110kv变电站设计方案

'110KV变电站设计1绪论1.1概述电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。电力工业发展水平和电气化程度是衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。变电站按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电站容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电站；按供电对象的差异可以分为城镇变电站、工业变电站和农业变电站；按变电站在电力系统中的地位分为枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站；按电压等级可以分为超高压、高压、中压变电站和低压变电站；按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站，无人值班变电站等。变电站的电气设备可划分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是直接进行电能生产转换和输配的设备，包括同步发电机、电力变压器、电动机、断路器、负荷开关、隔离开关、避雷器、互感器、消弧线圈、补偿电容器或调相机等，都是电压高、电流大的强电设备，它们的安全可靠性是变电站最关心的头等大事。二次设备是对一次设备和系统进行检测、控制、调节、保护并与上级有关部门和电力用户进行联络通信的有关设备，主要包括各种继电保护装置和自动装置，测量与监控设备、直流电源和远动通信设备等。1.2设计的原因及必要性-58- 变电站是电力系统的一个重要环节,由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成；它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济地送到每一个用电设备的装设场所，并利用电气控制设备来决定用电设备的运行状态，最终使电能为国民经济和人民生活发挥巨大的作用。1.3设计原则变电站的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。变电站的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案；必须坚持节约用地的原则；同时还应符合现行的国家有关标准和规范的规定。1.4设计的目的这次毕业设计是设计一座110KV变电站来满足鹿泉市郊一些城乡镇以及工业厂房的正常供电需求。并培养自己综合运用所学各科知识，独立分析和解决实际工程问题的能力。1.5设计原始资料1.5.1鹿泉市环境条件(1)当地年最高温度为41℃,年最低温度为-10℃；(2)当地海拔高度为200米；(3)当地雷暴日数为20日/年；地势平坦，交通便利，空气污染轻微1.5.2建站规模(1)变电站类型：220kV变电工程(2)主变台数：最终两台（要求第一期工程全部投入）(3)电压等级：220kV、110kV、35kV(4)出线回数及传输容量①220kV出线6回本变–乡镇115000kW6km本变–石市变15000kW42.3km本变–系统30000kW72km本变–正定8000kW36km备用两回-58- ②110kV出线10回本变–乡镇28000kW6km本变–火电厂10000kW8km(两回)本变–坞墙变5000kW15km本变–水电站10000kW12km(两回)本变–双八变5000kW10km本变-乡镇37000kw7km备用二回③35kV出线8回本变–氮肥厂2500kW2km本变–化工厂1500kW3km本变–医院1500kW5km本变–印刷厂2000kW4km本变–造纸厂2500kW6km本变–机械厂2500kW4km备用二回(5)无功补偿采用电力电容两组,容量为2×4500KVA1.5.3短路阻抗(1)系统作无穷大电源考虑：=0.05，=0.04，=0.1，=0.05.(2)火电厂装机容量为3×7500kW，=0.125,最大运行方式下,该火电厂只投入二台机组,最小运行方式下,该火电厂三台机组全部投入,并满发。(3)水电厂装机容量为3×5000kW，=0.27，最大运行方式下，该水电厂三台机组全部投入运行，并满发，最小运行方式下，该水电厂只投入一台机组。-58- 2电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。2.1主接线的设计原则和要求主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。2.1.1电气主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。-58- (1)接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110kV～220kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用单母分段接线。在枢纽变电站中，当110～220kV出线在4回及以上时，一般采用双母线接线。(2)在大容量变电站中，为了限制6～10kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：①变压器分裂运行；②在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器；③用低压侧为分裂绕组的变压器。④出线上装设电抗器。(3)断路器的设置根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。(4)为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据：①最小负荷为最大负荷的60～70%，如主要是农业负荷时则宜取20～30%；②负荷同时率取0.85～0.9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.95～1；③功率因数一般取0.8；④线损平均取5%。2.1.2设计主接线的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性、经济性、简便性和扩展性五项基本要求。（1）可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。1.断路器检修时，不宜影响对系统的供电；2.