【正文】 動(dòng)作后，跳開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器，保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，即： .maxrelset LreKK? ? ? 式中 relK ——可靠系數(shù)，取 ～ ； reK ——返回系數(shù)，取 ～ ； .maxL? ——變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。第八章 變電站防雷接地的設(shè)計(jì) 36 第八 章 變電站防雷接地的設(shè)計(jì) 防雷保護(hù)裝置是指能使被保護(hù)物體免受雷擊，而引雷于本身，并順利地泄入大地的裝置。xr的計(jì)算方法： 當(dāng)xh≥h/2 時(shí)， )()( mphphhr xx ???? ； 當(dāng) xh ＜ h/2 時(shí)，)()( mphhr xx ?? 式中 ,h——避雷針 的 高度； hα——避雷針的有效高度； p 為高度修正 系數(shù)，當(dāng) h≤30m 時(shí) ， p 為 1； 當(dāng) 30＜ h≤120m 時(shí) ， p 為 h/ 。 滿足要求的避雷器主要有：保護(hù)間隙、管式避雷器、帶間隙閥式避雷器，該變電站選擇閥式避雷器限制過(guò)電壓幅值，同時(shí)輔之以相應(yīng)措施，以限制流過(guò)閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。 變電所的雷電危害主要來(lái)自兩個(gè)方面：一個(gè)是直接雷擊變電所的建筑物、構(gòu)筑物或裝設(shè)在露天的設(shè)備，強(qiáng)大的雷電沖擊電流通過(guò)被擊物泄放入地時(shí)，引起機(jī)械力破壞和熱破壞；另外一個(gè)是雷電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓波沿輸電線路侵入變電所內(nèi)，使主要電氣設(shè)備對(duì)地絕緣擊穿或燒毀。 結(jié) 論 40 結(jié) 論 這次我選擇的畢業(yè)設(shè) 計(jì)題目是變電站 的 電氣一次設(shè)計(jì)，可以說(shuō)這種題目并不陌生，因?yàn)樯蠈W(xué)期 我的 課程設(shè)計(jì)就是變電站的設(shè)計(jì)。首先是態(tài)度問(wèn)題，不管做什么事情都要先端正好態(tài)度，沒(méi)有一個(gè)好的態(tài)度，做事也許就做不好，始終要有一個(gè)善始善終的態(tài)度。此外，做事要有計(jì)劃性，這樣才不會(huì)手忙腳亂。 該變電站的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有電氣主接線，短路電流的計(jì)算，設(shè)備的選擇，配電裝置的設(shè)計(jì)，總平面布置圖，斷面圖等等。裝設(shè)避雷針（線）應(yīng)該是變電所的所有設(shè)備和建筑物處于保護(hù)范圍內(nèi)，還應(yīng)該使被保護(hù)物體與避雷針（線）之間留有一定距離，因?yàn)槔?電 直擊避雷針（線）瞬間的地電位可能提高。 防雷接地裝置有獨(dú)立的（如獨(dú)立避雷針 的接地裝置、架空線桿塔的接地裝置等），也有與發(fā)電廠、變電所的總接地網(wǎng)連成一體的。 避雷線 避雷線 的保護(hù)范圍的長(zhǎng)度與線路等長(zhǎng)，而且兩端還有其保護(hù)的半個(gè)圓柱體空間。避雷針和避雷線可以防止雷電直接擊中被保護(hù)物體，因此也稱(chēng)為直擊雷保護(hù)（措施）；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電過(guò)電壓波，因此也稱(chēng)為侵入波保護(hù)（措施）；接地裝置的作用就是減少避雷針（線）或避雷器與大地（ 零電位 ） 之間的電阻值，以達(dá)到降低雷電過(guò)電壓幅值的目的。除了主保護(hù)外，變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路和接地短路的后備保護(hù)，通常采用過(guò)電流保護(hù)。 ⑶ 躲過(guò)電流互感器二次回路斷線引起的差電流。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是 : ⑴ 自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行； ⑵ 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)生信號(hào)或跳閘。 XGN210 系列開(kāi)關(guān)柜適用于 3～ 10kV 單母線、單母線帶旁路系統(tǒng)中作為接受和分配電能的高壓成套配電裝置。該開(kāi)關(guān)柜是吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)國(guó)內(nèi)特點(diǎn)設(shè)計(jì)研制的新一代開(kāi)關(guān)設(shè)備。本設(shè)計(jì)中 10kV 出線不帶電抗器，所以采用成套配電裝置開(kāi)關(guān)柜單層布置。 由于髙 型和半髙型配電裝置可大量節(jié)省占地面積，因而在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 電氣工程中常用配電裝置配置圖（也稱(chēng)布置圖）、平面圖和斷面圖來(lái)描述配電裝置的結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置和安裝情況。其作用是在正常運(yùn)行情況下，用來(lái)接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。 無(wú)論支柱絕緣子或套管都應(yīng)符合產(chǎn)品額定電壓大于或等于所在 電網(wǎng)電壓的要求。但是對(duì)于充滿石英砂有限流作用的熔斷器，則不宜使用在低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中。 電流互感器的選擇 110kV 側(cè)電流互感器的選擇 ,根據(jù) 電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓、最大工作電流和安裝地點(diǎn)的要求，查 設(shè)備手冊(cè)， 初步選擇 LCWB6110B 型電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下： 表 56 GN1010T/3000160 技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電流比（ A） 級(jí)次組合 準(zhǔn)確度等級(jí) 1s 熱穩(wěn)定電流（ kA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（ kA） LCWB6110B 2600/5 P/P P 45 120 動(dòng)穩(wěn)定 的 校驗(yàn)： 第五章 電氣設(shè)備的選擇 25 1 essh2 I = 2 = k A1 6 9 . 