變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計

1、前言 電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著人民生活水平的不斷提高，現(xiàn)代化、自動化程度的不斷加深、發(fā)展。與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活更加密切。電力作為國民經(jīng)濟(jì)的先行產(chǎn)業(yè)，必須加快建設(shè)。只有電力工業(yè)先行，國民經(jīng)濟(jì)才能以更高、更快的建設(shè)速度良性向前發(fā)展。 變電所作為聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著交換和分配電能的作用。它影響整個電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行。因此安全性、可靠性、靈活性就成為變電所設(shè)計的關(guān)鍵問題。設(shè)計中要把以上諸多因素經(jīng)過充分的研究論證，綜合平衡后才能最后確定方案。本設(shè)計是以畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，結(jié)合電力工業(yè)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性進(jìn)行了設(shè)計。設(shè)計中對主接線方案進(jìn)行了論證，確定了主變壓器的容

2、量和臺數(shù)，并進(jìn)行了短路電流計算；依據(jù)電氣設(shè)備的選擇原則，對設(shè)備進(jìn)行了校驗和選擇，對室內(nèi)外配電裝置和防雷接地進(jìn)行了設(shè)計，并配有圖紙。在設(shè)計過程中，盛四清老師給予我精心的指導(dǎo)和熱情幫助，并提出了很多寶貴經(jīng)驗和建議使設(shè)計工作順利圓滿地完成，對此表示衷心的感謝！但由于時間有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤和不妥之處，懇請老師批評，指正和修改。第一章 原始資料分析1.1 原始數(shù)據(jù)上一級變電所220kV進(jìn)線4回，歸算至220kV母線的系統(tǒng)短路電抗為0.05，基準(zhǔn)電壓取平均電壓，基準(zhǔn)功率取100MVA.1.2 負(fù)荷情況1、110kV側(cè)：最大負(fù)荷240MW, 最小負(fù)荷180MW，架空出線6回 2、10kV側(cè)： 最

3、大負(fù)荷 20MW，最小負(fù)荷12MW, 出線10回 1.3 系統(tǒng)情況1、220kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求；2、220kV母線短路電流標(biāo)幺值為20（）3、110kV母線短路電流標(biāo)幺值為12（）4、10kV線路對端無電源1.4 環(huán)境條件1、最高溫度40，最低溫度，年平均溫度202、土壤電阻率 歐·米3、當(dāng)?shù)乩妆?35日/年第二章 電氣主接線選擇及方案比較變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)約投資等要求。并能滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線。如線路變壓器組或橋形接線等。

4、110kv-220kv配電裝置中，當(dāng)出線為兩回一般采用橋形接線，當(dāng)出線不超過4回及以上時一般采用分段母線。10kv配電裝置中，一般采用分段單母線。當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)或用戶不允許停電檢修線路斷路器時采用單母線或分段單母線的10kv配電裝置中可設(shè)置旁路母線且在滿足工作可靠，保證電能質(zhì)量靈活性及運行操作方便的前提下，在經(jīng)濟(jì)上合理，基建投資和年運行費用少等條件。 現(xiàn)初步擬定五種方案：方案一 220kv為雙母線帶旁路接線，保證供電可靠性，采用內(nèi)橋式接線。兩回220kv架空線路接上級變電站。220kv接線優(yōu)點為工作可靠性高和靈活性高但是接線復(fù)雜，所用電氣設(shè)備多，建造費用高。110kv采用單母分段帶旁路，接線簡單清

5、晰，便于操作，使用設(shè)備少，占地面積小。有利于擴(kuò)建，投資少。有較高的供電可靠性和靈活性。10kv采用單母分段接線，10kv 配電網(wǎng)大多數(shù)采用單回路或多回路的輻射型接線，重要用戶采用開環(huán)運行的環(huán)式接線。方案二 220kv接線和一相同。110kv采用雙母帶旁路，提高供電可靠性。10kv接線和一相同。注：旁路均為帶有專用旁路斷路器的旁路接線方式。這種接線方法充分考慮了供電的可靠性。缺點：不利于擴(kuò)建，建設(shè)費用高?？闪袨閭溥x方案一方案三 基本接線方式與方案二相同，旁路接線方式為母聯(lián)兼旁路斷路器旁路接線。列為備選方案二方案四 220KV側(cè)為雙母線接線，110KV側(cè)為單母線分段接線，10KV側(cè)為單母線接線。方

