繼電保護(hù)裝置的基本要求.258.4 主變壓器與 10 線路的繼電保護(hù).269 9 所用電所用

12、電 .2929結(jié)束語結(jié)束語 .3030致致 謝謝 .3131參考參考文文獻(xiàn)獻(xiàn) .3232附錄附錄 .343411 1 變電所所址選擇變電所所址選擇在新建的送變電工程中，變電所的所址選擇是工程建設(shè)前期工作一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，對整個(gè)工程建設(shè)的投資費(fèi)用和投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性及生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起重要作用。結(jié)合特殊的地理、地形條件，把所址選定、選好，是繪就電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃藍(lán)圖的基礎(chǔ)。只有科學(xué)地選擇所址和線路路徑，才能使未來的電力網(wǎng)絡(luò)安全、經(jīng)濟(jì)和可靠地服務(wù)于本區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)。同時(shí)，滿足供電生產(chǎn)部門科學(xué)管理電網(wǎng)的需求。因此，如何選擇好變電所的所址是一個(gè)值得探討問題。變電所的所址選擇工作可分為兩個(gè)階段即規(guī)劃選所

13、和工程選所。11.11.1 規(guī)劃選所規(guī)劃選所電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)在國家產(chǎn)業(yè)和能源政策指導(dǎo)下，在國民經(jīng)濟(jì)綜合平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,指出了電力系統(tǒng)具體發(fā)展方案及電源和電網(wǎng)建設(shè)的主要技術(shù)原則。規(guī)劃選址一般在編制電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃時(shí)進(jìn)行，先對規(guī)劃電網(wǎng)可能布置變電所的點(diǎn)進(jìn)行預(yù)先選擇，然后利用充分的技術(shù)資料進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較，從而規(guī)劃出新建變電所的地點(diǎn)或范圍。但是由于是規(guī)劃性的工作，隨著電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷的變化而相應(yīng)發(fā)生變化1.21.2 工程選所工程選所在工程項(xiàng)目建設(shè)得到批準(zhǔn)后，設(shè)計(jì)進(jìn)入可行性研究階段，而進(jìn)行的所址定點(diǎn)，稱為工程選所。工程選所根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中所確定的地點(diǎn)或范圍進(jìn)行。工程選所應(yīng)結(jié)合一定的變電所模式及基

14、本平面布置。工程技術(shù)人員應(yīng)充分考慮規(guī)劃時(shí)期的設(shè)備發(fā)展方向和變電所建設(shè)模式基本選定電氣布置方案，然后據(jù)此進(jìn)行選址。同時(shí)，應(yīng)考慮一定的發(fā)展余地，考慮擴(kuò)建的可能性。1.31.3 變電所的所址選擇一般要求變電所的所址選擇一般要求（1）所址靠近供電區(qū)域負(fù)荷中心通常先對變電所的供電對象，負(fù)荷分布情況以及近期和遠(yuǎn)期在電力系統(tǒng)中的地位作用，作出綜合分析，選擇比較接近負(fù)荷中心的位置作為所址，以便減少工程建設(shè)投資及電網(wǎng)損耗。（2）使地區(qū)電源分布合理應(yīng)充分考慮變電所所在地區(qū)原有電源、新建電源及規(guī)劃建設(shè)電源使電源布局分散，既可達(dá)到安全可靠供電的目的，又可減少二次網(wǎng)的投資和電網(wǎng)損耗。（3）高低各側(cè)進(jìn)出線方便統(tǒng)籌安排好變

15、電所各級電壓出線的走廊。不僅要使進(jìn)出線方便，而且要使送電線路交叉、跨越少,轉(zhuǎn)角少。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃預(yù)留擴(kuò)建位置。高壓架空進(jìn)出線路走廊的位置應(yīng)同時(shí)確定。（4）交通運(yùn)輸方便2不僅要考慮變電所施工時(shí)設(shè)備材料及變壓器等大型設(shè)備的運(yùn)輸，還要考慮長期運(yùn)行、檢修的交通運(yùn)輸方便。一般情況下所址要靠近公路。公路引進(jìn)路程要短，以便減少投資。（5）其他要求應(yīng)貫徹節(jié)約用地的精神，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地?？傮w占地面積應(yīng)根據(jù)最終規(guī)模確定。結(jié)合具體工程條件，采用中型屋外布置；應(yīng)合理選擇、充分利用地形，盡量減少挖填土方量。同時(shí)，應(yīng)注意防洪，并滿足泄洪要求， 35kv 變電所的標(biāo)高宜在 50 年一遇的水位上；否則應(yīng)設(shè)防護(hù)

16、設(shè)施；踏勘所址的山洪及地質(zhì)條件，不應(yīng)受山洪沖刷，應(yīng)避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞等不利的地質(zhì)地帶；變電所應(yīng)具有可靠的水源、排水應(yīng)方便，施工臨時(shí)用水、用電應(yīng)能方便引入；周圍環(huán)境應(yīng)無明顯污穢，如空氣污穢時(shí)，變電所所址應(yīng)選在受污染影響最小處，如有污染源，應(yīng)在污染源的上風(fēng)側(cè)；應(yīng)兼顧供電區(qū)負(fù)荷中心和行政中心，并考慮將來運(yùn)行、檢修及管理人員的生活方便和生產(chǎn)生活水源?？傊?，變電所所址選擇是一項(xiàng)復(fù)雜而繁鎖的工作，不僅要綜合考慮地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)劃，還要對周圍的環(huán)境進(jìn)行分析研究，從而得出一個(gè)比較切合實(shí)際的最佳方案。只有選出較為滿意的所址，才能很好的服務(wù)于規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行管理。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)上面的條件