-58- 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；1.尽量避免变电所全部停运的可靠性。（2）灵活性为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；1.为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；2.为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。（3）经济性1.投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；2.占地面积小：主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。3.电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。变电所主接线的可靠性、灵活性和经济性是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性。根据变电所在系统中的地位和作用不同，对变电所主接线的要求也有不同的侧重。2.2主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下：(1)分析原始资料①本工程情况-58- 变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。②电力系统情况电力系统近期及远景发展规划（5～10年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。③负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。④环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。⑤设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。(2)拟定主接线方案在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。(3)短路电流计算对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。(4)主要电器选择包括高压断路器、隔离开关等电器的选择。(5)绘制电气主接线图将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。2.3变电站电气主接线方案选择2.3.1方案拟定及技术比较-58- 表2-1方案一和方案二的比较方案220KV110KV35KV主变台数方案一双母线双母线单母线分段2方案二3/2接线双母线分段双母线2从上述的比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，双母线带旁路接线比双母线的可靠性更高.由于110KV侧出现回数较多，考虑到安全可靠性,双母线带旁路接线更加适合.所以,确定选择第一种接线方案.拟定的两主接线方案如图2-1和图2-22.3.2方案的经济性比较从电气设备的数目及配电装置上进行比较，如表2-21)技术的比较：35KV侧单母线分段，接线简单，控制简单，有利于变电站的运行。双母线带旁路接线可靠性较高，能满足110KV，220KV侧的要求。所以，选择方案一2)经济的比较：＜，方案二投资少，从运行费用的角度考虑，选择方案二。3)综上所述，由于方案一与方案二的年运行费用基本相同，且方案一更能满足技术要求，最终选择方案一。-58- 表2-2电气设备比较方案项目方案一方案二220KV配电装置双母线带旁路双母线带旁路110KV配电装置双母线带旁路双母线35KV配电装置单母线分段双母线主变台数22断路器的数目220KV1010110KV141335KV1112隔离开关的数目220KV3333110KV493635KV2032-58- 图2-1电气主接线方案一-58- 图2-2电气主接线方案二-58- 3主变压器的选择3.1变压器台数和容量的选择由原始资料可知，本次所设计的变电站是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110KV及35KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电站的总装容量为：∑se=2（0.7PM）=1.4PM。3.2变压器型号的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。-58- 一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。1.自耦变压器：它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。2.分裂变压器：它约比同容量的普通变压器贵20%，它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。3.普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。-58- 4短路电流计算在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。4.1计算短路电流的目的及假设1.短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节其计算目的是：1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5)按接地装置的设计，也需用短路电流。2.短路电流计算的一般规定1)-58- 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5～10年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。1)选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。2)选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。3)导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。2.