110KV終端變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、110kV降壓變電所電氣初步設(shè)計(jì)摘要：變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，變電所設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為滿(mǎn)足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需要，提高對(duì)用戶(hù)供電的可靠性和電能質(zhì)量，本文設(shè)計(jì)建設(shè)一座110kV降壓變電所，主要是對(duì)該變電所的電氣一次部分進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算。由于電氣主接線(xiàn)是變電所的主要環(huán)節(jié)，本文選出數(shù)個(gè)電氣主接線(xiàn)方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定了一個(gè)較佳方案，并根據(jù)此方案對(duì)全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)等，進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和說(shuō)明。本設(shè)計(jì)分為兩部分：第一部分為設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)中介紹了個(gè)所選電氣設(shè)備型號(hào)，技術(shù)參數(shù)等。第二部分為設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，計(jì)算書(shū)中主要是對(duì)所

2、選短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算及設(shè)備選型和校驗(yàn)。關(guān)鍵詞：變電所 電氣主接線(xiàn) 電氣設(shè)備 配電裝置 繼電保護(hù)110kV Stepdown Substation Electric Preliminary DesignABSTRACT：Substation is the important link of electric power distribution. Designing quality of substation is directly referred to the security, stabilization, flexibility and economical operation of

3、 electric system. In order to feed the evergrowing cities and towns load requirements, enhance the reliability and quality of power supply to consumers, this thesis designs an 110kV stepdown substation and its electric primary part.Due to the fact that main electrical scheme is the main part of subs

4、tation, this thesis synthetically compares several main electrical schemes from technical and economic aspects and picks up one preferable scheme. According to the chosen scheme, detailed design and instruction are carried out about the electric apparatus selection, distribution equipment arrangemen

5、t, relay protection, and so forth.This thesis consist of two parts, the first part is design specification, which introduces the selection electric apparatus type, technical parameter, etc; the second part is design calculation, which conducts short circuit current calculation, equipment lectotype,

6、and verification on the selection short dot.Key Words: substation, main electrical scheme, electric apparatus, distribution equipment,relay protection裝訂線(xiàn)目錄中文摘要I英文摘要.第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)11.1 變壓器的選擇11.1.1 主變壓器的選擇11.1.2 站用變壓器的選擇11.2 電氣主接線(xiàn)概述21.3 110kV側(cè)接線(xiàn)方式的選取31.4 10kV側(cè)接線(xiàn)方式的選取52 短路電流計(jì)算82.1 短路電流概述82.2 電網(wǎng)的

7、等值電路圖92.3 短路電流計(jì)算結(jié)果92.3.1 三相對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算結(jié)果92.3.2 110kV不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算結(jié)果103 電氣設(shè)備的選擇113.1 發(fā)電廠(chǎng)主要電氣設(shè)備113.2 斷路器的選擇113.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇123.4 互感器的選擇133.4.1 電流互感器的選擇143.4.2 電壓互感器的選擇143.5 高壓熔斷器的選擇153.6 母線(xiàn)的選擇163.7 絕緣子和穿墻套管的選擇164 繼電保護(hù)規(guī)劃175 防雷規(guī)劃186 配電裝置規(guī)劃216.1 配電裝置概述216.2 配電裝置設(shè)計(jì)22第二部分 計(jì)算書(shū)251 短路電流計(jì)算251.1 等值電路圖251.2 參數(shù)化簡(jiǎn)251.3 短路電流的計(jì)

8、算261.3.1 三相對(duì)稱(chēng)短路261.3.2 110KV側(cè)不對(duì)稱(chēng)短路322 電氣設(shè)備的選擇352.1 斷路器的選擇352.1.1 110kV側(cè)斷路器的選擇352.1.2 10kV側(cè)斷路器的選擇372.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇412.2.1 110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇41 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇422.3 互感器的選擇442.3.1 110kV側(cè)互感器的選擇442.3.2 10kV側(cè)互感器的選擇452.4 母線(xiàn)的選擇492.4.1 110kV側(cè)母線(xiàn)的選擇492.4.2 10kV側(cè)母線(xiàn)的選擇51參考文獻(xiàn)56附錄57附錄1 英語(yǔ)原文57附錄2 漢語(yǔ)翻譯61附錄3 變電所電氣主接線(xiàn)圖65附錄4 繼電保護(hù)裝

9、置配置圖66第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)1.1 變壓器的選擇1.1.1 主變壓器的選擇根據(jù)原始資料：1.變電所類(lèi)型：110KV終端變電站 2.電壓等級(jí): 110/10 kv 3.負(fù)荷情況： 10kv側(cè)： 最大負(fù)荷： 26MW 最小負(fù)荷：15MW cos=0.85 Tmax=5000h 負(fù)荷類(lèi)型：一、二類(lèi)，90變壓器采用有載調(diào)壓雙繞組電力變壓器，為了滿(mǎn)足用戶(hù)最大負(fù)荷，則計(jì)算變壓器容量為: Se=26MW/0.85=30588KVA同時(shí)給變壓器留有一定的裕度則取： Se=30588*1.2=36706KVA現(xiàn)有三種方案： （1）、根據(jù)負(fù)荷要求選用一臺(tái)變壓器，型號(hào)為三相雙繞組SZ1040

10、000KVA/110。 （2）、根據(jù)負(fù)荷要求選用兩臺(tái)變壓器，型號(hào)均為三相雙繞組SZ1040000KVA/110。 （3）、根據(jù)負(fù)荷要求選用兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)型號(hào)為SZ1040000KVA/110，另一臺(tái)型號(hào)為SZ1020000KVA/110?，F(xiàn)對(duì)三種方案進(jìn)行比較：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一價(jià)格經(jīng)濟(jì)，滿(mǎn)足符合需求，能夠良好的給用戶(hù)供電。若一臺(tái)機(jī)故障時(shí)沒(méi)有備用變壓器。方案二互為備用，平時(shí)正常運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)能夠承但變電站的全部負(fù)荷。造價(jià)昂貴方案三每臺(tái)工作變壓器在不滿(mǎn)載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開(kāi)后，其站用部分負(fù)荷則由完好的另一臺(tái)變壓器承擔(dān)。在系統(tǒng)N-1方式下運(yùn)行不能滿(mǎn)足負(fù)荷要求同時(shí)若一臺(tái)機(jī)