17、，來選擇變電所的所在地址的。32 2 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì)2.12.1 電氣主接線的概念及基本要求電氣主接線的概念及基本要求在變電所中變壓器、母線、隔離開關(guān)、斷路器以及線路等相互之間的連接，必須滿足一定的要求，以保證電能的變換與輸送。它們的連接對供電的可靠性、運(yùn)行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理起著決定性的作用。所謂主接線就是指上述高壓電器的通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的通道，成為強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)。 主接線是變電所電氣部分的主體，對變電所的建設(shè)投資，安全經(jīng)濟(jì)分析運(yùn)行有著重大的影響，直接關(guān)系變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由于主接線重要，在設(shè)計(jì)過程中與諸多因素有關(guān)，要正確、合理的設(shè)計(jì)主

18、接線就必須綜合處理各方面的因素，并經(jīng)過深入的經(jīng)濟(jì)，技術(shù) 比較最終確定。3 , 2對主接線的要求：（1）可靠性；（2）靈活性、方便性、適應(yīng)性； （3）經(jīng)濟(jì)性（投資省，占地面積小，年運(yùn)行費(fèi)用少） ；（4）標(biāo)準(zhǔn)化；2.22.2 主接線的設(shè)計(jì)原理主接線的設(shè)計(jì)原理主接線是決定變電所性質(zhì)特點(diǎn)和技術(shù)性質(zhì)的主要因素。因此對主接線的理解不能只局限于它是若干電氣設(shè)備的連接線能夠成的電能回路，而應(yīng)考慮主接線型式的同時(shí)，還要確定設(shè)備和裝置的參數(shù)型式和數(shù)量，而且首先要確定主變壓器、斷路器等設(shè)備的參數(shù)型式和數(shù)量然后在確定相關(guān)的保護(hù)，控制及變電所的內(nèi)部運(yùn)行管理等問題。主接線不僅決定著基建投資、年運(yùn)行費(fèi)用和計(jì)算費(fèi)用的多少而且

19、還決定著它們在多年連接運(yùn)行中的運(yùn)行性能。甚至將對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，4因此在合理的選擇變電所的電氣主接線是整個(gè)電網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中最重要的工作。2.32.3 主接線的形式主接線的形式主接線是以電源和引出線為基本環(huán)節(jié)，以母線為中間環(huán)節(jié)，構(gòu)成電能通道。其基本形式有兩種，一是有匯流母線；二是無匯流母線。有匯流母線的主接線，由于匯流排的存在能起到匯流和分配電能的作用，故可以在進(jìn)出線數(shù)目使得整個(gè)主接線以母線為分界，分為進(jìn)線部分和出現(xiàn)部分，接線簡單明了，運(yùn)行方便，也較便于發(fā)展與擴(kuò)展，同時(shí)還可以在一定程度上提高運(yùn)行的可靠性。該類主接線形式主要有：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路

20、母線以及旁路隔離開關(guān)等接線。無匯流母線的主接線省去了母線這一環(huán)節(jié)使得整個(gè)配電裝置占地較省，但不易4發(fā)展與擴(kuò)建。其主要形式有：橋形接線、發(fā)電機(jī)變壓器單元接線、變壓器線路單元接線、擴(kuò)大單元接線、多邊形接線。2.3.12.3.1 單母線接線單母線接線單母線接線分單母接線和單母分段接線。單母線接線的特點(diǎn)是電源和供電線路連在同意母線上,其典型圖如圖 2.1 所示。 圖 2.1 單母線接線 為了便于投入和切除任何一條進(jìn)出引線，在每條引線都裝有可以切除負(fù)荷電流和故障電流的斷路器。單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、清晰、采用設(shè)備少，投資省，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。其缺點(diǎn)是不夠靈活可靠，當(dāng)母線或母線

21、隔離開關(guān)發(fā)生故障檢修時(shí)，均需斷開電源造成整個(gè)所停電。單母線分段接線保留了單母線接線本身的簡單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用，其典型圖如圖 2.2 所示 。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器 qf 后，即把母線分為兩段，這樣對重要用戶可以分別接于兩段母線上的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)能保證重要用戶不停電，另外，對兩段母線可以分別進(jìn)行檢修而不致用戶停電。5 圖 2.2 單母線分段接線 2.3.22.3.2 雙母線接線雙母線接線雙母線接線有兩組母線，兩組母線之間用母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接起來，每一個(gè)回路都通過一只斷路器和兩只隔離開關(guān)接到兩組母線上，其典型圖如圖 2.3

22、所示。當(dāng)母線斷路器斷開時(shí)，母線一組帶電，另一組母線不帶電，帶電的稱為工作母線不帶點(diǎn)的稱為備用母線，正常工作時(shí)接至工作母線上的隔離開關(guān)接通接到備用母線上隔離開關(guān)斷開。雙母線接線有如下特點(diǎn)：（1） 正常檢修時(shí)，不會(huì)中斷對用戶的供電；（2）當(dāng)修理任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路；（3） 工作母線故障時(shí)，可用備用母線，使迅速恢復(fù)供電；（4） 可用母聯(lián)斷路器代替任一回路需要檢修的斷路器，只需短時(shí)停電；（5） 在個(gè)別回路需要單獨(dú)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分出來，接至備用母線上。6圖 2.3 雙母線接線雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在不影響供電的情況下對母線系統(tǒng)進(jìn)行檢修。但是雙母線仍存在一些缺點(diǎn)：（1）接線較復(fù)

23、雜；（2）當(dāng)工作母線故障時(shí)，在切換母線過程中仍要短時(shí)停電。2.3.32.3.3 橋形接線橋形接線橋形接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線。橋形接線的主要優(yōu)點(diǎn)是，高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需要三臺斷路器。內(nèi)橋接線是將兩臺斷路器接在線路上，其典型圖如圖 2.4 所示,因此線路的斷開和投入是比較方便的。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)僅斷開該線路的斷路器，而另一回線路和兩臺變壓器仍可繼續(xù)工作。但是，當(dāng)一臺變壓器故障時(shí)，將斷開與變壓器相連的兩個(gè)斷路器，使一回路退出工作。因此，這種接線使用于較小容量的變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長故障率較高的情況。外橋接線也只適用于較小容量的變電所，其典型圖如圖 2.5 所示,并且變壓