短路计算基本假设1)正常工作时，三相系统对称运行；2)所有电源的电动势相位角相同；3)电力系统中各元件的磁路不饱和，不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；4)元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；5)系统短路时是金属性短路。3.基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算.1)基准容量：Sj=100MVA2)基准电压：Vg（KV）10.51152304.短路电流计算的步骤1)计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2)给系统制订等值网络图；3)选择短路点；4)对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值。标幺值：-58- 有名值：Ii=Ij1)计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：S=VjI˝，短路电流冲击值：Ish=2.55I˝2)列出短路电流计算结果4.2三相短路电流计算基础短路电路：短路电路有名值为：冲击电流：冲击电流有名值为：短路容量：式中——系统中发生三相短路时，短路点的短路电流标幺值——系统中发生三相短路时，短路点的短路电流有名值——归算到短路点的等值电抗。以下为简便起见，省略下标*。4.3短路电流计算1.等值电路图1)基准值在短路计算中，选取Sj=100MVA，VB为各级电压平均值（230，115，37kv）基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=1.561KA-58- 图3-1等值电路基准电抗220KV侧Xj=529,110KV侧Xj=132.25,10KV侧Xj=13.691)系统电抗由原始材料可知，在Sj=100MVA下X1＝0.0182)变压器各绕组电抗Vs(1-2)％＝7.8％，Vs（1-3）％＝31.2％，Ｖs（2-3）％＝21.4％Vs1%=（Vs(1-2)%+Vs(1-3)%－Vs(2-3)%）=（7.8+31.2－21.4）=8.8Vs2%=（Vs(1-2)%+Vs(2-3)%－Vs(1-3)%）=（7.8+31.4－31.2）=－1Vs3%=（Vs(1-3)%+Vs(2-3)%－Vs(1-2)%）=（31.2+21.4－7.8）=22.4各绕组等值电抗标么值为：X2=××=××＝0.0163X3=××＝××＝－0.002-58- X4=××＝××＝0.04152.各短路点短路计算d1点短路(1)等值电路如下图图3-2d1点短路时的等值电路X1=0.018(2)短路电流I1*=有名值I1=I1*×Ij=55.56×0.251=13.94KA(3)冲击电流ish=2.55×I1=2.55×13.94=35.56KAIsh==21.09KA(4)短路容量S=I1*Sj=55.56×100=5556MVAd2点短路1)等值电路可简化为如下图-58- 图3-3d2点短路时的等值电路X0=X1+X2+X3=0.018+0.016-0.002=0.0321)短路电流I2*==31.24有名值：I2=I2*×Ij=31.24×0.502=15.69KA2)冲击电流ish=2.55×I2=2.55×15.69=40.01KAIsh==23.73KA3)短路容量S=I2*Sj=31.24×100=3124MVAd3点短路1)(1).等值电路可简化为如下图-58- 图3-4d3点短路时的等值电路Xf=X1+X2+X4=0.018+0.0163+0.0415=0.0761)短路电流I3*=有名值：I3=I3*×Ij=13.16×1.56=20.53KA2)冲击电流ish=2.55×I3=2.55×20.53=52.34KAIsh==31.05KA3)短路容量S=I3*Sj=20.53×100=2053MVA-58- 第5章电气设备的选择导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.一般原则1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2）应按当地环境条件校核；3）应力求技术先进和经济合理；4）选择导体时应尽量减少品种；5）扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。2.技术条件按正常工作条件选择导体和电气1)电压：所选电气设备允许最高工作电压Vymax不得低于回路所接电网的最高运行电压Vgmax即Vymax≥Vgmax一般电气设备允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15Ve，而实际电网运行的Vgmax一般不超过1.1Ve。-58- 1)电流电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度Q下，电气设备的长期允许电流Iymax应不小于该回路的最大持续工作电流Igmax即Iymax≥Igmax由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Igmax=1.05Ie（Ie为电器额定电流）。按短路情况校验电气设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流。1)短路热稳定校验Qk≤Qn满足热稳定条件为式中Qk——短路电流产生的热效应Qn——短路时导体和电器允许的热效应In——t秒内允许通过的短时热电流Tk——验算热稳定所用的计算时间，Tk=tpr+tbrTpr——断电保护动作时间Tbr——相应断路器的全开断时间2)短路的动稳定校验满足动稳定条件为：ish≤ies式中ish——短路冲击直流幅值（KA）ies——电气设备允许通过得动稳定电流幅值（KA）5.1断路器的选择-58- 变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，高压断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出电网运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护的作用。高压断路器是开关电器中最为完美的一种设备，其最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35～220KV一般采用SF6断路器。1.