【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒。行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。低壓設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇及校驗，防雷接地的設(shè)計。

　　

【正文】 操作方便、易于維護檢修、利于遠方監(jiān)控和節(jié)約投資等要求。 發(fā)電廠、變電所的一次接線是由直接用來生產(chǎn)、匯聚、變換、傳輸和分配電能的一次設(shè)備的一次設(shè)備構(gòu)成的，又稱為電氣主接線。是發(fā)電廠（變電所）電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護與自動裝置的配置起著決定性的作用，因此，主接線必須綜合考慮各方面因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后方可確定出正確、合理的設(shè)計方案。 電氣主接線基本要求 (1)牽引變電所、鐵路變電所電氣主接應(yīng)綜合考慮電源進線情況（有無穿越通過）、負荷重要程度、主變壓器容量和臺數(shù)，以及進線和饋出線回路數(shù)量、斷路器備用方式和電氣設(shè)備特點等條件確定，并具有相應(yīng)的安全可靠性、運行靈活和經(jīng)濟性。 (2)具有一級電力負荷的牽引變電所，向運輸生產(chǎn)、安全環(huán)衛(wèi)等一級電力負荷供電的鐵路變電所，城市軌道交通降壓變電所（見電力負荷、電力牽引負荷）應(yīng)有兩回路相互獨立的電源進線，每路電源進線應(yīng)能保證對全部負荷的供電。沒有一級電力負荷的鐵路變、配電所，應(yīng)有一回路可靠的進線電源，有條件時宜設(shè)置兩回路進線電 源。 (3)主變壓器的臺數(shù)和容量能滿足規(guī)劃期間供電負荷的需要，并能滿足當(dāng)變壓器故障或檢修時供電負荷的需要。在三相交流牽引變電所和鐵路變電所中，當(dāng)出現(xiàn)三級電壓且中壓或低壓側(cè)負荷超過變壓器額定容量的 15%時，通常應(yīng)采用三繞組變壓器為主變壓器。 (4)按電力系統(tǒng)無功功率就地平衡的要求，交流牽引變電所和鐵路變、配電所需 22 分層次裝設(shè)并聯(lián)電容補償設(shè)備與相應(yīng)主接線配電單元。為改善注入電力統(tǒng)的諧波含量，交流牽引變電所牽引電壓側(cè)母線，還需要考慮接入無功、諧波綜合并聯(lián)補償裝置回路（見并聯(lián)綜合補償裝置）。對于直流制干線電氣化鐵路， 為減輕直流 12 相脈動電壓牽引網(wǎng)負荷對沿線平行通信線路的干擾影響，需在牽引變電所直流正、負母線間設(shè)置 550 Hz、 650Hz 等諧波的并聯(lián)濾波回路。 (5)電源進（出）線電壓等級及其回路數(shù)、斷路器備用方式和檢修周期，對電氣主接線形式的選擇有重大影響。當(dāng)交、直流牽引變電所 35 kV～ 220 kV 電壓的電源進線為兩回路時，宜采用雙 T 形分支接線或 橋形接線 的主接線，當(dāng)進（出）線不超過四回路及以上時，可采用單母線或分段單母線的主接線；進（出）線為四回路及以上時，宜采用帶旁路母線的分段單線線主接線。對于有兩路電源并聯(lián)運行的 6kV～ 10 kV 鐵路地區(qū)變、配電所，宜采用帶斷路器分段的 單母線接線 ；電源進線為一主一備時，分段開關(guān)可采用隔離開關(guān)。無地方電源的鐵路（站、段）發(fā)電所，裝機容量一般在 2 000 kVA 以下，額定電壓定為 400 V 或 kV，其電氣主接線 宜采用單母線或隔離開關(guān)分段的單母線接線。 (6)交、直流牽引變電所牽引負荷側(cè)電氣接線形式，應(yīng)根據(jù)主變壓器類型（單相、三相或其他）及數(shù)量、斷路器或直流快速開關(guān)類型和備用方式、饋線數(shù)目和線路的年運輸量或者客流量因素確定。一般宜采用單母線分段的接線，當(dāng)饋線數(shù)在四回路以上時，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線的接線。 主接線的分類 單母線接線母線起匯集和分配電能的作用。每一條進出線回路都組成一個接線單元，每個接線單元都與母線相連。 (1)優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟 。 1)接線簡單（設(shè)備少）、清晰、明了 。 2)布置、安裝簡單，配 電裝置建造費用低 。 