【正文】 0s 300/5 DL21 25100A 過(guò)電流 8．67A 300/5 DL18 510A 注：電抗器數(shù)量為2個(gè)，下井電纜為4根。
第七章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 一、變電所的防雷裝置 型式 選擇避雷器時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)。
閥型避雷器的應(yīng)用 型號(hào) 型式 適用范圍 FZ 變電站用普通閥型 3～220KV發(fā)電廠、變電所的配電裝置 FCZ 變電站用磁吹閥型 330KV及需要限制操作過(guò)電壓的220KV及以下配電裝置； 降低絕緣的配電裝置； 布置場(chǎng)所特別狹窄或高烈度地震區(qū)； 某些變壓器的中性點(diǎn)。
注：配電裝置中包括變壓器。
額定電壓 避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。
二、防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 變電所的防雷保護(hù) （1）直擊雷防護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引入兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。
變電所為獨(dú)立式，在其外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)的高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍以內(nèi)是，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻RE10。通常采用3~，φ50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用φ20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng)1~。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上距離。
（2）雷電侵入波的防護(hù) ① 在電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)閥式避雷器。引下線與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓相連。
② 在高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有開關(guān)柜，其中配有避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。
本設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)和主變處所用的避雷器選用普通閥型避雷器FZ型。
具體配置為： 在發(fā)電機(jī)的出處裝避雷器，防止發(fā)電機(jī)出口出現(xiàn)過(guò)電壓。
在主變的變壓器裝避雷器，防止主變的高壓側(cè)出現(xiàn)過(guò)電壓。
在變壓器中性點(diǎn)處裝避雷器，防止變壓器中性點(diǎn)處出現(xiàn)過(guò)電壓。
在電壓互感器的進(jìn)線端裝避雷器：防止進(jìn)線出現(xiàn)過(guò)電壓。
防雷保護(hù)及措施 變電所的防雷 變電所的防雷設(shè)計(jì)原則 變電所的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。
變電所主要防雷設(shè)備 防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備有避雷器等。避雷針有單支、多支，等高和不等高之分；避雷器有閥型避雷器和金屬氧化物避雷器等。
防雷設(shè)計(jì)基本經(jīng)驗(yàn) (1) 在作防雷保護(hù)設(shè)計(jì)前，應(yīng)到當(dāng)?shù)貧庀蟛块T了解最新的當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)和年平均雷暴次數(shù)，以便確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 根據(jù)開關(guān)場(chǎng)布置形式，確定避雷針的個(gè)數(shù)、高度。如箱式變電站，因占地面積較小，可采用高度較高的單支避雷針，以求降低工程造價(jià)的目的。如35kV、6kV設(shè)備均在戶外，設(shè)備布置為水平排列，盡量選多個(gè)高度低些的等高的獨(dú)立避雷針，以求布置均稱，整體美觀的效果。
(3) 充分利用進(jìn)線終端桿的高度，設(shè)計(jì)安裝避雷針。
(4) 選擇兩支避雷針時(shí)，兩針距離與避雷針高度之比不宜大于5。
(5) 避雷針與主變壓器應(yīng)盡量保持15～20m的距離，避免對(duì)主變壓器的逆閃絡(luò)和逆變換電壓。
(6) 應(yīng)充分考慮跨步電壓的危險(xiǎn)。建議避雷針距主控室的距離不宜小于10m，獨(dú)立避雷針距道路應(yīng)在3m以上。
(7) 接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。
(8) 在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備選型應(yīng)考慮留有適當(dāng)?shù)脑６取?
變電所的防雷設(shè)計(jì) 防止雷電直擊的主要設(shè)備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等組成。
避雷針位置的確定，是變電所防雷設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求，初步確定避雷針的安裝位置后，再根據(jù)下列公式進(jìn)行計(jì)算，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之中。
露天的變電所建筑和電氣設(shè)備通常用避雷針或避雷線防止直擊雷，用避雷器防止由線路侵入的雷電波對(duì)變電所內(nèi)的電氣設(shè)備造成破壞。
（1）避雷針 避雷針的組成要素：接閃器、引下線、接地體。
避雷針的保護(hù)范圍以它對(duì)直擊雷所保護(hù)的空間來(lái)表示。單支避雷針的保護(hù)范圍如圖1所示。圖中： 圖 71 h－避雷針高度 hx－被保護(hù)物高度； hα－避雷針的有效高度, hα＝h－h(huán)x； rx－對(duì)應(yīng)hα的避雷針有效保護(hù)半徑。
rx的計(jì)算方法： 當(dāng)hx≥h/2時(shí)， 當(dāng)hx＜h/2時(shí)， （7－1） 式中, h－避雷針高度； hα－避雷針的有效高度； p－高度影響系數(shù)，h≤30m時(shí)為1，30＜h≤120m時(shí)為。
兩支或兩支以上避雷針的保護(hù)范圍計(jì)算方法可以參考相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。