按开断电流选择:高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间得短路电流周期分量Ipt即：INbr≥Ipt（KA）式中Inbr——高压断路器额定开断电流（KA）Ipt——实际开断瞬间得短路电流周期分量,一般为短路电流（KA）2.按短路关合电流的选择:在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值。即：iNcl≥ish式中iNcl——断路器额定关合电流ish——短路冲击电流5.1.1220KV进线侧断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve-58- (2)按额定电流选择Ie≥Igmax考虑到变压器在电压降低5％时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax＝1.05Ie。即Igmax＝＝0.372KA(3)按开断电流来选择I≥I=13.94KA(4)按短路关合电流选择i≥ish＝35.56KA根据以上计算，可以初步选择LW－220型断路器，其参数见下表：表5-1所选220KV进线侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA3s热稳定电流/KA额定开断时间/sLW-220220250040100100400.06(5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46s式中t：短路计算时间；t：继电保护动作时间；t：断路器固有分闸时间；因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,-58- 电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：Qn=t=从而知Qk＜Qn满足要求。(6)动稳定校验ish＝35.56＜ies＝100,满足要求。综上可知，选择LW-220/2500型断路器满足要求。5.1.2220KV变压器侧断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥Igmax考虑到变压器在电压降低5％时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax＝1.05Ie。Igmax＝＝0.496KA(3)按开断电流来选择I≥I=13.94KA(4)按短路关合电流选择i≥ish＝35.56KA根据以上计算，可以初步选择LW－220型断路器，其参数见下表：-58- 表5-2所选220KV变压器侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA3s热稳定电流/KA额定开断时间/sLW-220220250040100100400.06(5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46s因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(6)动稳定校验ish＝56.617＜ies＝100,满足要求。综上可知，选择LW-220/2500型断路器满足要求。5.1.3110KV变压器侧断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve-58- (2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.2977KA(3)按开断电流来选择INbr≥I=15.69KA(4)按短路关合电流选择iNcl≥ish＝40.01KA根据以上计算，可以初步选择LW14－110型断路器，其参数见下表：表5-3所选110KV变压器侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA4s热稳定电流/KA全开断时间/sLW14-110110200031.5808031.50.05(5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.05＝2.45s因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：-58- Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(6)动稳定校验ish＝40.01＜ies＝80,满足要求。综上可知，选择LW14-110/2000型断路器满足要求。5.1.4110KV侧最大一回负荷出线断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.2977KA(3)按开断电流来选择INbr≥I=15.69KA(4)按短路关合电流选择iNcl≥ish＝40.01KA根据以上计算，可以初步选择LW14－110型高压少油断路器，其参数见下表：表5-4所选110KV负荷出线侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA全开断时间/sLW14-110110200031.580800.05-58- (5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.05＝2.45s因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(6)动稳定校验ish＝40.01＜ies＝80,满足要求。综上可知，选择LW14-110/2000型断路器满足要求。5.1.535KV变压器侧断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.559KA-58- (3)按开断电流来选择INbr≥I=20.53KA(4)按短路关合电流选择iNcl≥ish＝52.34KA根据以上计算，可以初步选择LW8-35型断路器，其参数见下表：表5-5所选35KV变压器侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA4s热稳定电流/KA全开断时间/sLW8-381104050256363250.06(5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46s因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(6)动稳定校验ish＝52.34＜ies＝63,满足要求。