11、故障時(shí)則要求切除相應(yīng)線(xiàn)路，造成部分地區(qū)停電現(xiàn)象。為了滿(mǎn)足系統(tǒng)N1的運(yùn)行方式，以保證電網(wǎng)安全運(yùn)行為前提，故選擇方案二。查35-110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范選擇SZ1040000/110型號(hào)的變壓器，連接組別為YN，d11。其技術(shù)參數(shù)： 表1-1 所選主變壓器的技術(shù)參數(shù)額定容量（KVA）額定電壓（KV）阻抗電壓（%）空載損耗（KW）空載電流（KA）連接組別頻率高低40000110±8×1.25%10.510.540.40.58%YNd1150HZ主變壓器的接地方式采用直接接地方式，此接地方式過(guò)電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。變電所繞組連接方式：變壓器繞組的連

12、接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和，我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組采用Y連接。35kV亦采用Y連接。35kV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。所以本設(shè)計(jì)110kV側(cè)、10kV側(cè)繞組分別采用Y、連接。1.1.2 站用變壓器的選擇因站用負(fù)荷較重要，為提高站用電的可靠性和靈活性，需裝設(shè)一臺(tái)站用變壓器。站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用。根據(jù)要求站用變?nèi)萘堪粗髯內(nèi)萘康模?.51.0）%進(jìn)行選擇, 這里應(yīng)該取1.0%進(jìn)行計(jì)算以確保站用電。S=40000×1.0%=400KVA。考慮到目前我

13、國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無(wú)油化過(guò)渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。站用變壓器的技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表1-2 所選站用變壓器的技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量連接組標(biāo)號(hào)額定電壓（kV）損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流高壓低壓空載負(fù)載SG10-400/10400Y,yn0100.40.805.2241.31.2 電氣主接線(xiàn)概述 在發(fā)電廠(chǎng)和變電所中，發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電容器、互感器、避雷器等高壓電氣設(shè)備，以及將它們連接在一起的高壓電纜和母線(xiàn)，構(gòu)成了電能生產(chǎn)、匯集和分配的電氣主回路。這個(gè)電氣主回路被稱(chēng)為電氣一次系統(tǒng)，又叫做電氣主接線(xiàn)。用規(guī)定的設(shè)備圖形和文字符號(hào)，按照各電

14、氣設(shè)備實(shí)際的連接順序而繪成的能夠全面表示電氣主接線(xiàn)的電路圖，稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)圖。發(fā)電廠(chǎng)、變電站的電氣主接線(xiàn)可有多種形式。選擇何種電氣主接線(xiàn)，是發(fā)電廠(chǎng)，變電站電氣部分設(shè)計(jì)中的最重要問(wèn)題。主接線(xiàn)的確定對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接影響。對(duì)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求是可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。（1）可靠性要求供電可靠性是指能夠長(zhǎng)期、連續(xù)、正常地向用戶(hù)供電的能力，現(xiàn)在已經(jīng)可以進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。電氣主接線(xiàn)不僅能保證在正常運(yùn)行時(shí)，還要考慮到檢修和事故時(shí)，都不能導(dǎo)致一類(lèi)負(fù)荷停電，一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。為此，應(yīng)考慮設(shè)備的備用

15、，并有適當(dāng)?shù)脑６?，此外，選用高質(zhì)量的設(shè)備也能提高可靠性。（2）靈活性要求滿(mǎn)足調(diào)度時(shí)的靈活性要求，靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線(xiàn)路，靈活地調(diào)配電源盒負(fù)荷，滿(mǎn)足系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要；滿(mǎn)足檢修時(shí)的靈活性要求，在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地將其退出運(yùn)行，并使該設(shè)備與帶點(diǎn)運(yùn)行部分有可靠的安全隔離，保證檢修人員檢修時(shí)方便和安全；滿(mǎn)足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求，從初期的主接線(xiàn)過(guò)度到最終的主接線(xiàn)，每次過(guò)渡都應(yīng)比較方便，改建的工程不大。（3）經(jīng)濟(jì)性要求在主接線(xiàn)滿(mǎn)足必要的可靠性和靈活性的前提下，應(yīng)盡量做到經(jīng)濟(jì)合理。努力節(jié)省投資，高壓設(shè)備的數(shù)量力求較少，不必有多余的設(shè)備，減少出線(xiàn)電纜的截面，繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)分復(fù)雜

16、，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜，主變壓器的型號(hào)、容量、臺(tái)數(shù)的選擇要經(jīng)濟(jì)合理，盡量少占土地。1.3 110kV側(cè)接線(xiàn)方式的選取方案一 單母線(xiàn)分段兼旁路接線(xiàn)接線(xiàn)特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):當(dāng)檢修在一出線(xiàn)斷路器時(shí)，可不中斷該路的供電，即合上旁路斷路器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)后再合上該斷路器，使旁路母線(xiàn)帶電，再合上欲檢修的出線(xiàn)斷路器所在回路的旁路隔離開(kāi)關(guān)，然后斷開(kāi)被檢修的斷路器及其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，對(duì)其進(jìn)行檢修，在正常運(yùn)行情況下，旁路母線(xiàn)不帶電，主接線(xiàn)系統(tǒng)可并列運(yùn)行也可分列運(yùn)行，運(yùn)行方式比較靈活，這種接線(xiàn)方式廣泛應(yīng)用于出線(xiàn)回路不多的場(chǎng)合。缺點(diǎn):配電裝置布置稍復(fù)雜，多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資。這種接線(xiàn)除非供電可靠性有特殊需