24、器的切換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況。此外，當(dāng)線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形接線?？偲饋碚f，橋形接線的可靠性不是很高，有時(shí)也需要用隔離開關(guān)作為操作電器，7但由于使用電器少、布置簡單、造價(jià)低，而被廣泛應(yīng)用。圖 2.4 內(nèi)橋接線 圖 2.5 外橋接線 2.3.42.3.4 多角形接線多角形接線多角形接線是將個(gè)斷路器互相連接構(gòu)成閉合的環(huán)形。多角形接線按角的多少分三角形接線和四角形接線等,其典型圖分別如圖 2.6 和圖 2.7 所示。圖 2.6 三角形接線 圖 2.7 四角形接線8這種接線方式所用斷路器數(shù)目等于回路數(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是投資少，可靠性、靈活性高，占地面積小。其缺點(diǎn)是任一臺斷路器檢修時(shí)都

25、需要開環(huán)運(yùn)行，每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連接兩條回路，因此給 電路選擇帶來困難，并使繼電保護(hù)整定復(fù)雜化，而且不易擴(kuò)建。綜上對幾種主接線優(yōu)缺點(diǎn)的分析比較，在本 35kv 變電所的設(shè)計(jì)中，從經(jīng)濟(jì)合理、安全、可靠、檢修方便等方面考慮，35kv 母線采用單母線接線，10kv 母線采用單母線分段接線。其主接線圖參見附錄 1。93 3 短路計(jì)算短路計(jì)算3.13.1 短路的種類短路的種類短路的種類可分為：三相短路，兩相短路，單相接地短路，兩相不同接地點(diǎn)短路，幾種短路類型中，只有三相短路是對稱短路，其余的都是不對稱短路。53.23.2 短路的原因及后果短路的原因及后果3.2.13.2.1

26、 短路的原因：短路的原因：（1）電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化或遭受機(jī)械損傷或因雷擊過電壓引起絕緣損壞；（2）架空線路因大風(fēng)或?qū)w覆冰引起電桿倒塌或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體；（3）電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)，安裝及維護(hù)不良所致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路；（4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作。3.2.23.2.2 短路的后果：短路的后果：（1）設(shè)備遭到破壞，在短路處常常發(fā)生電弧燒毀電器設(shè)備；（2）電壓嚴(yán)重降低，對用戶生產(chǎn)生活影響極大；（3）電力系統(tǒng)穩(wěn)定遭到破壞；（4）不對稱短路所產(chǎn)生的零序電流，會(huì)嚴(yán)重影響通信線路工作，并且損壞設(shè)備及造成人身安全。3.33.3 短路計(jì)算的目的短路計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的，就在于通過計(jì)

27、算掌握短路電流的大小和變化規(guī)律，選取適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備、配置合理的繼電保護(hù)裝置，以使在短路發(fā)生時(shí)使損失降低到最小范圍內(nèi)，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，短路電流計(jì)算是變電所設(shè)計(jì)時(shí)不可缺6少的環(huán)節(jié)。3.43.4 變電所短路的計(jì)算變電所短路的計(jì)算 當(dāng)設(shè)計(jì)的變電所發(fā)生三相短路時(shí)，其次暫態(tài)、沖擊短路電流的大小和短路容量的大小。本設(shè)計(jì)的 35kv 變電所，由紅山 110kv 變電所供電，其變壓器容量為720mva，ud=10.5%.線路長 20km。（1）當(dāng) 35kv 母線與 10kv 母線三相短路，計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)。 此短路情況可認(rèn)為是無限大功率短路，取 sd=100mva，uav=37kv當(dāng) 35kv 母線短

28、路時(shí)；線路： xl*= 0.4*20*100/37=0.584 xt*=0.105*100/20=0.525ip=id/ xl*+ xt*=100/1.732*35*(0.584+0.525)=1.487ka10ish=kshipm=ksh*1.414ip=2.246kaish=2.55ip=3.792ka 短路功率：s=1.732*37*ip=95.29mva當(dāng) 10kv 母線短路時(shí)；變壓器 t：xt*=6.25/100 * 100/1250 *1000=5x* =0.584+2.5+0.525=3.609ie*= 1/ x*=0.277ie= ie*i=0.277*100/1.732*10

29、.5=1.523kaish=kshipm=2.67*ie=4.067kaish=1.61*ie=2.452ka短路功率：s=100*0.277=27.7mva（2）當(dāng)發(fā)生單相短路時(shí)，其短路電流的計(jì)算當(dāng) 10kv 母線發(fā)生單相短路時(shí)。變壓器 t： x1=x2=x0=6.25/100 *100/1.25=5 線路： x1=x2=0.4*20*100/10=8 x0=2x1=16復(fù)合網(wǎng)中：x1=5+8=13 x2=5+8=13 x3=5+16=21ika1=ika2=ika3=100/1.732*10/13+13+21=0.13ka短路點(diǎn)： i=3ika1=0.39ka3.53.5 短路電流計(jì)算在繼

30、電保護(hù)的應(yīng)用短路電流計(jì)算在繼電保護(hù)的應(yīng)用在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，主要是變壓器和線路的保護(hù)，其保護(hù)方式是過電流保護(hù) 和電流速斷保護(hù)。假設(shè)如圖在 k1、k2、k3短路，已知：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式標(biāo)幺阻抗為 4.5 最小運(yùn)行標(biāo)幺阻抗為 5。變壓器 t1、t2為 st1=st2=1250kva，uk1%=uk2%=6. 25%所用電流互感器便比為 200/5，取基準(zhǔn)容量為 sb=100mva。 運(yùn)行方式斷路器 5 時(shí)通時(shí)斷。 則：11（1）變壓器標(biāo)幺阻抗為 xt1*=xt2*= uk1%sb/ st1=5（2）短路電流計(jì)算當(dāng)斷路器 5 合閘時(shí)，在最小運(yùn)行方式時(shí)，變壓器低壓側(cè)三相短路，流過變壓器t1、t2的電流值