综上可知，选择LW8-38型断路器满足要求。-58- 5.1.635KV侧最大一回负荷出现断路器的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.515KA(3)按开断电流来选择INbr≥I=20.53KA(4)按短路关合电流选择iNcl≥ish＝52.34KA根据以上计算，可以初步选择LW8-35型断路器，其参数见下表：表5-6所选35KV出线侧断路器的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA额定关合电流峰值/KA动稳电流峰值/KA4s热稳定电流/KA全开断时间/sLW8-381104050256363250.06(5)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46s因为t>1s,不计非周期热效应.短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp,即,-58- 电器设备在3秒内热稳定电流产生的热效应Qn为：Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(6)动稳定校验ish＝52.34＜ies＝63,满足要求。综上可知，选择LW8-38型断路器满足要求。5.2隔离开关的选择隔离开关也是变电站中常用的开关设备。它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下，分、合电路。其主要功能为：1.隔离电压。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压相隔离，以确保检修的安全。2.倒闸操作。投入备用母线或旁路母线以改变运行方式，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。3.分、合小电流。因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路。5.2.1220KV进线侧隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥Igmax-58- Igmax＝＝0.372KA根据以上计算，可以初步选择GW7-220DW型隔离开关，其参数见下表：表5-7所选220KV进线侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW7-220DW22016008031.5(3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46sQk＝16.44Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝35.56＜ies＝80,满足要求。注：由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路电流校验。由上述表明，选择GW7－220DW型隔离开关能满足要求5.2.2220KV变压器侧隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝0.496KA根据以上计算，可以初步选择GW7-220DW型隔离开关，其参数见下表：-58- 表5-8所选220KV变压器侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW7-220DW22016008031.5(3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46sQk＝16.44Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝35.56＜ies＝80,满足要求。注：由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路电流校验。由上述计算表明，选择GW7－220DW型隔离开关能满足要求5.2.3110KV变压器侧隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝0.992KA根据以上计算，可以初步选择GW5－110Ⅱ型隔离开关，其参数见下表：-58- 表5-9所选110KV变压器侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW5-110Ⅱ110200010031.5(3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.05＝2.45sQk＝21.15Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝40.01＜ies＝100,满足要求。综上可知，选择GW5－110Ⅱkw型隔离开关满足要求5.2.4110KV侧最大一回负荷出现隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.2977KA根据以上计算，可以初步选择GW5－110Ⅱ型隔离开关，其参数见下表：表5-10所选110KV出线侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW5-110Ⅱ110200010031.5-58- (3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.05＝2.45sQk＝21.15Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝40.01＜ies＝100,满足要求。综上可知，选择GW5－110Ⅱkw型隔离开关满足要求5.2.535KV变压器侧隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.559KA根据以上计算数据，可以初步选择GW5-35型隔离开关，其参数见下表：表5-11所选35KV变压器侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW5-353516008031.5(3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46sQK＝36.21-58- Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝52.36＜ies＝80,满足要求。