17、要時(shí)才應(yīng)用。方案二 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)接線(xiàn)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線(xiàn)分段后，重要負(fù)荷可分別從兩段母線(xiàn)上個(gè)引出一條供電線(xiàn)路，就保證了足夠的供電可靠性。當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使大面積停電。而且單母線(xiàn)分段接線(xiàn)接線(xiàn)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)方便，可靠性適中。當(dāng)110kV配電裝置總出線(xiàn)回路數(shù)為34回時(shí)適用。缺點(diǎn)：?jiǎn)文阜侄喂╇姛o(wú)單母線(xiàn)分段間旁路接線(xiàn)可靠性高。當(dāng)任一段母線(xiàn)或某一臺(tái)母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障及檢修時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)跳開(kāi)分段斷路器，僅能保證一半線(xiàn)路的供電。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案一中采用單母線(xiàn)分段帶旁母接線(xiàn)雖調(diào)度靈活，運(yùn)行可靠性高，但投資較大、接線(xiàn)復(fù)雜。方案二中采用單

18、母線(xiàn)分段，該接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，投資略小。并且把兩個(gè)供電系統(tǒng)的四回進(jìn)線(xiàn)分別接于隔離開(kāi)關(guān)的兩側(cè)，提高了供電的可靠性。綜合考慮，選擇方案二。1.4 10kV側(cè)接線(xiàn)方式的選取方案一 單母線(xiàn)接線(xiàn)接線(xiàn)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)文妇€(xiàn)接線(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，所用電器設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建，配電裝置造價(jià)便宜。缺點(diǎn)：?jiǎn)文妇€(xiàn)接線(xiàn)可靠性不高，不夠靈活。母線(xiàn)和母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)全部回路均需停電，任一斷路器檢修時(shí)，其所在回路也將停電。只能用于某些出線(xiàn)回路較少。方案二 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)單母線(xiàn)接線(xiàn)特點(diǎn)及接線(xiàn)圖詳情見(jiàn)2.1所述。10kV側(cè)在方案一中采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，方案二中采用單母分段，增加了一個(gè)斷路器和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，增大了供電的

19、可靠性。經(jīng)比較，故采用方案二。2 短路電流計(jì)算2.1 短路電流概述 “短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂的短路是指電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過(guò)任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的，危害很大。 （1）形成短路的原因 電氣設(shè)備載流部分絕緣的損壞是形成短路的主要原因。絕緣材料因時(shí)間太長(zhǎng)而老化、操作過(guò)電壓或雷擊過(guò)電壓、機(jī)械力損傷等，均可導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣的損壞。此外，人員的不正確操作，如帶負(fù)荷拉刀閘、未拆除接地線(xiàn)就送電等，也是造成短路的重要原因。還有暴風(fēng)雪、冰雹以及地震等自然災(zāi)害和動(dòng)物誤碰，也常常導(dǎo)致短路故障。（2）短路的危害短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣

20、設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程使短路回路的短路電流值大大增加，可能超過(guò)該回路額定電流許多倍；短路發(fā)生時(shí)要產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度，使故障元件和短路電路中的其他元件收到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故；短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源停電范圍越大，造成的損失也越大。（3）短路的類(lèi)型短路故障分為對(duì)稱(chēng)短路和不對(duì)稱(chēng)短路。三相短路是對(duì)稱(chēng)性短路，造成的危害最為嚴(yán)重，但發(fā)生三相短路的機(jī)會(huì)較少。其他種類(lèi)的短路都屬于不對(duì)稱(chēng)短路，產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣火相對(duì)地絕緣損壞。其中單項(xiàng)短路發(fā)生的機(jī)會(huì)最多，約占

21、短路總數(shù)的70%以上。電力系統(tǒng)中發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般情況下特別是遠(yuǎn)離電源的工廠(chǎng)供電系統(tǒng)中，三相短路等的短路電流最大，因此造成的危害也越大，為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。（4）短路電流計(jì)算的目的短路問(wèn)題是電力技術(shù)方面的基本問(wèn)題之一。為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)地使有關(guān)

22、斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。2.2 電網(wǎng)的等值電路圖 經(jīng)過(guò)求解各個(gè)電氣元件的阻抗值，可得該電網(wǎng)的等值電路圖如下所示： 110KV 10KV S 0.336830.18 0.33683 . . . 圖2-1 電網(wǎng)等值電路圖2.3 短路電流計(jì)算結(jié)果2.3.1 三相短路電流計(jì)算結(jié)果為校驗(yàn)各種電氣設(shè)備，必須找出可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電流。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)在空載線(xiàn)路上且恰好當(dāng)某一相電壓過(guò)零時(shí)刻發(fā)生三相短路，在該相中就會(huì)出現(xiàn)最為嚴(yán)重的短路電流。根據(jù)本變電所電源側(cè)的發(fā)展規(guī)劃，計(jì)算出系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的短路電流，其三相短路電流計(jì)算結(jié)果如下表所示： 表2-1 三相短路電流

23、計(jì)算結(jié)果短路地點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方式單臺(tái)主變運(yùn)行時(shí)參考值（一次值；單位kA）兩臺(tái)主變并列運(yùn)行時(shí)參考值分流值（一次值；單位kA）沖擊電流d1大方式I=2788.89小方式I=2415.18d2大方式I=971.3小方式I=841.15d3大方式I=971.3小方式I=841.15d4大方式I=1440.81I=720.4小方式I=1247.7I=623.87兩相短路、兩相短路接地和單相短路，都屬于不對(duì)稱(chēng)短路故障。發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比發(fā)生三相短路的機(jī)會(huì)多，尤其是單相短路（接地）故障，約占全部短路故障中的70%以上。不對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算，一般都采用對(duì)稱(chēng)分量法和正序增廣網(wǎng)絡(luò)法。 各電壓等級(jí)的最大短路電流均在斷