6 8 k A i = 2 6 . 7 7 5 k AN K ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??又 所以滿足要求。該斷路器運(yùn)行可靠性高，維護(hù)工作量少，耐壓高，允許的開(kāi)斷次數(shù)多，檢修時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)斷電流大，滅弧 的時(shí)間短，操作時(shí)噪聲小，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)因此可選用 LW6110 型戶外高壓 SF6斷路器。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 es sh es shii? ? ? ?或 式中： es esi ?、 分別為電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值；sh shi ?、 分別為短路沖擊電流幅值及其有效值。斷路器在低于額定電壓 下，開(kāi)斷電流可以提高，但由于滅弧裝置機(jī)械強(qiáng)度的限制，因此開(kāi)斷電流 有一個(gè)極限值，該極限值稱(chēng)為極限開(kāi)斷電流，即斷路器開(kāi)斷電流不能超過(guò)極限開(kāi)斷電流。 所以電抗器的型號(hào)為： NKL103004。應(yīng)考慮當(dāng)采用母聯(lián)斷路器向備用母線 充電時(shí)，備用母線故障，流過(guò)該備用母線的全部短路電流。 ⑶ 電氣主接線方案的確定；確定限制短路電流的設(shè)備 。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)的，其它三種短路都是不對(duì)稱(chēng)的。如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝以及維護(hù)不良等所造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。 雙母線分段接線多用于 220kV 配電裝置，當(dāng)進(jìn)出線數(shù)為 10～ 14 回時(shí)采用三分段， 15 回及以上時(shí)采用四分段；同時(shí)在 330～ 500kV 大容量配電裝置中，出線為 6 回及以上時(shí)一般也采用雙母線分段接線。與單母線相比，投資有所增加，但使運(yùn)行的可靠性和靈活性大大提高。 分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量好容量。 主接線的選擇 110kV 側(cè)有兩回進(jìn)線，為電源進(jìn)線，此時(shí)宜采用橋形接線，根據(jù)橋斷路器的安裝位置，可分為內(nèi)橋和外橋接線兩種。經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免 兩次變壓而增加 電 能損耗。 電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù) 調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式。 主接線可靠性的基本要求通常包括一下幾個(gè)方面： ⑴ 斷路器檢修時(shí)，不宜影響系統(tǒng)供電。 該變壓器采用 油浸 自冷式， 根據(jù)以上條件，選擇變壓器的型號(hào)為：SFZ1040000/110。 分接頭切換開(kāi)關(guān)有兩種切換方式： ⑴ 帶電切換，稱(chēng)為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍較小。 變壓器繞組的確定 電力系統(tǒng)中采用的變壓器按繞組數(shù)分類(lèi)，有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。 如果變壓器的容量選得過(guò)大、臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，增大占地面積，而且還增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益； 如果容量選得過(guò)小，就不能滿足變電所負(fù)荷的實(shí)際需要，這在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是不合理的。 ；總平面布置圖； 110kV 和 10kV 的進(jìn)出線間隔斷面圖等有關(guān)圖紙。 ③ 帶旁路母線的單母線和雙母線接線 。 ⑶ 該地區(qū)的污染情況 。 首先通過(guò)對(duì)原始資料的分析以及根據(jù)變電站的總負(fù)荷選擇主 變壓器，同時(shí)根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì) 可靠、運(yùn)行靈活的要求，選擇了幾種待選主接線方案進(jìn)行技術(shù)比較，去掉 較差的方案，最終確定了變電站的電氣主接線方案。 ⑶ 進(jìn)出線情況： 110kV 有兩回進(jìn)線， 10kV 有 18 回出線 。 ⑴ 主變壓器的型號(hào)、容量、電壓等級(jí)、冷卻方式、結(jié)構(gòu)、容量比和中性點(diǎn)接地方式的選擇等 。 防雷設(shè)計(jì)要考慮到年雷暴日，保護(hù)范圍等因素。 主變壓 器容量的選擇 主變壓器容量的確定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5~10 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。電力系統(tǒng)中常用的繞組連接方式只有星形（ Y）和三角形（ △ ） 兩種 。 第二章 主變壓器的選擇 5 變壓器冷卻方式的選擇 電力變壓器的冷卻方式，一般有以 下幾種類(lèi)型： ⑴ 自 然風(fēng)冷 。 電氣主接線直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、靈活性，同時(shí)對(duì)電氣設(shè)備選擇、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式等諸多方面有決定性的關(guān)系。 