3)斷路器與隔離開關(guān)間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖，操作安全、方便，母線故障的幾率低 。 4)易擴建和采用成套式配電裝置。 23 (2)缺點：不夠靈活可靠。 1)主母線、母隔故障或檢修，全廠停電 。 2)任一回路斷路器檢修，該回路停電。 單母線分段接線 為了克服一般單母線接線存在的缺點，提高它的供電可靠性和靈活性，把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個分段斷路器和兩個隔離開關(guān)。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線。 (1)單母線帶旁路母線的接線 有了旁路母線 ，檢修與它相連的任意回路的斷路器時，該回路便可以不停電，從而提高了供電的可靠性。它廣泛地用于出線數(shù)較多的 110kV 及以上的高壓配電裝置中。而 35kV 及以下的配電裝置一般不設(shè)旁路母線，因為負荷小，供電距離短，容易取得備用電源，有可能停電檢修斷路器，并且斷路器的檢修、安裝或更換均較方便。一般 35kV 以下配電裝置多為屋內(nèi)型，為節(jié)省建筑面積，降低造價都不設(shè)旁路母線。只有在向特殊重要的 Ⅰ 、 Ⅱ 類用戶負荷供電，不允許停電檢修斷路器時，才設(shè)置旁路母線。 帶有專用旁路斷路器的接線，加裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資。供電可靠性有特殊需要或接入旁路母線的線路過多、難于操作時采用。為節(jié)約建設(shè)投資，可以不采用專用旁路斷路器。對于單母線分段接線，常采用以分段斷路器兼作旁路斷路器的接線。兩段母線均可帶旁路母線，正常時旁路母線不帶電。該出線路這種接線方式，對于進出線不多，電壓為 35~110kV 的變電所較為適用，具有足夠的可靠性和靈活性。 (1)雙母線接線 1)可輪流檢修母線而不影響供電 2)檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時，只影響該回路供電 3)工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電 4)可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作 24 5)便于擴建 6)由于雙母線接線的設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，運行中需要用隔離開關(guān)切換電路，容易引起誤操作；投資和占地面積也較大 。 表 41 雙母線主接線方案比較 方案 項 目 方案 Ⅰ 單母線 方案 Ⅱ 單母線分段 方案 Ⅲ 雙母線 技 術(shù) ① 會造成全校停電 ② 調(diào)度不夠靈活 ③ 保證對重要用戶的供電 ④ 任一斷路器檢修，該回路停止工作 ① 不會全校停電 ② 調(diào)度較靈活 ③ 操作簡單 ① 供電可靠 ② 調(diào)度靈活 ③ 擴建方便 ④ 便于試驗 ⑤ 易誤操作 經(jīng) 濟 ① 占 地少 ② 設(shè)備少 ① 占地較少 ② 便于維護 ① 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ② 投資和占地面大 根據(jù)以上對電氣主接線的介紹，結(jié)合樓房的供電特點，該樓 10kV 配電所主接線宜采用單母線分段接線 配電所專用電源線的進線開關(guān)宜采用斷路器或帶熔斷器的負荷開關(guān)。在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的一側(cè)，裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 10kV 母線的分段處，裝設(shè)斷路器。 配電所每段高壓母線上裝設(shè)避雷器。接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開關(guān)。架空進出線上的避雷器回路中，不裝設(shè)隔離開關(guān)。每段高壓母線上裝設(shè) 2 組電壓互感器 ， 用于檢測電源進線電壓值。 25 5 防雷與接地 供配電系統(tǒng)的防雷 雷電的危害 雷電的破壞作用主要是雷電電流引起的。它的危害本可以分為兩種類型：一是雷直接擊在建筑物上發(fā)生的熱效應(yīng)作用和電動力作用；而是雷電的二次作用，即雷電產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電磁感應(yīng)作用。 