【文章內(nèi)容簡介】 母線保護 母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進一步擴大，后果極為嚴重。對母線保護的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應能可靠、方便地適應母線運行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護的接線方式，對于中性點直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護大多采用差動保護原理構成，動作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。按構成原理的不同，母線保護主要有完全電流差動母線保護、電壓差動母線保護、具有比率制動特性的電流差動保護。綜上，110KV母線保護規(guī)劃選擇母聯(lián)相位比較差動保護，35KV，10KV母線保護規(guī)劃采用電流差動母線保護 變電所的防雷設計原則變電所的防雷設計應做到設備先進、保護動作靈敏、安全可靠、維護試驗方便，并在在保證可靠性的前提下力求經(jīng)濟性。 變電所的主要防雷設備防止雷電直擊的主要設備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設備和建筑物內(nèi)部的主要設備是避雷器。避雷針有單支，多支，等高與不等高之分。現(xiàn)實用的比較多的是氧化鋅避雷器和閥型避雷器等。 變電所的防雷設計防止雷電直擊的主要電氣設備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等構成。避雷針的位置確定，是變電所防雷設計的關鍵步驟。首先應根據(jù)變電所電氣設備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)下列公式進行，校驗是否在保護范圍之內(nèi)。 單根避雷針的保護范圍應按下列公式確定：當式中被保護物高度，m ； —避雷針的高度，m ；—每側保護范圍的寬度，m —高度影響系數(shù)，當≤30m, =1, 當30＜h120 , = 兩支等高避雷針保護范圍確定方法：兩針外側的保護范圍應按單支避雷針的計算方法確定，兩針間的保護最低點高度應按下式計算：式中—兩針間保護最低點的高度—兩避雷針間的距離兩針間在水平面上的保護范圍的一側的最小寬度按下式計算：當時， 當時， 式中—保護范圍的一側最小寬度求出后就可以確定兩針間的保護范圍。 三支等高避雷針所形成的外側保護范圍，分別按兩支等高避雷針的計算方法確定；如果在三針內(nèi)側各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度≥0，則全面積即受到保護。四支以上等高避雷針所形成的四角形或多邊形，可先將其分成兩個或多個三角形，然后按三支等高的避雷針的方法計算確定保護范圍。防雷設計的基本經(jīng)驗 在作防雷設計前，應到當?shù)貧庀蟛块T了解最新的當?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)和年平均雷暴次數(shù)，以便確定計算標準。 根據(jù)開關場布置形式，確定避雷針的支數(shù)、高度。 充分利用進線終端桿的高度，設計安裝避雷針。 避雷針與主變壓器應盡量保持15~20m的距離，避免對主變壓器的逆閃絡和逆變電壓。 應充分考慮跨步電壓的危險，建議避雷針到主控制室的距離不小于10m，獨立避雷針距道路應在3m以上。 接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。 在設計標準時和設備選型應留有適當?shù)脑６?。在作防雷設計前，應到當?shù)貧庀蟛块T了解最新的當?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)和年平均雷暴次數(shù)，以便確定計算標準。根據(jù)開關場布置形式，確定避雷針的支數(shù)、高度。充分利用進線終端桿的高度，設計安裝避雷針。