6、案五 220KV和110KV側(cè)為雙母線接線，10KV側(cè)為單母線分段接線。通過初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選方案二方案三。參考：電氣主接線的選擇和布置方案二（備選方案一）主接線圖：方案三（備選方案二）主接線圖：第三章 主變壓器的選擇3.1主變臺數(shù)的確定為保證供電的可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變，通常情況下不超過兩臺主變。當(dāng)只有一個電源或變電站的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。對大型樞紐變電站，根據(jù)工程的情況，可裝設(shè)24臺主變。變電站裝設(shè)兩臺變壓器時當(dāng)一臺停運或檢修，另一臺應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的6075%。3.2變壓器形式的選擇1. 220kV主變一般采用三相變壓器。2. 當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時，應(yīng)

7、采用有載調(diào)壓變壓器。對新建的變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運行的觀點考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器；其所附加的工程造價，通常在短期內(nèi)可以收回。3.具有三個電壓等級的變電站，一般采用三繞組變壓器。3.3主變?nèi)萘康拇_定1. 為了準(zhǔn)確選擇主變的容量，要繪制變電站的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電站的年、日最高負(fù)荷及平均負(fù)荷。2. 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。3. 變壓器最大負(fù)荷按下式確定： 式3-1式中K0負(fù)荷同時系數(shù)； 按負(fù)荷等級統(tǒng)計的綜合用電負(fù)荷。對于兩臺變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計算： 式3-2則其總?cè)萘繛椋?2（0.7）=1.4 式3-3選用OSSPL 2400000型

8、三繞組變壓器。高壓側(cè)電壓為220kV，中壓側(cè)電壓121kV,低壓側(cè)為10.5kV。第四章 短路電流的計算考慮變壓器為分裂運行，電網(wǎng)為無限大系統(tǒng)。4.1系統(tǒng)接線圖4.2取基準(zhǔn)值 則則同理列表格如下：220KV110KV10KV基準(zhǔn)電壓Uj(KV)22012113.8基準(zhǔn)電流Ij(KA)0.2620.4774.184基準(zhǔn)電抗Xj()484146.411.9044.3等值電路4.4計算電抗標(biāo)么值 1)、220KV系統(tǒng)電抗： 2)、110KV系統(tǒng)電抗： 3)、主變電抗： 4.5短路點選擇 4.6網(wǎng)絡(luò)化簡 短路電流計算時，應(yīng)按最大運行方式下，三相短路且容量應(yīng)利于（5-10）年的變電站的發(fā)展。1、 220

9、KV側(cè)母線短路（即）則近似穩(wěn)態(tài)電流： 1)、短路容量： 2)、短路電流沖擊值：（用于檢驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性） 3)、短路電流全電流最大有效值：（用于檢驗電氣設(shè)備的斷流能力）2、 110KV側(cè)母線短路（d2）1)、短路容量： 2)、短路電流沖擊值：（用于檢驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性） 3)、短路電流全電流最大有效值：（用于檢驗電氣設(shè)備的斷流能力）3、 10KV側(cè)母線短路（即d3）則近似穩(wěn)態(tài)電流：1)、短路容量： 2)、短路電流沖擊值：（用于檢驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性） 3)、短路電流全電流最大有效值：（用于檢驗電氣設(shè)備的斷流能力）最大持續(xù)工作電流：第五章 配電裝置的選擇配電裝置的形式與電氣主接線，周圍環(huán)境

