【正文】 0/= 防雷保護(hù)與接地方案設(shè)計(jì) 防雷保護(hù) （一）直擊雷保護(hù) 直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過電壓，又稱直擊雷。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，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。 （ 3）、彌補(bǔ)輸電線路耐雷水平將定的影響。 發(fā)生內(nèi)部故障時，所有帶電源的連接元件都會向短路點(diǎn)供給短路電流，這時流入繼電器的電流為 ???? ?????? 321 IIII k ，即故障點(diǎn)的全部短路電流，差動繼電器 KD動作，時連接在母線上斷路器全部 跳閘。如果在樞紐變電站的母線上出現(xiàn)故障，甚至?xí)p壞整個變電站系統(tǒng)，使故障更大程度的擴(kuò)大，后果想 到嚴(yán)重。取上述整定值大的作為保護(hù)動作電流的整定值。變壓器的縱差動保護(hù)的工作原理與線路縱差保護(hù)的工作原理相同，都是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小，即比較相量。一般整定范圍在 ，在整定流速時均以導(dǎo)油管中油速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。縱差動保護(hù)適用于并列運(yùn)行的變壓器，容量為 6300KVA 以上時；單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，容量為 10000KVA 以上時；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為 6300KVA 以上時。因此本設(shè)計(jì)中，采用三段式階梯時限特性的距離保護(hù)。 變電站層主要是位于變電站控制室里的總控單元。 （ 4）、應(yīng)具有足夠長的電氣壽命和折舊壽命，并要求體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護(hù)方便。 ② 3～ 20kV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用 樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。因此選用戶外單相式GW13110T 隔離開關(guān)（ 110 額定電壓， T 統(tǒng)一設(shè)計(jì)）。在 110kv 及以下的變電站中，一般選擇三相變壓器。 其他回路 : 10kV母線和 35 kV母線分段斷路器各裝設(shè)電流表 1 只 xx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)硬件和軟件配置 10 4 系統(tǒng)硬件和軟件配置 系統(tǒng)硬件主要設(shè)備的配置 變電站主變壓器的選擇 （ 1 ）、繞組數(shù)的選擇 變電站具有三種電壓等級，若在低壓 側(cè)雖沒有負(fù)荷或者通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，但是在變電站內(nèi)應(yīng)該裝無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器需要選用雙繞組變壓器。 35 kV 線路引出線：裝設(shè)電流表、有功電度表、有功功率表和無功電度表各1 只。二次回路測量、監(jiān)控、保護(hù)均采用 AC110V/5A 和DC220V/5A。一方面，為了提高電網(wǎng)的有功功率，也就是降低無功功率，要對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，這樣就使選擇的主變壓器的容量減小，降低了成本。 ③ 用鍵盤 和 LED 屏幕 顯示采樣值（電壓，電流和開關(guān)狀態(tài) 等 ）和整定值 。為了 更好的保證電網(wǎng)的 可靠性，應(yīng) 該經(jīng)過重復(fù) 采樣 結(jié)果 才能確定。 可 分為手動跳閘次數(shù) 和有事故跳閘次數(shù) 兩種。 （ 2）、控制功能 變電站 綜合自動化系統(tǒng)提供可靠 方便 的人機(jī)對話 功能 ， 使技術(shù) 人員 通過計(jì)算機(jī)很方便的做出對開關(guān)，變壓器轉(zhuǎn)接頭，刀閘等操作 。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 變電站的結(jié)構(gòu)形式與控制要求 4 （ 3）、減小占地面積 （ 4）、有效減少二次電纜的使用。運(yùn)用先進(jìn)的現(xiàn)代變電站綜合自動化技術(shù)，降低了電壓的不合格率，提高了供電質(zhì)量，提高了變電站運(yùn)行管理的自動化水平，減少了控制電纜，縮小了占地面積，為變電站實(shí)現(xiàn)無人值班提供了可靠的技術(shù)條件。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 緒論 2 （ 4)、從傳統(tǒng)控制方法向綜合智能化方向發(fā)展。變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過 系統(tǒng)功能的重新組合，利用目前 先進(jìn) 的 現(xiàn)代 電子技術(shù) 、 計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及 信息處理技術(shù) 等來實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備以及輸電、配電線路的監(jiān)視、檢測、控制以及保護(hù)等功能。