雷電流的熱效應(yīng)主要表現(xiàn)在雷電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生大量的熱能，可能燒斷導(dǎo)線，燒毀設(shè)備，引起火災(zāi)或爆炸。 雷電流的機械力作用能使被擊物破壞，擊毀桿塔或建筑物。 雷電流的電磁效應(yīng)和靜電感應(yīng)回產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣設(shè)備的絕緣，甚至引起火災(zāi)和爆炸 ，造成人身傷亡事故。 雷擊損害內(nèi)部設(shè)備有多種途徑，基本上會有以下幾種表現(xiàn)形式：直擊雷擊、感應(yīng)雷擊、電磁脈沖輻射、雷擊的地電位反擊。 室外傳輸線路遭受雷擊閃電帶來的電磁脈沖輻射地電位反擊被保護設(shè)備 圖 51 雷擊損壞設(shè)備的途經(jīng) 過電壓及雷電的有關(guān)概念 過電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常工作要求的電壓。在電力系統(tǒng)中，按過電壓產(chǎn)生原因的不同，可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓（雷電過電壓）兩大類。 (1)內(nèi)部過電壓 26 內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)本身的開關(guān)操作、發(fā)生故障或其他原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的過電壓。分為操作 過電壓和諧振過電壓兩種形式，運行經(jīng)驗表明，內(nèi)部過電壓一般不會超過系統(tǒng)正常運行時相電壓的 3~4 倍，因此對電力線路和電氣絕緣設(shè)備的威脅不是很大。 (2)雷電過電壓 雷電過電壓又稱外部過電壓或大氣過電壓，是由于電力系統(tǒng)的設(shè)備或建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。有兩種基本形式： 1)直接雷擊 它是雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建筑物，其過電壓引起強大的雷電電流通過這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)，相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電。這種雷電過電壓又稱為“直擊雷”。 2)間接雷擊 它是有雷電對設(shè)備、線路或其他物體產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)而引起的過電壓。這種雷電過電壓又稱為“感應(yīng)過電壓”或“感應(yīng)雷”。 感應(yīng)過電壓除了上述兩種形式外，還有一種是由于架空線路遭受直接雷擊或間接雷擊而引起的過電壓波，沿線路侵入變配電鎖或其他建筑物，這稱為“雷電波侵入”或“高點壓侵入”。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，占整個雷害事故的 50%~70%，比例很大，因此對雷電波侵入的防護應(yīng)予以足夠的重視。 防雷設(shè)備 接閃器，是指專門用來接受雷擊的金屬物體。接閃的金屬桿，稱為避雷針，接閃的金屬 線，稱為避雷線，又稱為架空地線。接閃的金屬帶，稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)，稱為避雷網(wǎng)。 (1)避雷針防雷電 以避雷針作為接閃器的防雷電。避雷針通過導(dǎo)線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導(dǎo)放電；避雷針在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電；形成向上先導(dǎo)放電；兩者會合形成雷電通路，隨之泄入大地，達到避雷效果。 實際上，避雷裝置是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導(dǎo)體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。 (2)避雷線防雷電 27 是通過防護對象的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電。