24、路器一般選型能力（20kA）之內(nèi)，所以不必采用價(jià)格昂貴的重型設(shè)備或者采取限制短路電流的措施。3 電氣設(shè)備的選擇3.1 發(fā)電廠(chǎng)主要電氣設(shè)備在發(fā)電廠(chǎng)和變電所中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配等各環(huán)節(jié)的需要，配置了各種電氣設(shè)備。根據(jù)它們?cè)谶\(yùn)行中所起作用不同，通常將它們分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備。直接參與生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的設(shè)備稱(chēng)為電氣一次設(shè)備。主要有進(jìn)行電能生產(chǎn)和變換的設(shè)備、接通斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器、限制過(guò)電流或過(guò)電壓的設(shè)備、載流導(dǎo)體及其絕緣設(shè)備等。為了保證電氣一次設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)等的設(shè)備稱(chēng)為電氣二次設(shè)備。主要有各種測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置

25、、直流電源設(shè)備等。不同類(lèi)別的電氣設(shè)備承擔(dān)的任務(wù)和工作條件各不相同，因此它們的具體選擇方法也不相同。但是，為了保證工作的可靠性及安全性，在選擇它們時(shí)的基本條件是相同的，這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電所安全、可靠的供電，即按正常工作條件選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，對(duì)于斷路器、熔斷器等還要校驗(yàn)其開(kāi)斷電流的能力。并且在此前提下，適當(dāng)?shù)亓粲性６?，力求在?jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。3.2 斷路器的選擇高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它既可以在正常情況下接通或斷開(kāi)電路，又可以在系統(tǒng)故障情況下自動(dòng)地迅速斷開(kāi)電路，斷開(kāi)電路時(shí)會(huì)在斷口處產(chǎn)生電弧，為此斷路器設(shè)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，滅弧能力是斷路器的核心性能。其選擇的好

26、壞，不但直接影響變電所正常狀態(tài)下運(yùn)行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分析。斷路器的種類(lèi)很多。按其采用的滅弧介質(zhì)分有油（oil）斷路器，六氟化硫（SF6）斷路器，真空（vacuum）斷路器，以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。按安裝場(chǎng)所又分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式。其應(yīng)用最為廣泛的是油斷路器。而油斷路器按其油量多少和油的功能分為多油（high-oil content ）少油（low-oil content）兩大類(lèi)。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對(duì)地（外殼）甚至相與相之間的絕緣介質(zhì)。少油斷路器的油量很少，其油只作為滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。一般35KV及以下的戶(hù)內(nèi)配電裝

27、置中現(xiàn)在都采用少油斷路器。斷路器的全型號(hào)表示的含義： S少油式 D多油式 Z真空式 G改進(jìn)式 LSF6式 N戶(hù)內(nèi)式W戶(hù)外式斷路器的選擇內(nèi)容包括：（1）選擇型式；（2）選擇額定電壓；（3）選擇額定電流；（4）校驗(yàn)開(kāi)端能力；（5）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；（6）校驗(yàn)熱穩(wěn)定。其斷路器的選擇如下表所示： 表3-1 斷路器選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)UN（kV）Igmax（A）Qk（kA2s）UN（kV）IN（A）（kA2s）LW4-110/1000110110.2240.38611010001024ZN10-10I/63010285.279425.662106305123.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)俗稱(chēng)刀閘，它

28、主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線(xiàn)路的安全檢修其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斷開(kāi)后有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。但是隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置因此它不允許帶負(fù)荷操作。然而可通斷一定的小電流。隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)，分戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式兩大類(lèi)。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，故無(wú)開(kāi)斷電流技術(shù)數(shù)據(jù)。隔離開(kāi)關(guān)的用途有以下幾個(gè)方面：(1)隔離電壓。在檢修電氣設(shè)備時(shí)，將隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)，形成明顯可見(jiàn)的斷點(diǎn)，使帶電部分與被檢修部分隔開(kāi)，以確保檢修安全。（2）可接通或斷開(kāi)很小的電流。如電壓互感器回路，勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器回路及電容電流不超過(guò)5A的空載線(xiàn)路等。（3）可與斷路

29、器配合或單獨(dú)完成倒閘操作。隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)表示的含義： W戶(hù)外式 N戶(hù)內(nèi)式 D帶接地刀閘式 G改進(jìn)式隔離開(kāi)關(guān)的選擇方法可參照斷路器，其內(nèi)容包括：（1）選擇型式；（2）選擇額定電壓；（3）選擇額定電流；（4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；（5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定。隔離開(kāi)關(guān)的選擇如下表：表3-2 隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓（KV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）110kVGW7-110D1106005514（5）10kVGN6-10T104005214（5）3.4 互感器的選擇互感器既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同時(shí)也是隔離元件?；ジ衅骺煞譃殡娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅?，它們既是電力系統(tǒng)

30、中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同時(shí)也是隔離元件。它們將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?、小電流，供測(cè)量、監(jiān)視、控制及繼電保護(hù)使用?；ジ衅鞯木唧w作用是：（1）將一次系統(tǒng)各級(jí)電壓均變成100V（或?qū)Φ?00V/）以下的低電壓，將一次系統(tǒng)各回路電流均變成5A（或1A、0.5A）以下的小電流，以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。（2）將一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時(shí)互感器二次側(cè)必須有一點(diǎn)可靠接地，從而保證了二次設(shè)備及人員的安全。為使電力系統(tǒng)正常運(yùn)行并保證電能質(zhì)量，且在短路后迅速將故障元件切除不致使故障范圍擴(kuò)大，必須通過(guò)二次設(shè)備以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、監(jiān)察及保護(hù)，二次設(shè)備的輸入信