10、和地形的因素有關(guān)。按其設(shè)置的場所分為兩種，既屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置兩種形式。5.1屋內(nèi)配電裝置的特點由于允許安全凈距可以分居布置。因此占地面積較屋外小。1)維修，操作，巡視在室內(nèi)進(jìn)行，比較方便，且不受氣候影響。2) 外界污穢空氣不會影響電氣設(shè)備，維護(hù)工作可以減輕。3) 房屋建筑投資大，但可采用價格較低的戶內(nèi)型設(shè)備，減少一些設(shè)備投資。5.2屋外配電裝置的特點1) 土建工程量和費用較少，建設(shè)周期短。2) 擴(kuò)建比較方便。3) 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)。4) 占地面積大5) 受外界空氣影響，設(shè)備運行條件較差，須加強絕緣。6) 外界氣象變化對設(shè)備，維修和操作有影響。5.3 配電裝置應(yīng)滿足的

11、要求配電裝置是發(fā)電廠，變電所的一個重要組成部分。電能的匯集和分配是通過各級電壓的配電裝置實現(xiàn)的。1) 充分利用地形，盡量減少土石方的耗量。盡量不占或少占農(nóng)田。2) 保證運行可靠，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和防火要求。3) 設(shè)備檢修，運行應(yīng)安全方便。4) 在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料。5) 考慮施工，安裝和擴(kuò)建方便。5.4 配電方式及其特點根據(jù)以上要求及實地情況，本所220 kv,110kv 側(cè)采用屋外配電方式。10kv側(cè)采用室內(nèi)成套的配電裝置，它的特點是： 1) 電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中。相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小

12、。2) 所有電器元件已在工廠組裝完成一整體（開關(guān)柜），大大減少現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬運。3) 運行可靠性高，維護(hù)方便。4) 耗用鋼材較多，造價較高但總的來看，10kv側(cè)采用高壓成套裝置是利大于弊。第六章電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備選擇是變電所電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇電氣設(shè)備是使主接線和配電裝置達(dá)到安全，經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。在進(jìn)行電氣選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，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，選擇合適的電器。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件不一樣，具體選擇方法也不相同，但對它們的要求卻是一致的，電器要可靠的工作，必需按正常工

13、作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。6.1斷路器的選擇和校驗斷路器的選擇和校驗的內(nèi)容有：按裝置種類，構(gòu)造形式，額定電壓，開斷電流，關(guān)合電流選擇，按動，熱穩(wěn)定校驗。1) 220kv進(jìn)出線斷路器工作電壓為u=220kv，工作電流為Ig=629.885A,所以選用SW6-220動穩(wěn)定校驗：Ich=18.3KA<Ies=55KA熱穩(wěn)定校驗：，短路電流流過的時間：tb為220kv繼電器保護(hù)動作時間。tga為220kv開關(guān)固有分閘時間。tn為220kv電弧持續(xù)時間。由查曲線，tz=1.4stz為短路電流周期分量發(fā)熱等值時間。s滿足熱穩(wěn)定要求2) 110kv進(jìn)出線斷路器工作電壓為u=11

14、0kv，工作電流為Ig=1272.435A,所以選用SW3-110動穩(wěn)定校驗：Ich=26.4KA<Ies=41KA熱穩(wěn)定校驗：，短路電流流過的時間：stb為110kv繼電器保護(hù)動作時間。tga為110kv開關(guān)固有分閘時間。tn為110kv電弧持續(xù)時間。由查曲線，tz=1.6stz為短路電流周期分量發(fā)熱等值時間。滿足熱穩(wěn)定要求3) 10kv進(jìn)出線斷路器工作電壓為u=10kv，工作電流為Ig=984.428所以選用SN4-10G 5000動穩(wěn)定校驗：Ich=171KA<Ies=300KA熱穩(wěn)定校驗：，短路電流流過的時間：stb為10kv繼電器保護(hù)動作時間。tga為10kv開關(guān)固有分閘