综上可知，选择GW5-35型隔离开关满足要求5.2.635KV侧最大一回负荷出现隔离开关的选择与校验(1)按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve(2)按额定电流选择Ie≥IgmaxIgmax＝＝1.515KA根据以上计算数据，可以初步选择GW5-35型隔离开关，其参数见下表：表5-12所选35KV出线侧隔离开关的参数型号额定电压/KV额定电流/A额定动稳定电流峰值/KA额定热稳定电流/KAGW5-353516008031.5(3)热稳定校验t＝t+t＝2.4+0.06＝2.46sQK＝36.21Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。(4)动稳定校验ish＝52.36＜ies＝80,满足要求。综上可知，选择GW5-35型隔离开关满足要求-58- 5.3电流互感器和电压互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有：1）将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。1.种类和型号得选择：选自电流互感器和电压互感器时,应根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）来选择其形式。2.一次回路额定电压和电流得选择：一次回路额定电压Un和电流I1n应满足为保证所供仪表得准确度,电流互感器一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。3.动稳定校验:ish≤ies式中ish——短路冲击直流幅值（KA）ies——电流互感器的动稳定电流幅值（KA）Kes——电流互感器的稳定电流倍数,由厂家提供4.热稳定校验:只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验.电流互感器热稳定能力常以1秒允许通过热稳定电流It或一次热定电流的倍数Kt来表示。-58- 5.3.1220KV侧电流互感器的选择与校验(1)额定电压：Un=220KV(2)额定电流：In=220KA初选电流互感器型号：LCWD-220(1200/5)参数如下：表5-13所选220KV电流互感器的参数额定电压（KV）额定电压(A)级次组合1s热稳定电流倍数动稳定倍数2201200/50.5/B/B/B252.5*35(3)动稳定校验=(4)热稳定校验=KAs综上可知，选择LCWD-220(1200/5)型隔离开关满足要求.5.3.2110KV侧电流互感器的选择与校验(1)额定电压：Un=110KV(2)额定电流：In=992KA初选电流互感器型号：LCWB6-110(2*1000/5)参数如下：-58- 表5-14所选110KV电流互感器的参数额定电压（KV）额定电压(A)级次组合1s热稳定电流(KA)动稳定电流(KA)1102*1000/50.5/B/B/B45115(3)动稳定校验ies=115KA>ish=40.01KA(4)热稳定校验QK＝21.15Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。综上可知，选择LCWB6-110(2*1000/5)型隔离开关满足要求.5.3.335KV侧电流互感器的选择与校验(1)额定电压：Un=35KV(2)额定电流：In=1559KA初选电流互感器型号：LB6-35(2000/5)参数如下：表5-15所选35KV电流互感器的参数额定电压（KV）额定电压(A)级次组合1s热稳定电流(KA)动稳定电流(KA)352000/50.5/B1/B140102(3)动稳定校验ies=102KA>ish=52.34KA-58- (4)热稳定校验QK＝36.21Qn=t=从而知Qk＜Qn，满足要求。综上可知，选择LB6-35(2000/5)型隔离开关满足要求.5.4电压互感器的选择根据各级额定电压选择的电压互器型号如下：表5-16所选电压互感器的参数型号额定电压最大容量初级绕组初级绕组JCC-220220/0.1/2000JCC-110110/0.1/2000JDJJ-3535/0.1/1500-58- 第6章配电装置配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。6.1配电装置的基本要求：配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器﹑保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时,迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此,应满足以下要求:（1）保证运行可靠（2）便于操作﹑巡视和检修（3）保证工作人员的安全（4）力求提高经济性（5）具有扩建的可能6.2配电装置最小安全净距配电装置的整个结构天寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。以下表7-1中所列出各种间隔距离中最基本的最小安全净距，《高压配电装置设计技术规程》中所规定的A值，它表明带电部分至接地部分或相间的最小安全净距，保持这一距离时，无论正常或过电压的情况下，都不致发生空气绝缘的电击穿。其余的B、C、D值是在A值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动范围及施工误差等尺寸而确定的。-58- 6.3配电装置的类型及特点配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置;按其组装方式，又可分为装配式和成套式。