31、號(hào)由互感器取得，互感器在主接線(xiàn)中的配置，總是與一次設(shè)備運(yùn)行要求及主接線(xiàn)形式有關(guān)。無(wú)論是電壓互感器還是電流互感器，都要求二次側(cè)有一點(diǎn)可靠接地，以防止萬(wàn)一互感器絕緣損壞，高電壓會(huì)竄入二次回路危及二次設(shè)備和人身的安全。3.4.1 電流互感器的選擇電流互感器包括一次繞組，二次繞組及鐵芯，一次繞組線(xiàn)徑較細(xì)而匝數(shù)很少，二次繞組則較細(xì)很多，一次繞組串聯(lián)接入一次電路，通過(guò)一次繞組的電流，只取決于一次回路負(fù)載的多少與性質(zhì)，而與二次側(cè)負(fù)載無(wú)關(guān)，而其二次電流在理想情況下僅取決于一次電流。正常工作時(shí)，電流互感器二次側(cè)接近于短路狀態(tài)。在所有支路均應(yīng)按測(cè)量及繼電保護(hù)要求，裝設(shè)相應(yīng)的電流互感器。在發(fā)電機(jī)、主變壓器、大型廠(chǎng)用

32、變壓器和110kV及以上大接地電流系統(tǒng)各回路中，一般應(yīng)三相均裝設(shè)電流互感器，而對(duì)于非主要回路一般僅在A(yíng)、C兩相上安裝。一般采用雙鐵芯或多鐵芯的電流互感器，可分別供給測(cè)量和保護(hù)使用。有些35kV及以上等級(jí)斷路器兩側(cè)套管內(nèi)裝有電流互感器，就不必另外裝設(shè)了。選擇電流互感器時(shí)，首先要根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、用途等具體條件確定互感器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、準(zhǔn)確等級(jí)、額定電流比K；其次要根據(jù)互感器的額定容量和二次負(fù)荷計(jì)算二次回路連接導(dǎo)線(xiàn)的截面積；最后校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。電流互感器的型號(hào)的表示和含義： L電流互感器 A穿墻式 C瓷絕緣或瓷箱串級(jí)式 D、P差動(dòng)保護(hù)用 W戶(hù)外型或防污型 J加大容量 B保護(hù)用或防爆型 F復(fù)匝式 M母

33、線(xiàn)型 Z澆注絕緣式電流互感器的選擇如下表： 表3-3 電流互感器選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)（母線(xiàn)）型號(hào)額定電流比1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)110kVLCWD-1101000/57513010kVLBJ-10300/51001803.4.2 電壓互感器的選擇電壓互感器（又稱(chēng)PT）是將高電壓變成低電壓的設(shè)備，分為電磁式電壓互感器和電容分壓式互感器兩種。電壓互感器的配置原則為工作母線(xiàn)和備用母線(xiàn)都應(yīng)裝一組三繞組電壓互感器，母線(xiàn)如分段應(yīng)在各分段上安裝一組三繞組電壓互感器。普通電能測(cè)量選用0.5級(jí)。335kV電壓互感器高壓側(cè)一般經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)和高壓熔斷器接入高壓電網(wǎng)，低壓側(cè)也應(yīng)裝低壓熔斷器。110kV及以上的電壓互感器可

34、直接經(jīng)由隔離開(kāi)關(guān)接入電網(wǎng)，不裝高壓熔斷器。380kV的電壓互感器可經(jīng)熔斷器直接接入電網(wǎng)，而不用隔離開(kāi)關(guān)。工作母線(xiàn)和備用母線(xiàn)都應(yīng)裝設(shè)一組三繞組電壓互感器，而旁路母線(xiàn)可不裝。母線(xiàn)如分段應(yīng)在各分段上各裝一相三繞組電壓互感器。35kV以上無(wú)電源使不裝，有電源時(shí)，可裝一臺(tái)單相雙繞組或單相三繞組電壓互感器。110kV及以上線(xiàn)路，為了節(jié)約投資和占地，載波通信和電壓測(cè)量課公用耦合電容，故一般選擇電壓電容分壓式電壓互感器。電壓互感器的選擇內(nèi)容包括：根據(jù)安裝地點(diǎn)和用途，確定電壓互感器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、接線(xiàn)方式和準(zhǔn)確級(jí)；確定額定電壓比；計(jì)算電壓互感器的二次負(fù)荷，使其不超過(guò)相應(yīng)準(zhǔn)確度的額定容量。電壓互感器的型號(hào)的表示和含義

35、： J、Y電壓互感器 D單相 S三相 W五柱三繞組 R電容型 G干式 Z環(huán)氧澆注絕緣 F測(cè)量和保護(hù)二次繞組分開(kāi) 電壓互感器的選擇如下表：表3-4 電壓互感器選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)型號(hào)一次線(xiàn)圈二次線(xiàn)圈輔助線(xiàn)圈最大容量（VA）重量（kg）110kV母線(xiàn)YDR-110100/0.1/0.1120010kV母線(xiàn)JSJW-1010/0.1/0.1/39601903.5 高壓熔斷器的選擇熔斷器是用于保護(hù)短路和過(guò)負(fù)荷的最簡(jiǎn)單的電器。其容量小，保護(hù)性差，僅用于35kV及以下電壓等級(jí)，在發(fā)電廠(chǎng)中主要用于電壓互感器短路保護(hù)。熔斷器的核心部件是裝于外殼中的熔體。保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器，一般選型，其額定電壓應(yīng)高于或等于