避雷針與主變壓器應盡量保持15~20m的距離，避免對主變壓器的逆閃絡和逆變電壓。應充分考慮跨步電壓的危險，建議避雷針到主控制室的距離不小于10m，獨立避雷針距道路應在3m以上。接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。在設計標準時和設備選型應留有適當?shù)脑６?。根?jù)防雷及過電壓保護規(guī)范，為防止直接雷擊，在所區(qū)四周設置四支高度為30m鋼構架避雷針，保護所區(qū)建筑、構架和設備。每支避雷針設置單獨接地裝置，其沖擊電阻小于等于10。避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應有的防雷保護作用。氧化鋅避雷器是目前國際最先進的過電壓保護器。由于其核心元件采用氧化鋅電阻片，與傳統(tǒng)碳化硅避雷器相比，改善了避雷器的伏安特性，提高了過電壓通流能力，從而帶來避雷器具特征的根本變化。避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應有的防雷保護作用。 當避雷器在正常工作電壓下，流過避雷器的電流僅有微安級，當遭受過電壓時，由于氧化鋅電阻片的非線性，流過避雷器的電流瞬間達數(shù)千安培，避雷器處于導通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而有效地限制了過電壓對輸變電設備的侵害。故根據(jù)本變電所的特點避雷器的選擇如下： 110KV側選擇YH5WZ100/260型避雷器； 35KV側選擇YH5W51/134型避雷器；10KV側選擇YH5WZ17/45型避雷器； 接地網(wǎng)的布置變電所內(nèi)必須安裝閉合的接地網(wǎng)，并裝設必需的均壓帶，接地網(wǎng)采用水平接地為主，輔以垂直的封閉復合式接地網(wǎng)。主接地網(wǎng)電阻R≤4Ω；避雷針設獨立接地體，它于主接地網(wǎng)地中距離T≥5m，其接地電阻R≤10Ω。接地網(wǎng)有均壓、減少接觸電勢和跨步電壓的作用，又有散流作用。在防雷接地裝置中，可采用垂直接地體作為避雷針、避雷線和避雷器附近加強集中接地和散泄電流的作用。變電所不論采用何種接地體應敷設水平接地體為主的人工接地網(wǎng)。 人工接地網(wǎng)的外緣應閉合，外緣的各角應做成圓弧行，圓弧半徑不宜小于均牙帶間距的一半，接地網(wǎng)內(nèi)敷設水平的均壓帶。～，在凍土地區(qū)應敷設在凍土層以下。 均壓帶經(jīng)常有人出入的走道應鋪設瀝青面（采用高電阻率的路面結構層），接地裝置敷設成環(huán)形，目的是防止應接地網(wǎng)流過中性點的不平衡電流在雨后地面積水成泥污時，接地裝置附近的跨步電壓引起行人和牲畜的觸電事故。此接地網(wǎng)水平接地體采用的是60*，垂直接地體為φ50 ，L=，接地體引上線采用25*4的扁鋼與設備焊接。接地網(wǎng)的工頻電阻R＜。敷設在大氣和土壤中有腐蝕的接地體和接地引下線，需采取一定的防腐措施（熱鍍鋅，鍍錫）。結束語經(jīng)過為期三個月的努力，我大學生活的最后一個環(huán)節(jié)——畢業(yè)設計終于完成了。畢業(yè)設計是對四年來所學知識的綜合考察，不僅要求全面掌握所學知識，還要能夠綜合運用，并結合自學有關知識才能完成。所以，經(jīng)過這次畢業(yè)設計，在這些方面都有了很大的進步和提高。本次畢業(yè)設計的課題是《110kV降壓變電所電氣設計》。這個課題的內(nèi)容與我們所學的各門專業(yè)課程都有一定的聯(lián)系。但由于時間有限，只進行了初步設計，涉及的內(nèi)容較少，盡管如此，在設計過程中，在老師和有關專業(yè)人員的指導和幫助下，得以順利進行，提高了我的學習能力和知識水平。再次感謝各位老師在這次畢業(yè)設計過程中給予我的幫助，有了這次畢業(yè)設計的經(jīng)歷，為我今后的工作墊定了基礎，指導我深入鉆研業(yè)務知識，在今后的工作中繼續(xù)努力鉆研，取得成績。最后，我在這里特別向蔡新紅老師在設計期間對我的關懷和指導表示衷心的感謝。