表7-1屋外配电装置最小安全净距（mm）符号适用范围3563110J110220JA11、带电部分至接地部分之间2、网状遮栏向上延伸线距地2.5m处与遮栏上方带电部分之间40065090010101800A21、不同相的带电部分之间2、断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间400650100011002000B11、设备运输时，其外部至无遮栏带电部分之间2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间4、带电作业时的带电部分至接地部分之间11501400165017502550B21、网状遮栏至带电部分之间50075010001100900C1、无遮栏裸导体至地面之间2、无遮栏裸体至建筑物、构筑物之间29003100340035004300D1、平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间2、带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间24002600290030003800注：110J、22J、330J、500J系指中性点直接接地网-58- 6.3.1屋内配电装置的特点：（1）由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；（2）维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；（3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；（4）房屋建筑投资大。6.3.2屋外配电装置的特点：（1）土建工程量和费用较小，建设周期短；（2）扩建比较方便；（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业；（4）占地面积大；（5）受外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；（6）外界气象变化对设备维修和操作有影响。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可以分为中型、早高型和高型等。(1)中型配电装置：中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作售货员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。这种布置特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置用在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装枪修方面积累了比较丰富的经验。(2)半高型配电装置，它是特母线及母线隔离开关抬高将断路器，电压互感器等电气设备布置在母线下面，具有布置紧凑、清晰、占地少等特点，其钢材消耗与普通中型相近。优点有：占地面积约在中型布置减少30%；节省了用地，减少高层检修工作量；旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很方便。-58- 缺点：上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不够方便。(1)高型配电装置，它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5%，但其耗钢多，安装检修及运行纵条件均较差，一般适用下列情况：配电装置设在高产农田或地少人多的地区；原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；场地狭窄或需要大量开挖。6.3.3成套配电装置的特点：（1）电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；（2）所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；（3）运行可靠性高，维护方便；（4）耗用钢材较多，造价较高。6.4配电装置的设计原则及装置设计的基本步骤6.4.1配电装置的设计原则（1）节约用地；（2）运行安全和操作巡视方便；（3）考虑检修和安装条件；（4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；（5）节约三材，降低造价；（6）安装和扩建方便。6.4.2配电装置设计的基本步骤（1）选择配电装置的型式.选择时应考虑配电装置的电压等级﹑电气设备的型式﹑出线多少和方式﹑有无电抗器﹑地形﹑环境条件等因素。-58- （1）配电装置的型式确定后，接着拟定配电装置的配电图。（2）按照所选电气设备的外形尺寸﹑运输方法﹑检修及巡视的安全和方便等要求,遵照配电装置设计有关技术规程的规定,并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。6.5配电装置的选用本变电所三个电压等级：即220KV、110KV、35KV根据《电力工程电气设计手册》规定，110KV及以上多为屋外配电装置，35KV以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所220KV、110KV及35KV采用屋外配电装置。本次所设计的变电站是地区性变电站，对建筑面积没有特殊的要求，所以该变电所220KV、110KV和35KV电压等级均采用普通中型配电装置。若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及经济性，所以，本次设计的变电所，适用普通中型屋外配电装置，该变电所是最合适的。图6-1为220kV配电装置图。图6-2为110kV配电装置图。图6-3为35kV配电装置图。6.6电气总平面布置6.6.1布置要求（1）充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等。（2）出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线。（3）符合外部条件，安全距离要符合要求。6.6.2布置方法-58- 本变电所主要由屋外配电装置，主变压器、二次室、静止补偿装置及辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电所布置中占主导地位，占地面积大，本所有220KV、110K和35KV各电压等级集中布置，将220KV配电装置布置在北侧，110KV配电装置布置在东侧，35KV配电装置布置在南侧。主控室布置在35KV配电装置下方，具体布置如图6-4。图6-1220kV双母线带旁路，合并母线架，短路器单列布置的配电装置-58- 图6-2110kV双母线带旁路，合并母线架，短路器单列布置的配电装置-58- 图6-335kV单母线的配电装置-58- 图6-4电气平面图-58- 7防雷击过电压保护装置设计防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。