31、分別為 ik1、ik2因 xt1*=xt2*所以：ik1= ik2= ik/2 ib/ /x*=219.949(a)當(dāng)斷路器斷開，在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)短路電流為：ik1= ib/ x*=347.289(a)（3）變壓器速斷保護(hù)計(jì)算。動(dòng)作電流整定計(jì)算原則：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下斷路器 5 斷開時(shí)，變壓器低壓側(cè)發(fā)生三相短路，速斷保護(hù)不動(dòng)作。保護(hù)的一次動(dòng)作電流值： i1=krel*iklmax=1.3*347.289=451.475(a) 繼電器動(dòng)作電流： i1j=i1/nta kjx= =krel*kjx* iklmax/nta=40.745/40=11.287(a)式中：

32、krel可靠系數(shù)取 1.3； kjx 接線系數(shù)取 1； nta電流互感器變比 200/5； iklmax低壓側(cè)最大三相短路流。靈敏度校驗(yàn)，按保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)， （k2 點(diǎn)短路）最小短路電流校驗(yàn)。斷路器合閘狀態(tài) ksen=ik3min(安裝)/i1 ik3min(安裝)=0.866*ib/xxtmin=571.387(a) ksen=571.387/451.475=1.32保護(hù)合乎標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè) 10kv 母線短路，最大短路容量為 100mva，最小短路容量為 50mva，電流互感器變比為 200/5 。 取基準(zhǔn)容量 sb=100mva,基準(zhǔn)電壓 ub=10.5kv,基準(zhǔn)電流為5.5ka。系統(tǒng)阻

33、抗 xxtmax=1;xxtmin=2。則當(dāng) 10kv 母線短路時(shí)；最大運(yùn)行方式的三相短路電流為： i1=ib/xxtmax=5.5/1=5.5（ka）最小運(yùn)行方式下的三相短路電流： i2= ib/ xxtmin=5.5/2=2.75（ka）最小運(yùn)行方式時(shí)的兩相短路電流： i2=3/2*i2=0.866*2750=2381.5（a）定時(shí)限電流保護(hù)整定計(jì)算；保護(hù)一次動(dòng)作電流的整定：i=krelkzqile/kre=1.2*3*65.25/0.85=276.35 (a)繼電器動(dòng)作電流：i=276.35/40=6.909(a)靈敏校驗(yàn)：ksen=2381.5/276.35=8.62由上計(jì)算可知，靈敏

34、度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。134 4 主設(shè)備選型主設(shè)備選型4.14.1 主變壓器的選擇主變壓器的選擇主變壓器在電氣設(shè)備投資中所占比例較大,同時(shí)與之想適應(yīng)的配電裝置,特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大,因此主變壓器的選擇對變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)影響很大.主變壓器的選擇主要從臺數(shù)、容量及容量三方面確定。主變壓器的單臺容量可以作的很大，而且單位容量的造價(jià)(元/kva)隨著單臺容量的增加而降低。因此減少變壓器的臺數(shù)提高單臺容量可以降低變壓器本題投資。由于變壓器臺數(shù)的減少，與之配套的配電設(shè)備也相應(yīng)減少，并使配電結(jié)構(gòu)簡化，布置清晰，占地面積，施工工作量減少，從而取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。變壓器容量選擇時(shí)，采用的

35、基本原9 , 8則：在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與檢修狀態(tài)下，以具有一定持續(xù)時(shí)間的日負(fù)荷選擇主變壓器的額定容量，日負(fù)荷持續(xù)時(shí)間很短的部分可由變壓器的過載滿足；并聯(lián)運(yùn)行的主變壓器以隱備用作為事故備用，只要求短時(shí)保持原有傳輸容量并應(yīng)計(jì)及變壓器的短時(shí)過負(fù)荷能力；主變壓器檢修時(shí)間間隔很長，檢修時(shí)間很短，合理作好檢修與運(yùn)行調(diào)度。因此，在本設(shè)計(jì)中，主變壓器可以選擇 2 臺，以相互備用；其容量確定為1250kva（以三胡全鄉(xiāng)的日負(fù)荷最高利用率 1000kw） 。主變壓器的形式一般選擇 s9型有載調(diào)壓變壓器。在本設(shè)計(jì)中，就是選擇此種變壓器，此變壓器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)新穎、損耗低、體積小、抗短路能力強(qiáng)。主變壓器的參數(shù)如表 4.

36、1表 4.1 主變壓器的參數(shù) 4.24.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇在選擇隔離開關(guān)時(shí)，應(yīng)注意所選的隔離開關(guān)的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓；額定電流不小于流過隔離開關(guān)的最大長期負(fù)荷電流；隔離開關(guān)允許的 動(dòng)穩(wěn)定電流值，不小于流過隔離開關(guān)的最大三相短路沖擊電流；隔離 開關(guān)允許的10s 熱穩(wěn)定電流發(fā)熱量，不小于隔離開關(guān)流過最大三相或兩相短路電流時(shí)，在其流過時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。 4.34.3 高壓斷路器選擇高壓斷路器選擇斷路器的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓；額定電流不小于流過斷路器長期最大負(fù)荷電流；斷路器的允許切斷電流，不小于流過斷路器的最大三相短路額定容量1250kva相 數(shù)3額定電壓