15、時間。tn為10kv電弧持續(xù)時間。由查曲線，tz=1.4stz為短路電流周期分量發(fā)熱等值時間。滿足熱穩(wěn)定要求6.2 隔離開關(guān)的選擇和校驗隔離開關(guān)選擇和校驗內(nèi)容有：根據(jù)額定電壓，額定電流，裝置種類，構(gòu)造形式選擇，按動，熱穩(wěn)定校驗，不需校驗斷流容量。6.2.1 選擇條件工作電壓工作電流 動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗根據(jù)上述條件和本站的有關(guān)數(shù)據(jù)選擇的隔離開關(guān)及其參數(shù)如下：用途型號額定電壓kv額定電流A 額定峰值耐受電流KA額定短路時耐受電流KA220kvGW6-22022010005021(5s)110kvGW4-11011010008023.7(4s)10KV配電裝置選用KYN-10型鎧裝移開式金屬封閉開

16、關(guān)柜，無隔離開關(guān)。6.2.2 校驗1) 220KV側(cè)動穩(wěn)定校驗：校驗公式熱穩(wěn)定校驗：tdz計算和斷路器相同滿足熱穩(wěn)定要求。2) 110KV側(cè)動穩(wěn)定校驗：校驗公式熱穩(wěn)定校驗：tdz計算和斷路器相同滿足熱穩(wěn)定要求。6.3 電流互感器的選擇及校驗6.3.1選擇原則：1）額定電壓：電流互感器的額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓。2）額定電流：額定電流不小于流過電流互感器的長期最大負(fù)荷電流。3）接線方式：35kv以上一般采用屋外式，10kv一般采用屋內(nèi)式。4）動穩(wěn)定校驗：流過電流互感器的最大三相沖擊電流與電流互感器的額定振幅比，應(yīng)小于等于動穩(wěn)定倍數(shù)Kdw即,或者流過電流互感器最大三相沖擊電流小于等于動

17、穩(wěn)定電流。5）熱穩(wěn)定校驗：產(chǎn)品給出的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt,或1秒鐘熱穩(wěn)定電流，要求最大三相或三項短路發(fā)熱不小于允許發(fā)熱。6.3.2 選擇條件一次回路電壓一次回路電流動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗根據(jù)上述選擇條件和本站的有關(guān)數(shù)據(jù)選擇的電流互感器及其參數(shù)如下：用途型號額定電壓kv額定一次電流A1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)220kvLCWDL-220 GY2204*3003565110kvLCWDL-110 GY1102*607513510kvLBJ-10-200010200050906.3.3 校驗1) 220kv 側(cè)熱穩(wěn)定校驗符合熱穩(wěn)定條件。動穩(wěn)定校驗符合動穩(wěn)定條件。2) 110kv 側(cè)熱穩(wěn)定校驗符合熱穩(wěn)定條

18、件。動穩(wěn)定校驗符合動穩(wěn)定條件。3) 10kv 側(cè)熱穩(wěn)定校驗符合熱穩(wěn)定條件。動穩(wěn)定校驗符合動穩(wěn)定條件。6.4 熔斷器的選擇熔斷器是最簡單和最早使用的一種保護(hù)器，用來保護(hù)電路中的電氣設(shè)備，使其在電流過負(fù)荷時免受損壞。6.4.1 選擇原則1) 熔斷器額定電壓應(yīng)等于（不能高于和低于）安裝地點的電網(wǎng)額定電壓2) 熔斷器的額定電流，必須小于最大長期負(fù)荷電流。3) 流過熔斷器的最大三相短路功率應(yīng)不小于熔斷器允許的熔斷容量。6.4.2 選擇熔斷器220kv,110kv中性點接地不需要熔斷器10kv，選用RN3-10/10150型戶內(nèi)限流式熔斷器。斷流容量 2000MVA>1602.8MVA?？梢赃x用保護(hù)