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。 ⑴ 節(jié)省一次投資。然而與有母線的接線方式相比，無(wú)匯流母線的接線使用開(kāi)關(guān)電器較少，配電裝置占地面積較少，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站中。 1 1 0 k V1 1 0 k V 圖 31 內(nèi)橋接線 ⑵ 外橋接線 第三章 電氣主接線的選擇 9 在運(yùn)行中的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線相反，適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。 ② 變電站中有兩臺(tái)主變壓器時(shí)的 6～ 10kV 配電裝置。 ② 35～ 60kV 出線數(shù)超過(guò) 8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)。而 6～ 10kV 單母線及單母線分段的配電裝置，在采用固定式成套開(kāi)關(guān)柜式，例如：出線回路數(shù)很多，斷路器停電檢修機(jī)會(huì)多；多數(shù)線路是向用戶單獨(dú)供電，用戶內(nèi)缺少互為備用的電源，不允許停電；均為架空線出線，雷雨季節(jié)跳閘次數(shù)多，增加了斷路器檢修次數(shù)。 ⑶ 違規(guī)操作。 因此采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢測(cè)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計(jì)算的基本假 設(shè) ⑴ 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行； ⑵ 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； ⑶ 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； ⑷ 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； ⑸ 元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響； ⑹ 系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。 1 1 1 0 k VX 1X TX T 1 0 k VF2F1 圖 41 等值電路 短路電流的計(jì)算 1? 已知 110kV 母線的短路容量 2021MVA，短路電流 。 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流不小于短路電流的最大沖擊值，即 ： c1 shii? ? 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇影響 當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤其 注意小環(huán)境）條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震強(qiáng)度和覆冰 的 厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或推出運(yùn)行，起控制作用； 當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。 熱穩(wěn)定的校驗(yàn)： 2 ktQ?? 故滿足要求。 m a x S 4 0 0 0 0= 1 . 0 5 = 1 . 0 5 = 2 2 0 . 4 53 U 3 1 1 0 A? ?? ? ? ? 查設(shè)備手冊(cè)選用 LGJ185 鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度 +70 度的長(zhǎng)期載流量為 539A，滿足最大工作電流的要求。為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流 FTN? 應(yīng)大于或等于熔體的額定電流 FSN? ，則有 : FTN FSN? ?? (2)熔體額定電流選擇。 無(wú)論是支柱絕緣子或套管均要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 配電裝置按電氣設(shè)備的裝設(shè)地點(diǎn)不同，可以分為屋內(nèi)和屋外配電裝置；按其組裝方式，又 可分為裝配式和成套式。 、通道和出口等處的平面布置輪廓，平面上的間隔只是為了確定間隔數(shù)及 排列，故不可表示所裝電器。半髙型配電裝置節(jié)約占地面積不如髙型第六章 配電裝置的選擇 31 顯著，但運(yùn)行、施工條件稍有改善，所用鋼材比髙型少。當(dāng)手車(chē)上安裝的電氣部件發(fā)生故障或需要檢修、更換時(shí)，可以隨同手車(chē)一起移出柜外，再把同類(lèi)型備用手車(chē)推入，就可立即恢復(fù)供電。該開(kāi)關(guān)柜是在高壓、三相交流 50HZ 單母線及單母線分段系統(tǒng)中作為接受和分配電能用的戶內(nèi)成套配電裝置，由固定的殼體和可以移動(dòng)的手車(chē)組成。 ⑵ KGN 系列。以介紹電力變壓器保護(hù)為主。 按上面三個(gè)條件計(jì)算 差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大值。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。單支避雷針的保護(hù)范圍如圖 81 所示。顯然， α越小，雷擊導(dǎo)線的概率越小，對(duì)導(dǎo)線的屏蔽保護(hù)越可靠。 如果接地裝置由 n 根垂直鋼管或 n 根水平鋼帶構(gòu)成，那么它們的沖擊接地電阻 180。 變電所限制雷電侵入波的主要措施是裝設(shè)避雷器，避雷器動(dòng)作后，可將侵入波幅值加以限制，使變壓器受到保護(hù)。 通過(guò)這一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，感觸很多，也確確實(shí)實(shí)學(xué)到了很多東西，從該畢業(yè)設(shè)計(jì)本身來(lái)說(shuō)，認(rèn)識(shí)和了解了變電站設(shè)計(jì)的過(guò)程， 對(duì)變電站的電氣設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)