37、35kv/10.5kv頻 率50hz額定電流20.62a/68073a聯(lián)絡(luò)組標(biāo)號y d1114次暫態(tài)電流；允許的切斷容量，不小于流過斷路器的最大三相短路次暫態(tài)容量；允許的動(dòng)穩(wěn)定電流，不小于流過斷路器的最大三相沖擊電流；允許 ts 熱穩(wěn)定電流的發(fā)熱量 不小于最大三相或兩相短路電流在流過斷路器時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。因此，本設(shè)計(jì)中選擇 sf6 斷路器。表 4.2 隔離開關(guān)與高壓斷路器參數(shù)設(shè)備型號額定電壓（kv）額定電流（a）額定斷路電流（ka）動(dòng)穩(wěn)固電流（ka）熱穩(wěn)固電流（ka）隔離開關(guān)（1）gw535356304016隔離開關(guān)（2）gw1101020095高壓斷路器（1）lw8353516006.363

38、25高壓斷路器（2）lw310104006.3166.34.44.4 電流互感器選擇電流互感器選擇在電流互感器選擇時(shí)，從安裝地點(diǎn)和安裝方式確定其型式；為了保證測量儀的準(zhǔn)確度，選擇的互感器的準(zhǔn)確登基應(yīng)不低于所供測量儀表的準(zhǔn)確等級；電流互感器一次回路的額定電流應(yīng)不小于其 長期通過的最大負(fù)荷電流，額定電壓不小于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓；為了保證互感器的準(zhǔn)確等級，其二次側(cè)所接負(fù)荷的容量應(yīng)不大于所規(guī)定的額定容量；流過其的最大三相短路沖擊電流與電流互感器原邊額定電流振幅之比，不大于動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，其最大三相或兩相短路電流發(fā)熱量不大于允許發(fā)熱量。4.54.5 電壓互感器選擇電壓互感器選擇電壓互感器應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和

39、使用條件選擇形式，其準(zhǔn)確等級的選擇與電流互感器相同，為了保證電壓互感器的安全和在規(guī)定準(zhǔn)確等級下運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)電壓在正負(fù) 10un 范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)則原邊電壓 u1 應(yīng)滿足 1.1unu10.9un；其二次側(cè)額定電壓必須與所選擇的儀表和繼電器電壓線圈的相一致。由以上選擇條件，在本設(shè)計(jì)中選擇 lbj10 電流互感器，jdx10 電壓互感器。4.64.6 母線的選擇母線的選擇變電所母線的選擇主要從材料、截面形狀、截面積大??；校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定方面選擇。母線的材料主要有銅、鋁、鋼。銅的電阻率較低，機(jī)械強(qiáng)度大，15抗腐蝕性強(qiáng)，但儲量不多，價(jià)格較貴；鋁的電阻率低，重量輕，而且儲量多，價(jià)格便宜；鋼的電阻率大

40、，而且在交流電路中會(huì)產(chǎn)生很大的渦流損耗和磁滯損耗。母線的截面形狀可分為矩形、圓形、絞形圓形。矩形母線多用于屋內(nèi)裝置，圓形多用于屋外裝置，絞形圓形是圓形的改進(jìn)，其耐張性能比圓形好，而且機(jī)械強(qiáng)度較大，因此，本設(shè)計(jì)中母線采用絞形圓形的鋼芯鋁絞線。母線截面選擇有兩種選擇方式：一是按最大長期工作電流選擇；二是按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。本設(shè)計(jì)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面，以三胡 35kv 變電所為背景資料，通過實(shí)際調(diào)查和負(fù)荷計(jì)算，結(jié)合本設(shè)計(jì)，母線的截面積選擇為 150mm。165 5 配電裝置配電裝置配電裝置是電氣一次接線的工程實(shí)施。選擇安裝場地，布置設(shè)備每個(gè)設(shè)備的固定，設(shè)備之間的連接。電纜溝道及運(yùn)輸路的分布等問

41、題對完成一次接線并使之具有優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性影響很大。配電裝置的設(shè)計(jì)要安全可靠；在符合規(guī)律規(guī)定的10條件下與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展相同步，改善運(yùn)行與檢修條件；防震防污；考慮擴(kuò)建；節(jié)省投資，減少占地。5.15.1 配電裝置的安全凈距配電裝置的安全凈距為了安全可靠，高壓配電裝置規(guī)定了屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距，所為安全凈距以保證不放電的條件。該級電壓所允許的在空氣中的物體邊緣最小電氣距離。對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對接地部分之間暖和不同相帶電部分之間的最小安全凈距 a1 和 a2 值，在這一距離下無論是正常最高工作電壓或者出現(xiàn)內(nèi)外部過電壓，都不會(huì)是空氣間隙擊穿。a 值的大小

42、與11電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護(hù)水平和環(huán)境溫度等因素有關(guān)。在配電裝置中，確定帶電導(dǎo)體之間和導(dǎo)體對接地構(gòu)架之間的距離時(shí)應(yīng)該考慮減少相間短路時(shí)的電動(dòng)力；減少大電流導(dǎo)體附近的鐵磁物質(zhì)的發(fā)熱?？紤]建筑和安裝施工的不正確以及帶電檢修等因素。5 52 2 配電裝置的形式配電裝置的形式配電裝置的形式有屋外和屋內(nèi)配電裝置。5.2.15.2.1 屋外配電裝置屋外配電裝置根據(jù)電氣設(shè)備和母線的布置高度，可分為低型、中型、半高型和高型。中型母線其特點(diǎn)是三組母線高度相同，母線下方不安裝斷路器，電流互感器等設(shè)備。將斷路器，電流互感器移至相鄰的母線下方，則需將該組母線升高，就構(gòu)成半高型。將斷路器，電流互感器移