本次《供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)》要求在總降壓變電站根據(jù)戶內(nèi)外配電裝置和建筑的面積和高度，設(shè)計(jì)3支避雷針以防御直擊雷。一支為25m獨(dú)立避雷針，另外兩支為置于戶內(nèi)配電裝置建筑物邊緣的15m高的附設(shè)式避雷針。要求保護(hù)整個(gè)變電所不受直接雷擊。
（2）避雷線 單根避雷線的保護(hù)范圍如圖72所示。
圖72 單根避雷線的保護(hù)范圍 其保護(hù)范圍rx為： 當(dāng)hx≥h/2時(shí)， 當(dāng)hx＜h/2時(shí)， （7－2） 式中各參數(shù)意義見式（7－1）。
（3）避雷器 常用的避雷器有： l 管型避雷器 l 閥型避雷器 l 氧化鋅避雷器 避雷器用于限制由線路侵入的雷電波對(duì)變電所內(nèi)的電氣設(shè)備造成過(guò)電壓，其一般裝設(shè)在各段母線與架空線的進(jìn)出口處。避雷器與被保護(hù)設(shè)備的距離愈近愈好，并裝在沖擊波侵入方向。必要時(shí)用下式計(jì)算允許的最大保護(hù)距離。
式中, Lmax－避雷器與被保護(hù)設(shè)備的最大保護(hù)距離，m； α－沖擊波波頭陡度，對(duì)6~35kV系統(tǒng)??； v－雷電沖擊傳播速度，； Uchf－避雷器沖擊放電電壓，kV； Ujcf－被保護(hù)設(shè)備的絕緣沖擊耐壓值，kV。如缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，可按5倍額定電壓計(jì)算。
圖73 單體避雷器的保護(hù)面積為572 本變電站有三根避雷針，高度都為25米，其中每?jī)筛g的保護(hù)范圍外測(cè)，可按兩根時(shí)計(jì)算。
1＃－2＃ 距離 47 米 2＃－3＃ 距離 32 米 3＃－1＃ 距離 33 米 保護(hù)物的高度為hx=12米 當(dāng)hx＜h/2時(shí)， 三只避雷針的保護(hù)范圍見圖73所示。
二、變電所的接地設(shè)計(jì) 如果變電所接地設(shè)計(jì)不合理，可能造成接地系統(tǒng)局部電位超過(guò)安全值規(guī)定，給運(yùn)行人員的安全帶來(lái)威脅，還可能因反擊對(duì)低壓或二次設(shè)備以及電纜絕緣造成損壞，使高壓竄人控制保護(hù)系統(tǒng)、變電所監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備會(huì)發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)，釀成事故，甚至因此而擴(kuò)大事故，有時(shí)會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。同時(shí)，由于電力系統(tǒng)的發(fā)展擴(kuò)大，接地短路電流越來(lái)越大、所區(qū)土壤電阻率越來(lái)越大，這就給變電所接地設(shè)計(jì)和施工造成了困難。針對(duì)這些情況，文章就如何作好變電所接地設(shè)計(jì)，使其達(dá)到安全運(yùn)行的要求進(jìn)行了探討。
設(shè)計(jì)原則 由于變電所各級(jí)電壓母線接地故障電流越來(lái)越大，在接地設(shè)計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL／T 6211997《交流電氣裝置的接地》≤2000／I是非常困難的。
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接地電阻值規(guī)定要放寬到5Ω，但是放寬是有附加條件的，這就是需要滿足接地標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)工程的具體條件，在不超過(guò)5Ω的某一個(gè)范圍內(nèi)都是合格的。這就為我們接地設(shè)計(jì)和施工增加了靈活性，不必在變電所的接地工程中花費(fèi)巨額投資。所以，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有降低對(duì)接地網(wǎng)整體性的要求，而是對(duì)接地網(wǎng)的安全性要求更高更全面了，這就是接地設(shè)計(jì)必須遵循的原則和運(yùn)行對(duì)接地網(wǎng)的考核要求。
簡(jiǎn)單接地設(shè)計(jì) 接地設(shè)計(jì)一般可分為方格地網(wǎng)、不等間距地網(wǎng)或者通過(guò)降低接地電阻措施來(lái)達(dá)到接地目的，作為本設(shè)計(jì)中35kv供電系統(tǒng)，可做簡(jiǎn)單的接地設(shè)計(jì)，一般采用方格網(wǎng)接地。
方格地網(wǎng) 方格地網(wǎng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣部分的導(dǎo)體散流大約是中心部分的34倍，因此，方格地網(wǎng)邊緣部分的電場(chǎng)強(qiáng)度比中心部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻，接地鋼材用量多，經(jīng)濟(jì)性差。在220 kV及以下的變電工程中，缺點(diǎn)不太突出。在500 kV變電所采用方格網(wǎng)，上述缺點(diǎn)的表現(xiàn)十分明顯，建議500 kV變電所的接地網(wǎng)不采用方格地網(wǎng)。
結(jié)束語(yǔ) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中,秉著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，介紹了設(shè)計(jì)此方案所要進(jìn)行的各個(gè)部分，有短路的計(jì)算，設(shè)備的選擇，變電所類型的確定。此外，還有二次回路保護(hù)的設(shè)計(jì)以及接地裝置的設(shè)計(jì)。
在這次的設(shè)計(jì)中，查閱了大量的文獻(xiàn)資料，和同學(xué)老師討論相關(guān)的知識(shí)和問(wèn)題，使我進(jìn)一步熟悉和掌握了變電站設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，同時(shí)也提高了信息資料的運(yùn)用能力。并且進(jìn)一步培養(yǎng)和提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神，鍛煉了自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立工作和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，端正了學(xué)習(xí)態(tài)度，樹立了嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的工作作風(fēng)，為我更好地適應(yīng)以后的工作了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
但是，由于我的水平有限，設(shè)計(jì)寫的較膚淺，如有錯(cuò)誤和不當(dāng)之初，肯請(qǐng)老師能給以指導(dǎo)。
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