參考文獻【1】《電力工程電氣設計手冊—電氣一次部分》 水利電力部西北電力設計院 編 水利水電出版社【2】《電力系統(tǒng)分析》 何仰贊 溫增銀 編 華中科技大學出版社【3】《35KV變電站及以上工程》（上、下） 國家電力公司農(nóng)電工作部 編中國電力出版社【4】《電力系統(tǒng)設計手冊》 電力工業(yè)部電力設計總院 編 中國電力出版社【5】《發(fā)電廠電氣部分》 熊信銀 范錫普 編 中國電力出版社【6】《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》SDGJ1486 電力工業(yè)出版社【7】《發(fā)電廠變電所電氣接線和布置》 西北電力設計院 主編 鄭州電力高等?？茖W校【8】《電力系統(tǒng)繼電保護》 劉學軍 主編 中國電力出版社【9】《高電壓技術》 胡國根、王戰(zhàn)鐸 主編 重慶大學出版社【10】《電力工程電氣設備手冊》 中國電力出版社【11】《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》 水利電力出版社【12】《供電技術》 余健明 同向前 蘇文成 編 機械工業(yè)出版社【13】《高壓電工實用技術》 郭仲禮 于曰浩 編 機械工業(yè)出版社【14】《中低壓配電實用技術》 隋振有 編 機械工業(yè)出版社【15】《電氣工程常用數(shù)據(jù)速查手冊》 王寧會 編 中國建材工業(yè)出版社【16】《電力工程》 劉從愛 徐中立 編 機械工業(yè)出版社【17】《實用配電網(wǎng)技術》 李景祿 編 中國水利水電出版社【18】《電氣工程CAD》 劉增良 等編 中國水利水電出版社【19】《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南》 陳越 主編 中國水利水電出版社 設計計算書1容量計算及主變的選擇根據(jù)原始資料，=，則tan=tan(arccos)=. 35KV側負荷P1max=10+8+8+7=33MWQ1max= P1max tan=33=P1min=7+6+5+4=22MWQ1min = P1min tan=22= 10KV側負荷 P2max=2+++=Q2max= P2max tan==P2max=+++=Q1max= P1max tan==∑Pmax = P1max +P2max=33+= MW∑Qmax = Q1max +Q2max=+= MW∑Pmin = P1min +P2min =22+= MW∑Qmin= Q1min +Q2min=+=Scmax=Kt==Scmin=Kt==考慮兩臺主變互為暗備用，單臺容量按照最大計算容量的70%選擇。70% Scmax=== MVA，考慮待建變電所有15%的發(fā)展余量，則單臺S總=Scmax（1+15%）== MVA。 MVA即可。另外，單臺容量S總= MVA Scmin= ,滿足最小負荷時單臺主變獨立運行。綜合上述條件考慮，本變電站選擇2臺SFS7——31500/110型變壓器。其技術參數(shù)如下：表11SFS7——31500/110型變壓器參數(shù)表型號額定容量KVA額定電壓SFS7——31500/11031500高壓中壓低壓110177。2%121177。2%35177。2%177。2% 11聯(lián)結組損耗kw阻抗電壓總體質(zhì)量備注YN，yn0，d11空載短路高中高低中低沈陽變4617517~18 短路電流計算。設基準容量SB=100MVA,基準電壓UB=UAV,基準電流IB=SB/(UB)。設K1,K2,K3點短路，則短路系統(tǒng)簡化圖如下： 圖21 系統(tǒng)線路分解簡化圖圖22 系統(tǒng)線路分解再次簡化圖圖23 系統(tǒng)線路最終簡化圖：各繞組的短路電壓分別為：%=1/2[%+ %% ]=1/2（+）=%=1/2[%+ %% ]=1/2（+）=%=1/2[%+ %% ]=1/2（+）=各繞組的電抗標幺值計算如下：=（%/100）（/）=（）（100/）==（%/100）（/）=（）（100/）==（%/100）（/）=（）（100/）=變壓器的等值網(wǎng)絡如圖11所示：圖24 變壓器等值阻抗圖當系統(tǒng)母線高壓側