43、至旁路母線的下方，同時(shí)將兩組工作母線重疊布置，就構(gòu)成高型。采用半高型和高型可以節(jié)約用地，但構(gòu)架材料消耗較多，特別是檢修、巡視不便，因此，在非土地特別緊張的情況一般不采用。屋外配電裝置的特點(diǎn)：土建工程量及費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；擴(kuò)建方便；相鄰設(shè)備間距大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界氣候影響，設(shè)備運(yùn)行條件差。5.2.25.2.2 屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn) 是將母線，隔離開關(guān)，斷路器等電氣設(shè)備上下重疊布置在屋內(nèi)，因此可以改善運(yùn)行和檢修條件，同時(shí)，由于此裝置布置緊湊，可以大大縮小占地面積。屋內(nèi)配電裝置不受外界條件的影響，其特點(diǎn)：占地面積?。痪S護(hù)、巡17視和操作不受氣候條件影響；污穢

44、腐蝕，氣體對電器設(shè)備影響小，維護(hù)簡便；房屋建筑投資大。隨著電壓的升高，配電裝置所占空間加大，因此在采用普通開關(guān)電器情況下限用于較低電于等級。綜上對 屋內(nèi)和屋外配電裝置的分析可知，戶外布置的小型化農(nóng)村變電所，接線簡單，建設(shè)規(guī)模較小，二次保護(hù)設(shè)置簡化，土建控制室面積小，變電所總的土建建筑面積也小，土建施工建設(shè)周期短，只需約一個(gè)月。由于變電所采用了技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、安裝方便的電氣設(shè)備，使得電氣安裝快捷方便，約需 20 天，因而建設(shè)周期大為減少?？傊瑧敉獠贾玫男⌒突r(nóng)村變電所建設(shè)周期短、施工組織簡單，適用于農(nóng)網(wǎng)建設(shè)要求時(shí)間短、農(nóng)村電網(wǎng)迅速發(fā)展的需要。結(jié)合本設(shè)計(jì)電壓等級和地理特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用屋外中型

45、配電裝置，其圖見附錄 2。186 6 過電壓與防雷設(shè)計(jì)過電壓與防雷設(shè)計(jì)6.16.1 過電壓的產(chǎn)生和分類過電壓的產(chǎn)生和分類電力系統(tǒng)運(yùn)行中由于雷擊，操作開關(guān)設(shè)備不規(guī)范及參數(shù)配合不當(dāng)使電力系統(tǒng)中的某部分電壓升高，超過電氣設(shè)備的額定電壓，從而形成過電壓。其危害是使12電氣設(shè)備絕緣造成損壞，影響電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，危及電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。過電壓的分類見表 6.1。表 6.1 過電壓分類直擊雷過電壓感應(yīng)雷擊過電壓大氣過電壓雷電波侵入過電壓電容器組操作容性負(fù)載過電壓空載長線路空載變壓器電抗器電動(dòng)機(jī)操作感性負(fù)載過電壓真空斷路器操作過電壓諧振引起的過電壓并列或解列過電壓負(fù)載的投入與切除it 系統(tǒng)發(fā)生接地故障

46、引起對地電壓升高tn 系統(tǒng)或 tt 系統(tǒng)中性線開路引起對地電壓升高低壓系統(tǒng)相導(dǎo)體與中性導(dǎo)體間的短路時(shí)中性線對地電壓升高低壓系統(tǒng)故障相的接地故障電壓不超過 50v，非故障相對地電壓升高工頻過電壓高壓系統(tǒng)接地故障電壓竄入低壓側(cè)（高壓為接地系統(tǒng)，變電所內(nèi)一個(gè)接地系統(tǒng)） 。當(dāng)切斷時(shí)間大于 5 s 時(shí)，允許的工頻過電壓u0+250 v ；當(dāng)斷時(shí)間小于或等于 5 s 時(shí)，允許的工頻過電壓u0+1200 v 。19電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的大氣過電壓以波的形式在系統(tǒng)中傳播，它波及大批電網(wǎng)中有電磁連接的元件，對其絕緣造成損壞，嚴(yán)重時(shí)造成擊穿。所以，在過電壓保護(hù)與防雷設(shè)計(jì)中，不僅對直擊雷進(jìn)行保護(hù)，還要防止侵入波危害的保護(hù)

47、措施。6.26.2變電所的防雷設(shè)計(jì)原則變電所的防雷設(shè)計(jì)原則 變電所防雷保護(hù)的目的就是防止雷電過電壓侵入電氣設(shè)備,并應(yīng)采取相應(yīng)措施盡可能做到對電氣設(shè)備不致造成損害的程度。因此,變電所的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。 136.36.3變電所主要防雷設(shè)備變電所主要防雷設(shè)備 防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備有避雷器等。避雷針有單支、多支，等高和不等高之分；避雷器有閥型避雷器和金屬氧化物避雷器等。 6.46.4 變電所的防雷設(shè)計(jì)變電所的防雷設(shè)計(jì)6.4.16.4.1 35kv35k

48、v 進(jìn)線段的防雷設(shè)計(jì)進(jìn)線段的防雷設(shè)計(jì) 變電所防止雷電直擊線路的措施是安裝避雷線；根據(jù)線路的負(fù)荷性質(zhì)、地形地貌特點(diǎn)，該地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱以及土壤電阻率高低等情況，合理選用。對于15,1435kv 送電線路不宜沿全線架設(shè)避雷線，通常采用的方法是在變電所的進(jìn)線段架設(shè)12km 的避雷線。 單根避雷線的保護(hù)范圍應(yīng)按下列公式確定： 當(dāng) hxh/2 時(shí)，rx=0.47(h-hx)p 式中 hx-被保護(hù)物的高度，m h-避雷線(針)的高度，m rx-每側(cè)保護(hù)范圍的寬度，m p-高度影響系數(shù)，當(dāng) h30m，p=1；當(dāng) 30h120m，p=5.5h (2) 當(dāng)hxh/2 時(shí)，rx=(h-1.53hx) p 桿塔避