36、所在電網(wǎng)電壓的額定電壓(但限流式則只能等于電網(wǎng)電壓)，額定電流通常均為0.5A，其開(kāi)斷電流。熔斷器的型號(hào)的表示和含義： R熔斷器 N戶(hù)內(nèi) W戶(hù)外 高壓熔斷器應(yīng)根據(jù)額定電壓、額定電流、型式種類(lèi)、開(kāi)斷電流、保護(hù)的選擇性等進(jìn)行選擇。高壓熔斷器的選擇如下表所示：表3-5 高壓熔斷器選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)型號(hào)最大切斷電流（KA）備注10kV母線(xiàn)RN217保護(hù)屋內(nèi)TV3.6 母線(xiàn)的選擇為了匯集、分配和傳輸電能，常常需要設(shè)置母線(xiàn)。變電站屋內(nèi)和屋外配電裝置的主母線(xiàn)、變壓器等電氣設(shè)備與配電裝置母線(xiàn)之間的連接導(dǎo)線(xiàn)、各種電器之間的連接導(dǎo)線(xiàn)，統(tǒng)稱(chēng)為母線(xiàn)。母線(xiàn)的選擇內(nèi)容包括：（1）確定母線(xiàn)的材料、截面形狀、布置方式；（2）選

37、擇母線(xiàn)的截面積；（3）校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；（4）對(duì)重要的和大電流的母線(xiàn)，校驗(yàn)其共振頻率；（5）對(duì)于110KV及以上母線(xiàn)，還應(yīng)校驗(yàn)?zāi)芊癜l(fā)生電暈。其選擇情況如下表所示：表3-6 母線(xiàn)選擇結(jié)果電壓等級(jí)選擇結(jié)果 計(jì)算結(jié)果型號(hào)S（mm2）Ial（A）S（mm2）Igmax(A)110kV側(cè)LGJ150315146.96110.2210kV側(cè)矩形2（）28401616.6271212.473.7 絕緣子和穿墻套管的選擇 110KV及35KV母線(xiàn)均為軟導(dǎo)體，故需要戶(hù)外懸式絕緣子，按照以往經(jīng)驗(yàn)，110KV通常選為8片，而35KV則選為3片；無(wú)需穿墻套管。10KV母線(xiàn)為戶(hù)內(nèi)矩形硬導(dǎo)體，需要支柱絕緣子和穿墻

38、套管。支柱絕緣子應(yīng)按安裝地點(diǎn)和額定電壓選擇，并進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)；穿墻套管應(yīng)按安裝地點(diǎn)、額定電壓和額定電流選擇，并按短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。其選擇情況如下表所示：表3-7 絕緣子與穿墻套管選擇結(jié)果類(lèi)別型號(hào)高度（mm）機(jī)械負(fù)荷（kg）支柱絕緣子ZNA-10125375穿墻套管CLB-1105057504 繼電保護(hù)規(guī)劃繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全和可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，如果沒(méi)有繼電保護(hù)裝置，就無(wú)法維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)的任務(wù)和作用如下：（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于

39、繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)不正常運(yùn)行情況的類(lèi)型和電氣元件的維護(hù)條件，發(fā)出信號(hào)，由運(yùn)行人員進(jìn)行處理或自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，允許帶有一定的延時(shí)。（3）與電力系統(tǒng)中其他自動(dòng)裝置配合，在條件允許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。電力系統(tǒng)各電氣元件之間通常用斷路器互相連接，每臺(tái)斷路器都裝有相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可以向斷路器發(fā)出跳閘脈沖，切除故障部分，其余部分仍能正常運(yùn)行。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。在電力系統(tǒng)中，為了使故障能可靠地被

40、切除，一個(gè)電氣元件通常裝有多套保護(hù)裝置，人們將這些保護(hù)分別稱(chēng)為主保護(hù)和后備保護(hù)。反應(yīng)被保護(hù)元件上的故障，并能在較短時(shí)間內(nèi)將故障切除的保護(hù)稱(chēng)為主保護(hù)；后備保護(hù)就是在主保護(hù)不能動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作將故障切除。根據(jù)保護(hù)范圍和裝置的不同有近后備和遠(yuǎn)后備兩種方式。繼電保護(hù)的基本原理是利用被保護(hù)線(xiàn)路或者設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，啟動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。保護(hù)裝置一般由測(cè)量比較元件、邏輯判斷元件和執(zhí)行輸出元件三部分組成。本變電站繼電保護(hù)配置如下：（1）變壓器保護(hù)裝置設(shè)置：按照繼電保護(hù)和安全自定裝置技術(shù)規(guī)程的要求，并考慮到采用微機(jī)保護(hù)的具體情況，采用雙主雙后的配置方

41、式：差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、零序過(guò)電流保護(hù)及瓦斯、油溫、油位、繞組溫度、壓力釋放等非電量保護(hù)。（2）110kV線(xiàn)路保護(hù)設(shè)置：設(shè)置距離保護(hù)，以差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)，以電流保護(hù)為后備。所謂距離保護(hù)，就是指反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)這一距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置，短路點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，其測(cè)量阻抗就越小，則保護(hù)的時(shí)限就越短；反之，短路點(diǎn)越遠(yuǎn)，其測(cè)量阻抗就越大，則保護(hù)動(dòng)作時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線(xiàn)路。所謂縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，是基于比較被保護(hù)線(xiàn)路始端和末端電流的大小和相位的原理構(gòu)成的。為此，在線(xiàn)路兩端安裝了具有相同型號(hào)和變比的電流互感器，將線(xiàn)路兩端

42、電流互感器二次側(cè)的同名端連接在一起。110kV線(xiàn)路保護(hù)設(shè)置：設(shè)置差動(dòng)保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘；過(guò)流保護(hù)為后備保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間t0=0.5秒。（3）10kV線(xiàn)路保護(hù)設(shè)置：設(shè)置兩斷式電流保護(hù)。5 防雷規(guī)劃電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣會(huì)受到兩種過(guò)電壓的危害：一種是外部過(guò)電壓，又叫大氣過(guò)電壓，是由雷電活動(dòng)所引起的過(guò)電壓；另一種是內(nèi)部過(guò)電壓，是由開(kāi)關(guān)操作和系統(tǒng)故障而引起的過(guò)電壓。無(wú)論哪種形式的過(guò)電壓，都會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣構(gòu)成威脅。如果過(guò)電壓使設(shè)備絕緣擊穿，由于電氣設(shè)備本身還帶有工頻交流電壓，則當(dāng)短暫過(guò)電壓引起的擊穿電流過(guò)去之后，工頻交流電也將流過(guò)其擊穿通道，從而造成短路事故。為此，對(duì)電氣設(shè)備必須加裝必要的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)施。