根據(jù)防護對象的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線?？筛鶕?jù)防護對象的形狀和體積具體確定采用不同截面積的避雷線。避雷線一般采用截面積不小于 35 平方毫米的鍍鋅鋼絞線。它的防護作用等同于在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。 (3)避雷帶防雷電 是指在屋頂四周的屋脊、屋檐上安裝金屬帶做接閃器的防雷電。避雷帶的防護原理與避雷線一樣，由于它的接閃面積大，接閃設(shè)備附近空間電場強度相對比較強，更容易吸引雷電先導(dǎo)，使附近尤其比它低的物體受雷擊的幾率大大減 少。避雷帶的材料一般選用直徑不小于 8 毫米的圓鋼，或截面積不小于 48 平方毫米、厚度不少于 4 毫米的扁鋼。 (4)避雷網(wǎng)防雷電 避雷網(wǎng)分明網(wǎng)和暗網(wǎng)。明網(wǎng)防雷電是將金屬線制成的網(wǎng)，架在建（構(gòu)）筑物頂部空間，用截面積足夠大的金屬物與大地連接的防雷電。暗網(wǎng)是利用建（構(gòu)）筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)進行雷電防護。只要每層樓的樓板內(nèi)的鋼筋與梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺和地樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網(wǎng)，則這種方法要比其他防護設(shè)施更為有效。無論是明網(wǎng)還是暗網(wǎng)，網(wǎng)格越密，防雷的可靠性越好。 配電所 的防雷 雖然目前人類還無法制止雷電的產(chǎn)生，但可以通過努力將雷擊的能量給予阻擋并將它泄放入大地，以避免它所帶來的災(zāi)害。雷擊及過電壓的保護是一項系統(tǒng)的工作。 外部防雷 :(安裝避雷針、避雷帶等 )只能防止直擊雷擊，對于感應(yīng)雷擊、電磁脈沖輻射、雷擊的地電位侵入和反擊卻無能為力，內(nèi)部設(shè)備仍然經(jīng)常遭到以上這幾種雷擊的損害，對雷電科學(xué)的研究需要和社會的發(fā)展、進步相適應(yīng)。在作好外部防雷的同時更注重內(nèi)部防雷。 內(nèi)部防雷 :是為保護建筑物內(nèi)部設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。通過在需要保護設(shè)備的前端安裝合適的避雷器，使設(shè)備、線路、與大地 形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄 28 放入地，能有效地防止感應(yīng)雷擊、電磁脈沖輻射、雷擊的地電位侵入和反擊，確保內(nèi)部設(shè)備的安全。 電源系統(tǒng)防雷 :根據(jù)國際電工委員會 IEC 防雷規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的要求，將電源系統(tǒng)分為三級保護，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級過電壓的侵襲。 第一級防雷：（總系統(tǒng)電源的防雷） 在電源進入端的主級防雷器，它至少應(yīng)有大于 70150KA 的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的過電壓限制到數(shù)千伏，防雷器并聯(lián)安裝在單位內(nèi)部的變壓器進線端處 ，對后接設(shè)備的功率不限（詳見電源系統(tǒng)三級防雷示意圖之 I 處）。可選用帶有雷擊計數(shù)器的專用防雷箱 DS74R，可以對通過線路傳輸?shù)闹睋衾缀透邚姸雀袘?yīng)雷實施瀉放保護。 第二級防雷：（分配電柜的防雷） 作為工廠分級配電柜的防雷器，可將幾千伏的過電壓進一步限制到 1 點幾千伏，要求具有 40KA 的通流容量。防雷器并聯(lián)安裝在分級配電柜處，對后接設(shè)備的功率不限。當(dāng)從配電柜接出的電源是三相四線時可選用 CITEL 公司的防雷模塊 DS43，當(dāng)所接出的電源是單相三線制時可選用 CITEL 公司的防雷模塊 DS42?？梢詫σ呀?jīng)經(jīng)過初級防雷器限制 電壓的直擊雷、高強度感應(yīng)雷和一、二級間感應(yīng)雷 實施瀉放保護。 第三級防雷：（安裝在被保護設(shè)備的前端） 這也是系統(tǒng)防雷中最重要也是最容易被忽視的地方，現(xiàn)代的電子設(shè)備都使用很多的集成電路和精密的