49、雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角，一般采用 2030。避雷線常用 gj-50、70mm2等型號鋼絞線作架空避雷線。 6.4.26.4.2變電所防雷設(shè)計(jì)變電所防雷設(shè)計(jì) 防止雷電直擊的主要設(shè)備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等組成。 避雷針位置的確定，是變電所防雷設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求，初步確定避雷針的安裝位置后，再根據(jù)下列公式進(jìn)行計(jì)算，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之中。 20（1）單支避雷針在地面上的保護(hù)半徑應(yīng)按下式計(jì)算： r=1.5h 式中 r-保護(hù)半徑，m （2） 單支避雷針在被保護(hù)物高度 hx水平上的

50、保護(hù)半徑應(yīng)接下式計(jì)算： 當(dāng) hxh/2 時(shí)，rx=(h-hx) p=hap 式中 rx-避雷針在 hx水平面上的保護(hù)半徑，m ha-避雷針的有效高度，m 當(dāng) hxh/2 時(shí)，rx=(1.5h-2hx) p （3） 兩支等高避雷針保護(hù)范圍確定方法： 兩針外側(cè)的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計(jì)算方法確定，兩針間的保護(hù)范圍應(yīng)按下式計(jì)算： ho=h-d/7p 式中 ho-兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m； d-兩支避雷針間的距離，m 兩針間 hx水平面上保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度按下式計(jì)算： bx=1.5(ho-hx) 式中 bx-保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度，m 當(dāng) d=7hap 時(shí)，bx=0。 求得 bx后

51、，即可確定兩針間的保護(hù)范圍。在本設(shè)計(jì)的 35kv 變電所，其占地面積大約 120m2，半徑大約為 11m，中型屋外配電裝置大約為 6m.假設(shè)所選單只避雷針 其高為 24m，則在地面上的保護(hù)半徑有上式得 16m,在保護(hù)物高度水平面上的保護(hù)半徑為 18m(p 值為 1)。因此，只需裝設(shè)一只獨(dú)立的避雷針在變電所合適的地方，就可以防護(hù)直擊雷產(chǎn)生的過電壓對電氣設(shè)備造成的損壞。6.4.36.4.3 35kv35kv 和和 10kv10kv 母線以及主變壓器防雷設(shè)備的選擇母線以及主變壓器防雷設(shè)備的選擇 根據(jù)電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，變電所的每組母線上，都應(yīng)安裝避雷器，作為防止高壓雷電波沿架空線路

52、、設(shè)備侵入變電所的最主要措施。在母線防雷設(shè)備選擇上應(yīng)盡量按以下三個(gè)方面選擇： (1) 按額定電壓選擇：避雷器的額定電壓必須大于或等于安裝處的電網(wǎng)額定電壓。 (2) 按工作環(huán)境溫度選擇：選擇工作環(huán)境溫度在-40至+40之間，適用高寒、高溫工作環(huán)境設(shè)備。 (3) 應(yīng)首先采用高新技術(shù)產(chǎn)品，并有一定可靠運(yùn)行記錄的新產(chǎn)品。選用通流能力強(qiáng)，工頻續(xù)流小，放電時(shí)間短，穩(wěn)定性高，殘壓低的避雷器。 氧化鋅金屬氧化物避雷器是當(dāng)前高新技術(shù)應(yīng)用的代表性產(chǎn)品，具有良好的電氣絕緣性能、防潮、抗老化性能。同時(shí)還具有使用壽命長，試驗(yàn)周期長，運(yùn)行維16護(hù)費(fèi)用低，體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。是當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)新建工程中使用較多的避雷器之一。21

53、結(jié)合上面的三個(gè)方面，在本設(shè)計(jì)中在 35kv 和 10kv 母線上安裝氧化鋅避雷器，在主變壓器上也安裝氧化鋅避雷器。 7 7 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)接地網(wǎng)設(shè)計(jì)接地裝置是保證變電所內(nèi)人身和設(shè)備安全的重要設(shè)施，因此必須重視對接地裝置的設(shè)計(jì)工作。接地方式主要有中性點(diǎn)不接地，經(jīng)低電阻接地，經(jīng)諧振接地。中性點(diǎn)不接地實(shí)際上是集中于電力變壓器中性點(diǎn)的等值電容接地的，其零序阻抗多為一有限值，而且一定是常數(shù)，此時(shí)系統(tǒng)的零序阻抗呈容性，因接地程度系數(shù) k0， u 可能高于相電壓，故非故障相的工頻電壓略微高過線電壓。對于中壓網(wǎng)來說，17中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的最終出發(fā)點(diǎn)是為了限制接地過電壓，低電阻接地方式可以避免不接地方式中弧光接地

54、過電壓的產(chǎn)生，同時(shí)由于增大了故障線路的接地電流，使得故障選線可以很方便的實(shí)施進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速跳閘，故障線路不需要長時(shí)間承受過電壓，降低了絕緣水平。諧振接地系統(tǒng)即中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)，因?yàn)橄【€圈是一種補(bǔ)償裝置，所以又稱為補(bǔ)償裝置，消弧線圈是一種鐵心帶有空氣間隙的可調(diào)電感線圈，它裝設(shè)于配電網(wǎng)的中性點(diǎn)，瞬間單相接地故障可經(jīng)消弧線圈消除，保證系統(tǒng)不斷電；永久單相接地故障時(shí)消弧線圈動(dòng)作時(shí)維持系統(tǒng)運(yùn)行一定的時(shí)間，可使運(yùn)行部門有足夠的時(shí)間啟動(dòng)備用電源和轉(zhuǎn)移負(fù)荷，而且可以有效避免接地過電壓，對全網(wǎng)電力設(shè)備起保護(hù)作用。 7.17.1 接地網(wǎng)的一般要求和接地范圍接地網(wǎng)的一般要求和接地范圍 7.1.17.1