7.1避雷针避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。在对较大面积的变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此，为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长127.7m,宽102.8m,查手册，门型架构高15m.避雷针的摆放如表7-1所示。图7-1＝＝102.8m;＝＝127.7m＝＝163.9m-58- ＝－所以,需要避雷针的高度为:＝15＋＝38.4m四只避雷针分成两个三只避雷针选择.验算:首先,验算123号避雷针(1)对保护的高度:1﹑2号针之间的高度：＝38.4－＝23.7m＞15m2﹑3号针之间的高度：＝38.4－＝20.1m＞15m1﹑3号针之间的高度:＝38.4－＝16m＞15m由上可见,对保护物的高度是能满足要求的。(2)对保护宽度:1﹑2号针的保护宽度:＝1.5(－)＝1.5(23.7－15)＝12＞02﹑3号针之间的宽度:＝1.5(－)＝1.5(20.1－15)＝5.7＞0由此可见,对保护物的宽度是能满足要求的。所以,123针是满足要求的。由于4针的摆放是长方形,所以，134针也是满足要求的。即,四只高度选为39m的避雷针能保护整个变电所。7.2避雷器-58- 避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的接受器,它与别保护设备并联运行,当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备.在电力系统中广泛采用的主要是阀式避雷器。根据额定电压(正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，也是使用该避雷器的电网额定电压)和灭弧电压有效值(指避雷器应能可靠地熄灭续流电弧时的最大工频作用电压)，查手册,选出如下设备。表7-1避雷器的选择型号额定电压KV灭弧电压KV工频放电电压KV冲击放电电压KV冲击残压不大于KV≥≤FZ-220J220200448536710740FZ-110J110100224268326358FZ-353541841041341487.3防雷接地“防雷在于接地”,这句话含义说明各种防雷保护装置都必须配以合适的接地装置。将雷电泄入大地，才能有效地发挥其保护作用。接地是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地保持等电位,电力系统的接地按其功用可分三类:(1)工作接地:根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，它所要求的接地电阻值约在0.5-10的范围内。(2)保护接地:不设这种接地，电力系统也能正常运行,但为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地,它是在故障的条件下才发挥作用的,它所要求的接地电阻值处于1-10的范围内。(3)-58- 防雷接地:用来将雷电流顺利泄入大地,以减小它所引起的过电压,它的性质似乎介于前两种接地之间,它防雷保护装置不可缺少的组成部分，它有些像工作接地;但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才发挥作用，它又有些像保护接地,它的阻值一般在1-30的范围内。7.4变电所的防雷保护变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。变电所的雷害事故来自两个方面:一是雷直击变电所;二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。7.5变电所的进线段保护变电所限制雷电侵入波的主要措施是装设避雷器,避雷器动作后，可将侵入波幅值加以限制,使变压器受到保护。为了限制侵入波的陡度和幅值,使避雷器可靠动作，变电所必须有一段进线段。若没有次线段，雷直击变电所附近导线时,流过避雷器的雷电流幅值和陡度是有可能超过容许值的,因此,对于这种线路,在靠近变电所的一段进线上,必须加装避雷线或避雷针,以减少变电所的雷害事故。其作用是降低陡度和限制电流。-58- 7.6接地装置无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。(1)接地体（网）待设计变电所为长方形，则接地网也可取为长方形，若取直径为48mm，长为250cm的钢管作接地体，埋深0.8m,接地体之间连接一般用镀锌扁钢，应保证接地地电阻R≤4Ω。(2)接地线接地线是连接接地体和电气设备接地部分的金属部分的金属导体，一般接地采用截面积不小于4mm*12mm的扁钢，直径不应小于6mm的圆钢。-58- 结论在此次毕业设计中，我基本圆满的完成了毕业设计的要求，达到了设计的目的，对变电站的基本设计过程要求有了比较深的认识。在设计过程中，我深刻的认识到毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在此方案设计中，涉及了大量的资料、文献及设备手册，增加了单独设计、完成工程的能力，在制图上，采用CAD制作，掌握了工程制图的方法，是以后必不可少的，也是不可多得的经验。本设计没有经过实践，所以我只有在将来的工作中，多参加实践,提高自己各方面的能力,以补充学习上的不足。-58- 参考文献【l】杨奇逊变电站综合自动化技术发展趋势中国电机工程学报【2】黄庄益变电站综合自动化技术中国电力出版社，【3】金午桥变电站综合自动化系统的发展策略电力系统自动化，【4】苏文成工厂供电机械工业出版社，【5】熊信银发电厂供电中国电力出版社，2004【6】陈珩  电力系统稳态分析中国电力出版社【7】周泽存  高电压技术 中国电力出版社【8】董振亚  电力系统过电压保护中国电力出版社【9】文锋    电气二次接线识图中国电力出版社【10】江日洪  配网设备的特性与选型中国电力出版社【11】李义山  变配电实用技术 机械工业出版社【12】任孝岐  220kv城区变电所设计思路  陕西省电力设计院【13】电气工程设计手册[1、2]【14】电气工程设备手册[1、2]【15】发电厂电气主系统课程设计参考资料-58- 致谢在设计过程中，总会遇到很多的困难，感谢老师总是能在百忙之中抽出时间来为我们排疑解惑，使设计顺利的完成。我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。-58-'