19、站內(nèi)側(cè)熔斷器選擇10kv側(cè)，RN3-10額定斷開2000MVA>1602.8MVA?？梢赃x用。6.5 支柱絕緣子的選擇6.5.1 選擇原則1) 絕緣子的額定電壓，不小于裝置的額定電壓值。2) 采用戶內(nèi)戶外式。3) 在三相短路沖擊電流流過母線時為母線平放于絕緣子上時，要求絕緣子帽受力不大于絕 緣子抗彎破壞負(fù)荷的60%，60%是潛在系數(shù)。絕緣子帽受力a-母線相間距離ich-三相短路沖擊電流峰值K-系數(shù)，穿墻套管取1支柱絕緣子接上式運算。H-絕緣子底部到導(dǎo)體水平中心線的高度H1-絕緣子高度b-母線下部至絕緣子帽的距離，一般豎放矩形導(dǎo)體取18mm平放矩形導(dǎo)體及槽行導(dǎo)體取12mm。h-母線厚度L-

20、絕緣子間的跨距，當(dāng)絕緣子兩邊跨距不相等時，取相鄰兩跨距間平均值。L1-套管本身長度。L2-套管端部至最近一個支柱絕緣子間距離6.5.2 支柱絕緣子的選擇和校驗1) 10kv戶內(nèi)絕緣子 Up=13.8kv，L=150cm, a=50cm。選ZNE-20型戶內(nèi)內(nèi)膠裝支柱。參數(shù)如下：Ue=20kv,抗彎破壞負(fù)荷3000牛。校驗：Ue>Up,即20kv>13.8kv10kv戶內(nèi)絕緣子H=215mm,b=12mm,h=10mm,L=1000mm,a=400mm將上述校驗 所選設(shè)備合格。2) 穿墻套管的選擇選擇CWLD-10/2000 ,In=2000A>Imax=984.4A抗彎破壞負(fù)

21、荷2000牛，熱穩(wěn)定電流40（5S），套管本身長：645mm。熱穩(wěn)定校驗：tdz=1.45s滿足熱穩(wěn)定要求。6.6 母線的選擇6.6.1 裸導(dǎo)體的選擇和校驗：應(yīng)根據(jù)具體情況按下列條件：1) 載流導(dǎo)體一般用鋁質(zhì)材料，回路正常工作電流在4000A以下時，用矩形導(dǎo)線。4000-8000A時用槽型導(dǎo)體，若選用非定形產(chǎn)品時應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱應(yīng)力以及絕緣子抗彎的計算，并校驗固有震蕩步率。2) 按，式中Ig相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為25度時的導(dǎo)體長期允許載流量，為溫度修正系數(shù)。3) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：在導(dǎo)體截面選擇時，除配電裝置的匯流母線，廠用電動機的電纜等處，長度在20m以上導(dǎo)體，其截面s一般

22、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，即,式中，J導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度。4) 熱穩(wěn)定校驗：按上述原則選擇S，還應(yīng)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗：smin:根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體的最小允許截面c:熱穩(wěn)定系數(shù)。熱穩(wěn)定短路電流值。tdz:短路電流等值時間。5) 電暈電壓校驗：要求工作電壓應(yīng)滿足Uij-臨界電暈電壓。 Ug-工作電壓式中：K-水平布置為0.96 r- 導(dǎo)線半徑，矩形母線為四個角的曲率半徑 r=1.08 a- 相間距離 m1-導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)。 m2-氣象系數(shù) -空氣相對密度 6) 允許電壓降校驗 對于輸電線路應(yīng)校驗電壓損失，對于發(fā)電廠，變電所內(nèi)的導(dǎo)體，由于相距較短，電壓損失不嚴(yán)重，所以可不校驗。6.6.2母線的選擇和校驗1

23、) 220kv側(cè)母線選擇選擇LGJ-185熱穩(wěn)定校驗c=87。符合熱穩(wěn)定。電暈電壓校驗： 符合要求2) 110kv側(cè)母線的選擇選擇LGJ-400熱穩(wěn)定校驗c=87符合熱穩(wěn)定。電暈電壓校驗： 符合要求3) 10kv母線的選擇選擇槽形導(dǎo)線 h=100 b=45 c=6 r=8 雙槽導(dǎo)體截面2020熱穩(wěn)定校驗c=87符合熱穩(wěn)定。電暈電壓校驗： 符合要求6.7 電壓互感器的選擇與校驗6.7.1選擇原則1) 根據(jù)額定電壓，戶內(nèi)或戶外結(jié)構(gòu)形式，一般110KV及以上等級采用三個串級式電磁油浸絕緣結(jié)構(gòu)單項電壓互感器，接成-12,35kv-110kv采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)式電壓互感器。2) 根據(jù)不同用途確定電壓互感器