在硬件部分選擇帶三相變壓器組的變壓器，這 樣相比單相變壓器組的變壓器，造價(jià)更低、占地面積更小、運(yùn)行費(fèi)用更少，大大降低了投入和運(yùn)行成本。在軟件配置上，選用目前實(shí)際運(yùn)用中反饋很好的 RCS9000 變電站綜合自動化系統(tǒng)。變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用大規(guī)模集成電路和多臺計(jì)算機(jī)組成的自動化系統(tǒng)，以替代常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，用計(jì)算機(jī)保護(hù)替代常規(guī)的繼電保護(hù)組屏，從而改變常規(guī)的繼電器保護(hù)裝置不能很好的與外界溝通的缺點(diǎn)。 （ 5)、從純粹的屏幕數(shù)據(jù)監(jiān)視到多媒體共同監(jiān)視發(fā)展。同時要更好的實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動化由于技術(shù)層面和現(xiàn)場環(huán)境等條件的限制，但隨 著技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，以及技術(shù)人員技術(shù)水平的不斷提升，變電站綜合自動化技術(shù)一定會在整個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮它應(yīng)有的巨大作用。 圖 2 完全分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電氣主接線結(jié)構(gòu)選擇 電氣主接線的基本形式 電氣主接線經(jīng)常用到幾種接線方式，是以出線和電源為主體。 并且軟硬件上的自動化設(shè)計(jì)完全能滿足操作上的安全、可靠，準(zhǔn)確，快速的技術(shù)要求。 ② 無功電壓 的 自動 化 控制 。確定后，主機(jī)報(bào)警，并顯示和打印。 電容器保護(hù)：包括過流保護(hù)，電流速斷保護(hù)，相間低電壓保護(hù) ， 反時限過流保護(hù)，相間過電壓保護(hù)和零序過電壓保護(hù) 等 。另一方面，為使變電所的功率因數(shù)不低于 ，要對系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，也就是把 110kV 和 35kv 線路上負(fù)載的功率因數(shù)從 提高到 ，而在具體的補(bǔ)償中，使用并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式。 110kv 側(cè)不設(shè)置電壓互感器， 110kv 橋段路器備自投電壓取自 10kv母線。 變壓器 ： 低壓側(cè)：裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表、無功電度表各 1 只。 （ 2 ）、繞組連接方式的選擇 變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式應(yīng)該和系統(tǒng)電壓的相位相同，否則就不能并列運(yùn)行。只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組。 電流互感器的選擇 （ 1）、額定電壓的選擇： 電流互感器的額定電壓 NU 不得低于其安裝回路的電網(wǎng)額定電壓 NsU ，即 NsN UU ? （ 2）、額定電流的選擇： 電流互感器的額定電流 1NI 不得低于其所在回路的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 max1 IIN? 為了保證電流互 感器的準(zhǔn)確級， maxI 應(yīng)盡可能接近 1NI ，因此選擇 LRGBJ110（裝入式，改進(jìn)式，保護(hù)用，設(shè)計(jì)序號）北京瑞恒公司電流互感器 電壓互感器的選擇 電壓互感器是二次回路中測量和保護(hù)用的電壓源，通過它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測量。 xx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)硬件和軟件配置 12 ③ 110kV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。因此最后選擇 LW14110（ SF6 斷路器，戶外，額定電壓） 系統(tǒng)軟件配置 采用 RCS9000 變電站綜合自動化系統(tǒng)， RCS9000 是新一代的，集測量 、 監(jiān)視、控制、保 護(hù)和 另外 自動化 運(yùn)行 功能于一體的 35kv500kv 變電站綜合自動化系統(tǒng) ?？梢酝瑫r用不同的規(guī)約向兩個 或者兩個以上的 集控站 和 調(diào)度所發(fā)送報(bào)文。距離保護(hù)的第一段保護(hù)范圍為本線路長度的 80％ 85％， TⅠ約為 ，第二段的保護(hù)范圍為本線路全長并延伸至下一線路的一部分， TⅡ約為 — ，距離第一段和第二段構(gòu)成線路的主保護(hù)。 （ 3）、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù) 為了反映外部短路引起的變壓器過電流和作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流的不同，須裝設(shè)不同的過電流保護(hù)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中 油流速度整定為 ，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。 要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差動保護(hù)，必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。所有電流指的都是二次側(cè)的值。 對主要 58 in. ???? op rkse n IIKxx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 19變電站的 3～ 10 kV 分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，通?？梢杂勺儔浩鞯暮髠浔Ｗo(hù)和發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對母線的保護(hù)。 差動繼電器的動作電流按一下兩個條件考慮，并選擇其中較大的一個進(jìn)行整定： ① 按躲過外部故障時的最大不平衡電流整定 母線所有連接元件的電流互感器應(yīng)滿足 10%誤差曲線的要求，差動繼電器的動作電流按下式計(jì)算 其中， relK —— 可靠系數(shù)，一般取 —— 保護(hù)范圍外部故障時，流過母線完全差動電流保護(hù)用電流互感器的最大短路電流 ； TAK —— 母線保護(hù)用電流互感器變比。在電力系統(tǒng)中， 10KV 線路一般不裝設(shè)避雷線， 35KV 線路一般只在進(jìn)線端 12km 范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動重合閘后，可提高供電可靠性。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。在雷電的主放電過程中，其傳播速度 極快（約為光速的 50%10%），雷電壓幅值達(dá) 10100MV，雷電流幅值達(dá)數(shù)百千安，伴以強(qiáng)烈的光、熱、機(jī)械效應(yīng)和危險(xiǎn)的電磁效應(yīng)以及強(qiáng)烈的閃絡(luò)放電，具有強(qiáng)烈的破壞性和對人員的殺傷性。 接地裝置設(shè)計(jì) 本 變電站主接地網(wǎng)以水平接地 體加垂直地極構(gòu)成，水平接地體采用Ф 16 熱鍍鋅圓鋼，垂直接地極用∠ 50 50 2500 和∠ 50 50 3000 兩種長度的熱鍍鋅角鋼，布置盡量利用配電室以外的空地。 配電裝置 配電裝置類型 按配電裝置的設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置與屋外配電裝置兩大類。 ⑥ 根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的要求。單層式屋內(nèi)配電裝置將所有電氣設(shè)備都布置在一層房屋內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)簡單、投資低、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作方便，但占地面積大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋外，土建工程量小，相應(yīng)的投資較小，建設(shè)工期短；擴(kuò)建方便；相間及設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；受外界環(huán)境影響，設(shè)備的運(yùn)行條件及人員進(jìn)行操作維護(hù)的工作條件較差，而且占地xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 24面積大。根據(jù)相關(guān)資料有，土壤電阻率為 100 歐，根據(jù)公式： SR ?? 取 210000mS? ，則有， ????? SR ? 滿足 如實(shí)測接地電阻值不能滿足要求，則需擴(kuò)大接地網(wǎng)面積或采取其他降阻措施。避雷帶采用Ф 16 的熱鍍鋅圓鋼，避雷針與建筑物鋼筋隔離，并采用 3 根引下線與主接地網(wǎng)相連接，連接點(diǎn)與其他設(shè)備接地點(diǎn)的電氣距離應(yīng)滿足 規(guī)范要求。在計(jì)算電路圖上，將短.m i n,m i n. ????TAropks KI IKxx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 21路所考慮的額定參數(shù)通通標(biāo)示出來，并對各元件依次統(tǒng)一編號，然后找出短路計(jì)算點(diǎn)，選擇短路計(jì)算點(diǎn)時要保證需要進(jìn)行短路校檢的電路元件盡可能的有短路電流的經(jīng)過。 短路電流的計(jì)算 短路的危害 (1)、電網(wǎng)運(yùn)行中部分地域的電壓大為降低，影響電能用戶工作或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)用下式校驗(yàn) 滿足要求 式中， —— 母線上連接元件最少時，母線故障的最小短路