43、（1） 對(duì)直擊雷的防護(hù)措施：通常采用避雷針、避雷線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)。（2） 對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施：較低電壓等級(jí)的電氣設(shè)備及母線(xiàn)，因其絕緣水平較低，不可太靠近容易引雷的物體，以免發(fā)生“反擊”；采用避雷器泄放感應(yīng)過(guò)電壓。（3） 對(duì)雷電侵入波的防護(hù)措施：主要為安裝多組避雷器。另外，其進(jìn)線(xiàn)斷保護(hù)有利于減少雷電侵入波的危害。（4） 對(duì)內(nèi)部過(guò)電壓的防護(hù)措施：采用滅弧性能良好不重燃的斷路器、限制工頻電壓升高的并聯(lián)電抗器、保護(hù)間隙、限制內(nèi)部過(guò)電壓的磁吹避雷器、阻尼電阻、電容器以及合理的運(yùn)行操作方式避免發(fā)生諧振等。變電站是多條輸電線(xiàn)路的交匯點(diǎn)和電力系統(tǒng)的樞紐。線(xiàn)路雷害事故往往只導(dǎo)致電網(wǎng)工況的短時(shí)惡化，變電所的雷害事故就要

44、嚴(yán)重得多，往往導(dǎo)致大面積停電。其次，變電設(shè)備的內(nèi)絕緣水平往往低于線(xiàn)路絕緣，而且不具有自恢復(fù)功能，一旦因雷電過(guò)電壓而發(fā)生擊穿，后果十分嚴(yán)重。不過(guò)另一方面，變電站的地域比較集中，不像線(xiàn)路那樣綿亙延伸，因而也比較容易加強(qiáng)集中保護(hù)?？傊?，變電站的防雷保護(hù)與輸電線(xiàn)路相比，要求更嚴(yán)格、措施更嚴(yán)密、可靠。變電所中出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓有兩個(gè)來(lái)源：（1）雷電直擊變電所；如果讓雷電直接擊中變電所設(shè)施的導(dǎo)電部分，則出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓很高，一般會(huì)引起絕緣的閃絡(luò)或擊穿， 所以必須裝設(shè)避雷針或避雷線(xiàn)對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)，讓變電所中需要保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施均處于其保護(hù)范圍之內(nèi)。按照安裝方式的不同，要將避雷針?lè)譃楠?dú)立避雷針和裝設(shè)在配電裝置

45、構(gòu)架上的避雷針兩類(lèi)。（2）沿輸電線(xiàn)路入侵的雷電流電壓波。如果在靠近變電所的線(xiàn)路上發(fā)生繞擊或反擊，進(jìn)入變電所的雷電過(guò)電壓的波前陡度和流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值都很大，對(duì)于那些未沿全線(xiàn)架設(shè)避雷線(xiàn)的35KV及以下的線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，首先必須在靠近變電所12km的線(xiàn)段上加裝避雷線(xiàn)，使之成為進(jìn)線(xiàn)端；對(duì)于全線(xiàn)有避雷線(xiàn)的110KV及以上的線(xiàn)路，也必須將靠近變電所的一段長(zhǎng)2km的線(xiàn)路劃為進(jìn)線(xiàn)斷。在一切進(jìn)線(xiàn)斷上都應(yīng)加強(qiáng)加強(qiáng)防雷錯(cuò)書(shū)、提高耐雷水平，盡量減少在這一段線(xiàn)路上出現(xiàn)繞擊或反擊的次數(shù)。進(jìn)入變電所的雷電過(guò)電壓波將來(lái)自進(jìn)線(xiàn)斷以外的線(xiàn)路，它們?cè)诹鬟^(guò)進(jìn)線(xiàn)斷時(shí)將因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；利用進(jìn)線(xiàn)斷來(lái)限制

46、流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值。雷電在通常情況下，都是向地面上高聳的物體，特別是金屬物體放電。因此，在適當(dāng)?shù)奈恢醚b設(shè)適當(dāng)高度的避雷針（線(xiàn)），就可以主動(dòng)引導(dǎo)雷電向其放電，并通過(guò)接地裝置將電荷泄入大地中，從而使電氣設(shè)備或建筑物不致遭受雷擊的危害。避雷針（線(xiàn)）能夠提供一個(gè)空間保護(hù)范圍。如果被保護(hù)的物體處在這個(gè)空間范圍內(nèi)，一般不會(huì)遭到雷擊。避雷針（線(xiàn)）由接閃器、接地引下線(xiàn)和接地體（接地裝置）三部分組成。避雷器實(shí)質(zhì)上是一種放電器，其一端接某一相帶電導(dǎo)體，另一端接地。正常運(yùn)行時(shí)，避雷器的電阻呈無(wú)限大狀態(tài)，不會(huì)對(duì)地短路；當(dāng)雷電侵入波沿線(xiàn)路進(jìn)入發(fā)電廠(chǎng)或變電所時(shí)，避雷器的電阻自動(dòng)變得很小，使巨大的雷電沖擊電流順利入地