55、.1 要求主要有以下幾點(diǎn)：要求主要有以下幾點(diǎn)：（1）為保證人身安全，所有的電氣設(shè)備，都應(yīng)裝設(shè)接地裝置，并將電氣設(shè)備外殼接地。設(shè)計(jì)中首先應(yīng)利用各類自然接地體。 （2）一般應(yīng)將各種不同用途和不同電壓的電氣設(shè)備使用一個(gè)總的接地裝置。接地裝置的接地電阻，應(yīng)滿足其中接地電阻最小的電氣設(shè)備要求。 （3）電氣設(shè)備的人工接地體應(yīng)盡可能在電氣設(shè)備所在地點(diǎn)附近對地電壓分布均勻，一般應(yīng)采用環(huán)形接地體。 （4）設(shè)計(jì)接地裝置時(shí)，應(yīng)考慮到一年 4 季中，均能保證接地電阻的要求值。 7.1.27.1.2接地范圍接地范圍 變電所中電氣設(shè)備的下列金屬部分均需接地： （1）變壓器、電器和照明器具等的底座和外殼； （2）設(shè)備的傳動(dòng)

56、裝置；（3）互感器的二次繞組； 22（4）配電屏、保護(hù)屏、計(jì)量屏、電源屏與控制屏的框架； （5）配電裝置的金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土架構(gòu)以及靠近帶電部分的金屬圍欄； （6）電力電纜的電纜接頭、電纜終端的外殼以及電纜的外皮和鋼管電纜的鋼管等； （7）電纜的外皮； （8）避雷器、保護(hù)間隙和避雷針的接地端。 7.27.2 接地電阻接地電阻在電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(sdj879)中對接地電阻值有具體的規(guī)定,一般不大于 0.5。在高土壤電阻率地區(qū),當(dāng)接地裝置要求做到規(guī)定的接地電阻在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上極不合理時(shí),大接地短路電流系統(tǒng)接地電阻允許達(dá)到 5,但應(yīng)采取措施,如防止高電位外引采取的電位隔離措施,驗(yàn)算接觸電勢,跨

57、步電壓等。根據(jù)規(guī)程規(guī)定,主要是以發(fā)生接地故障時(shí),接地電位的升高不超過 2000v 進(jìn)行控制,其次以接地電阻不大于 0.5 和 5 進(jìn)行要求。接地電阻是指接地體與大地之間的電阻，其阻19,18值不宜過大也不宜過小。因此，在設(shè)計(jì)過程中，需要用接地電阻測量儀測出接地電阻的大小。從安全運(yùn)行的角度出發(fā)，一定要使接地電阻符合要求。7.37.3接地短路電流的計(jì)算值接地短路電流的計(jì)算值 在計(jì)算小接地電流系統(tǒng)的接地電阻時(shí)，其接地短路電流 ijd，用以下方法確定： （1）在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中，計(jì)算電流應(yīng)采取以下數(shù)值： 當(dāng)變電所有消弧線圈時(shí)，計(jì)算電流等于消弧線圈額定電流的 125%； 當(dāng)變電所不接消弧線圈

58、時(shí)，計(jì)算電流按切斷系統(tǒng)最大一臺消弧線圈時(shí)，在此電網(wǎng)中可能發(fā)生的剩余接地短路電流來計(jì)算，但不得小于 30a。 （2）在中性點(diǎn)不接地的網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算電流采用單項(xiàng)接地電容電流，可按下式計(jì)算： ijd=u(35ll+lj)/350(a) 式中u-網(wǎng)絡(luò)線電壓，kv ll-電纜線路長度，km lj-架空線路長度，km （3）計(jì)算接地短路電流，應(yīng)按運(yùn)行中可能發(fā)生最大接地短路電流的接線方式確定。 7.47.4接地網(wǎng)的布置接地網(wǎng)的布置 全國大部分地區(qū)變電所的接地網(wǎng)，無特殊情況，一般均可采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的接地裝置。對于不同的土壤電阻率，可分別采用不同的接地裝21,20置，一般的要求及布置方式為： 23（1

59、）土壤電阻率 3104cm 時(shí)，因電位分布衰減較快，應(yīng)采用以棒形垂直接地體為主的棒帶接地裝置。 （2）土壤電阻率 31045104cm 時(shí)，因電位分布衰減較慢，應(yīng)采用以水平接地體為主的帶棒接地裝置。 （3）所有的接地裝置應(yīng)埋設(shè)于凍土層以下，一般埋設(shè)深度不小于 0.6m。盡量利用固定電纜支、吊架用的預(yù)埋鐵件作為屋內(nèi)接地干線。 （4）接地裝置的敷設(shè)方式：圍繞屋外配電裝置、控制室及其它需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建筑物敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)；各接地網(wǎng)之間的相互連線不應(yīng)少于 2 根；接地網(wǎng)外緣的各角應(yīng)做成圓弧形。 （5）接地體：一般選用505 鍍鋅角鋼、120 鍍鋅圓鋼和405 鍍鋅扁鋼，角鋼長度為 25m；水平敷設(shè)的接

60、地體采用圓鋼或扁鋼，垂直敷設(shè)的接地體可以采用角鋼和圓鋼；為減少接地體間的屏蔽作用，接地體之間的距離不應(yīng)小于 3m。 7.57.5避雷針和避雷器的接地避雷針和避雷器的接地 （1）一般應(yīng)采用垂直接地體做避雷針和避雷器的集中接地，以加強(qiáng)散泄雷電流的作用。 （2）獨(dú)立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)的地中距離要求不小于 5m；配電裝置構(gòu)架上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)相連，并在其附近裝設(shè)集中接地裝置。 （3）獨(dú)立避雷針及其接地裝置與道路或建筑物出入口的距離應(yīng)大于 3m；從避雷針與接地網(wǎng)連接處到變壓器或 35kv 及以下設(shè)備與接地網(wǎng)連接處的接地體長度不能小于 15m。 7.67.6接地裝置的計(jì)算接地裝置的計(jì)算 對于大多數(shù)