24、等級，他的電壓等級分0.2, 0.5, 1.0, 3.0, 3p等，其中0.2用于精密測量，0.5和1.0用于發(fā)配電設(shè)備的測量和保護(hù)，計量電度表應(yīng)用0.2級，3.0級僅用于精細(xì)測量。3) 一次電壓 U1：4) 二次電壓 U2： PT二次電壓應(yīng)根據(jù)情況按下表選用U2n繞組主次接線附加二次繞組高壓接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)中用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地二次額定電壓1001005) 二次負(fù)荷 S2：。由于PT三相負(fù)荷經(jīng)常是不平的，所以通常用最大的一組負(fù)荷與PT一組的負(fù)荷相比較。6) 由于PT與電網(wǎng)并聯(lián)，其本身不受短路電流的作用，因此不進(jìn)行動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗。6.7.2

25、 選擇過程及結(jié)果1) 220KV電壓互感器選擇一次電壓所以。二次電壓：,輔助繞組： 因此選用JCC1-220,每個單項變比為單相戶外式PT。2) 110KV電壓互感器選擇一次電壓所以。二次電壓：,輔助繞組： 因此選用JCC1-110,每個單項變比為單相戶外式PT。3) 10KV電壓互感器選擇一次電壓所以。二次電壓：,輔助繞組： 因此選用JDZJ-10,每個單項變比為單相戶外式油浸絕緣PT6.8 避雷器的選擇6.8.1 選擇原則根據(jù)額定電壓選擇，且校驗避雷器最大允許電壓。6.8.2 避雷器作用和特點避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備，避雷器的類型主要有保護(hù)間隙，管形避雷器和氧化鋅避雷器等幾種

26、，保護(hù)間隙和管形避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)，線路和發(fā)，變電所進(jìn)線段的保護(hù)。閥型避雷器主要用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在220kv及以下系統(tǒng)中主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或做內(nèi)過電壓的后備保護(hù)。 保護(hù)間隙的熄弧能力差，往往不能自行熄滅，引起斷路器的跳閘。這樣，雖然保護(hù)間隙限制過電壓，保護(hù)了設(shè)備，但將造成跳閘事故，這是保護(hù)間隙的主要缺點。管型避雷器雖然具有較高的熄弧能力，但其主要缺點是：（1）伏秒特性較陡且放電分散值較大，而一般變壓器和其他設(shè)備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平，二者不能較好的配合。（2）管型避雷器動作后工作母線直接接地形成載波，對變壓器絕緣

27、不利；此外，管形避雷器其放電特性受大氣影響較大，因此，管型避雷器目前只用了線路保護(hù)。氧化鋅避雷器除了有理想的非線性特性外，其主要優(yōu)點還有：（1）無間隙，故大大改善了陡波下的響應(yīng)特性。（2）無續(xù)流，故只需要吸過電壓能量即可，這樣，對氧化鋅熱容量的要求比碳化硅低很多。（3）電氣設(shè)備所受過電壓可以降低，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過電壓。（4）通流容量大，可以用來限制內(nèi)部過電壓，此外，由于無間隙和通流容量大，故氧化鋅避雷器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護(hù)方便，使用壽命長，并且造價低，從而逐漸取代了其他種類的避雷器而被廣泛推廣運用，所以本所設(shè)計的所用避雷器均選用氧化鋅避雷器。6.8.3 選擇結(jié)