47、，此時(shí)避雷器兩端電壓并不高，不會(huì)危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。沖擊大電流過(guò)后，在一小段時(shí)間內(nèi)，由線(xiàn)路正常工作電壓驅(qū)動(dòng)的電流也經(jīng)過(guò)避雷器入地。這時(shí)避雷器自動(dòng)恢復(fù)成很大的電阻，于是電力系統(tǒng)又恢復(fù)了正常運(yùn)行。避雷器與其所保護(hù)對(duì)象必須用伏秒特性來(lái)互相配合，才能達(dá)到預(yù)期效果。所謂伏秒特性就是避雷器或設(shè)備絕緣材料在一定電壓波形作用下，擊穿電壓的峰值與擊穿延遲時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。對(duì)電氣設(shè)備最危險(xiǎn)的是諧振過(guò)電壓。在絕緣配合中并不考慮諧振過(guò)電壓，否則代價(jià)太高了，而應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中避免和消除產(chǎn)生諧振的條件。常見(jiàn)的避雷器有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器及金屬氧化鋅避雷器。應(yīng)用最為廣泛的是閥式避雷器和氧化鋅避雷器。根據(jù)電力

48、設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，變電站的每組母線(xiàn)上，都應(yīng)安裝避雷器，作為防止高壓雷電波沿架空線(xiàn)路、設(shè)備侵入變電站的最主要措施。據(jù)變電站設(shè)備要求及主接線(xiàn)形式應(yīng)在下列點(diǎn)裝設(shè)避雷器：110KV、35KV、10KV母線(xiàn)各段母線(xiàn)上，主變中性點(diǎn)接地處。避雷器的選擇應(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。 隨著金屬氧化物避雷器

49、的不斷推廣，我國(guó)絕大多數(shù)變電站已逐步用金屬氧化物避雷器來(lái)替換掉原來(lái)的閥型避雷器，但也有不少變電站仍采用閥型避雷器。金屬氧化物避雷器除了有較理想的非線(xiàn)性伏安特性外，還有不少優(yōu)點(diǎn)。一是無(wú)間隙。在工作電壓下，金屬氧化物避雷器實(shí)際上相當(dāng)一絕緣體，因而工作電壓不會(huì)使氧化鋅閥片燒壞，同時(shí)，因無(wú)間隙，故大大改善了陡波下的響應(yīng)特性。二是無(wú)續(xù)流，故只要吸收過(guò)電壓能量即可，這樣，對(duì)金屬氧化物避雷器的熱容量的要求比閥型避雷器低得多。三是電氣設(shè)備所受過(guò)電壓可以降低。雖然10kA雷電流下的殘壓值兩種避雷器相同，但閥型避雷器只在串聯(lián)間隙放電后才可將電流泄放，而金屬氧化物避雷器在整個(gè)過(guò)電壓過(guò)程中都有電流流過(guò)，因此降低了作用

50、在變電站電氣設(shè)備上的過(guò)電壓。四是通流容量大，可以用來(lái)限制內(nèi)部過(guò)電壓。其次，金屬氧化物避雷器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，使用壽命也長(zhǎng)，所以本設(shè)計(jì)中采用金屬氧化物避雷器。本設(shè)計(jì)采用110kV配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針，10kV配電裝置設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行直接雷保護(hù)。為了防止反擊，主編構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。在避雷器的選擇上考慮到氧化鋅避雷器的非線(xiàn)性伏安特性?xún)?yōu)越于磁吹避雷器，且沒(méi)有串聯(lián)間隙，保護(hù)特性好，沒(méi)有工頻續(xù)流、滅弧等問(wèn)題，所以本設(shè)計(jì)線(xiàn)路中采用氧化鋅避雷器。其選擇情況如下表所示：表5-1 避雷器選擇結(jié)果電壓等級(jí)（KV）型號(hào)額定電壓（KV）工頻放電電壓（kV）預(yù)放電時(shí)間1.520的沖擊放電電壓不大

51、于（kV）110Y10W5-11011025534510FZ-10102645變壓器中性點(diǎn)保護(hù)：由于本設(shè)計(jì)變壓器中性點(diǎn)直接接地，在正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)將受到大氣過(guò)電壓和單相接地時(shí)暫時(shí)過(guò)電壓的作用，所以，對(duì)于變壓器中性點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)得避雷保護(hù)。對(duì)于本變電所的變壓器中性點(diǎn)所選的保護(hù)避雷器為：FZ-110J。6 配電裝置規(guī)劃6.1 配電裝置概述配電裝置是發(fā)電廠(chǎng)的重要組成部分。它是由各種開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)電器、測(cè)量電器、母線(xiàn)和必要的輔助設(shè)備根據(jù)主接線(xiàn)圖中的連接順序組裝而成，用來(lái)對(duì)電能進(jìn)行匯集、分配和控制。配電裝置分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，又稱(chēng)為裝配式。在工廠(chǎng)預(yù)先把各種電器安裝

52、在柜（屏）中，成套運(yùn)至安裝地點(diǎn)，則稱(chēng)為成套配電裝置。此外還有新型的SF6全封閉組合電器構(gòu)成的配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是： (1) 由于允許安全凈距小，可以分層布置，故占地面積較??；(2) 維修、操作、巡視在室內(nèi)進(jìn)行，比較方便，且不受氣候影響；(3) 外界污穢空氣不會(huì)影響電氣設(shè)備，維修工作可以減輕；(4) 房屋建設(shè)投資較大。但35kV及以下電壓等級(jí)可采用價(jià)格較低的戶(hù)內(nèi)型設(shè)備，減少一些設(shè)備投資。屋外配電裝置的特點(diǎn)是： (1) 土建工程量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；(2) 擴(kuò)建方便；(3) 相鄰設(shè)備之間的距離較大，便于帶電作業(yè)；(4) 設(shè)備露天運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；(5) 占地面積大；(6) 天氣變化對(duì)設(shè)備維修和操作有較大影響。 成套配電裝置的特點(diǎn)是： (1) 電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，(2) 所有電器元件已經(jīng)在工廠(chǎng)組裝成一體，大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷。(3) 運(yùn)行可靠性高，維護(hù)