28、果220kv避雷器選用：FZ-220J型避雷器。110kv避雷器選用：FZ-110J型避雷器。10kv 避雷器選用：FZ-10型避雷器.6.9 小結(jié)兩種備選方案由于短路電流計算結(jié)果相同，可以選擇同樣的電氣設(shè)備，由于時間有限。我們從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上分析，母聯(lián)兼旁路少用了一個斷路器，從價錢上看，少了一些；但是從安全可靠的角度上來看，電力系統(tǒng)安全第一！所以兩種備選方案中：220和110KV側(cè)采用雙母線帶有專用旁路斷路器的旁母接線，110KV側(cè)采用單母線分段接線的方式。第七章 防雷及接地系統(tǒng)7.1防雷保護(hù)設(shè)計 為了防止直擊雷損害電氣設(shè)備，本站裝設(shè)四支獨立的避雷針進(jìn)行直擊雷保護(hù)，為了防止雷擊侵入波及操作電壓損

29、害電氣設(shè)備，在220kv,110kv,10kv母線，10kv出線，及110kv主變進(jìn)線均裝設(shè)氧化鋅避雷器，為了避免變壓器及低壓側(cè)開路運行操作時，靜電感應(yīng)對繞組絕緣危害，應(yīng)在主變10kv側(cè)B相裝設(shè)一只氧化鋅避雷器。本站占地面積5316.75,為一長方形，選擇避雷器的安裝位置時，既要保護(hù)全站設(shè)備，又要盡可能使其不要過高，同時應(yīng)滿足避雷針與配電裝置部分在地空中有一定的距離，避雷針與變電站設(shè)備之間的距離不小于5米，避雷針的接地裝置與站內(nèi)設(shè)備接地網(wǎng)最近不小于3米，本站選擇四支高30米的獨立避雷針，全站被保護(hù)的最高高度為12.5米。7.1.1 防雷保護(hù)計算#1，#2，#3，#4四支避雷針等高：h=30m,

30、保護(hù)設(shè)備架構(gòu)高度：hx=12.5m,各針之間的距離：D12=D34=75.5米。D14=D23=76.5米，D13=D24=107米。避雷針保護(hù)范圍計算：因為D=7haP,bx=0所以按D<7haP計算，求ha及相應(yīng)的h。防雷不接地系統(tǒng)設(shè)計知：D=107米，則米，系統(tǒng)架構(gòu)的最高高度為12.5米，加上避雷器總高度為14米，所以h=15.3+14=29.3米。所以避雷針高度取30米，則其有效高度：ha=30-14=16米，由單支避雷針的計算公式可知：當(dāng)時，P=1。當(dāng)，Rx=(1.5h-2hx)P=()=17m，Rx為在 hx高度上保護(hù)半徑。兩只避雷針之間的保護(hù)范圍：計算公式， h0:：兩針間

31、保護(hù)最低點的高度。 兩針間的距離。編號避雷針高度h m被保護(hù)物的高度hx m避雷針有效高度ha m 保護(hù)半徑 Rx m避雷針間距D m 保護(hù)寬度bx m#130141617#230141617#330141617#430141617#1-#21415.57.8#3-#41415.57.8#1-#41415.57.8#2-#31415.57.8#1-#31415.57.8#2-#41415.57.87.1.2 接地裝置的設(shè)計1) 原則：（1） 為了保證人身安全，所有電氣設(shè)備都應(yīng)裝有接地裝置并將電氣設(shè)備外殼接地。（2） 為將各種不同用途和各種不同的電氣設(shè)備接地，應(yīng)使用一個總接地裝置，接地電阻應(yīng)滿足其中接地電阻最小的電氣設(shè)備的要求。電氣設(shè)備的人工接地電壓應(yīng)分配均勻。設(shè)計接地裝置時應(yīng)考慮到一年四季能夠保證接地電阻的要求。2)對接地電阻的要求：（1） 大接地短路電流系統(tǒng)R<0.5歐。（2） 獨立避雷針在一般電阻率地區(qū)要求R<10歐。 根據(jù)以上原則，為了保證人身安全和設(shè)備的正常運行，全站輔設(shè)一封閉的方孔符合接地裝置，由垂直接地極和水扁鋼接地體構(gòu)成復(fù)合接地網(wǎng)，垂直接地極采用角鋼，水平接地體系用扁鐵，要求其接地電阻小于0.5歐，所有電氣設(shè)備支架和母線