【正文】 W425/630 630 100 10KV GN810/400 斷 路 器 設(shè)備名稱 型號(hào)及規(guī)范 單位 數(shù)量 備注 35KV斷路器 10KV斷路器 ZN2812/630 臺(tái) 6 其中無(wú)功補(bǔ)償 1臺(tái) 28 第七章 變電所的防雷保護(hù) Ⅰ 變電所防雷概述 雷電引起的大氣過(guò)電壓將會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)前變電所中采用的防雷保護(hù)措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計(jì)性，故防雷措施也是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的。 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。所以對(duì)于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保護(hù)，對(duì)于沿線路侵入變電所的雷電侵入波的防護(hù)，主要靠在變電所內(nèi)合理地配置避雷器。 Ⅱ、 避雷針的選擇 防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高并具有良好的接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。 避雷針的設(shè)計(jì)一般有以下幾種類型： 單支避雷針的保 護(hù)； 兩針避雷針的保護(hù)； 多支避雷針的保護(hù)。 本次設(shè)計(jì)采用單支避雷針進(jìn)行防直擊雷的保護(hù)。 避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓錐體。避雷針的保護(hù)半徑 rx 可按下式計(jì)算，即phhr xx )( ?? ，當(dāng) hhx ? 時(shí)； （ 71） 29 phhr xx )( ?? ，當(dāng) hhx ? 時(shí)。 （ 72） 式中 h— 避雷針高度，單位 m； hx— 被保護(hù)物的高度，單位 m； p— 高度影響因數(shù)，當(dāng) mh 30? 時(shí)， p=1；當(dāng) mh 30? 時(shí)，hp ?。 這次選擇在距變電所外 10m 的地方裝設(shè)單支避雷針，安裝在進(jìn)線終端塔頂，塔頂高度為 21m，針高 12m，取 33m作為計(jì)算高度。 表 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算表 針號(hào) h（ m） p xh （ m） xr (m) 保護(hù)范圍 避雷針高度 高度影響因數(shù) 被保護(hù)物高度 保護(hù)半徑 1 33 1 1 33 1 1 33 1 Ⅲ 、 避雷器的選擇 目前在新建或技術(shù)改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力變壓器等電氣設(shè)備的大氣過(guò)電壓、操作過(guò)電壓及事故過(guò)電壓的保護(hù)設(shè)備。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無(wú)續(xù)流、通流容量大、性能穩(wěn)定和動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。 1 、 35kV側(cè)避雷器的選擇 （ 1） 按額定電壓選擇 35kV 系統(tǒng)最高電壓 ，相對(duì)地電壓為，避雷器相對(duì)地電壓為 =? =，取避雷器額定電壓為 53kV。 （ 2） 按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇 35kV 系統(tǒng)相電壓 ,選擇氧化鋅避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓 ，此值大于 。 （ 3） 標(biāo)稱放電電流的選擇 35kV 氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流選擇 5A。 （ 4） 雷電沖擊殘壓的選擇 35kV 額定雷電沖擊外絕緣峰值耐受電壓為185kV，內(nèi)絕緣耐受電壓為 200kV，計(jì)算避雷器標(biāo)稱放電電流引起的雷電沖擊殘壓為 30 KVKB ILU cbl e ??? 選擇氧化鋅避雷器雷電沖擊電流下殘壓（峰值）為 134kV。 （ 5） 校核陡坡沖擊電流下的殘壓 35kV 變壓器類設(shè)備的內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓為 220kV，計(jì)算陡坡沖擊電流下的殘壓為 KVKB ILU cbl e 39。39。 ??? 選擇陡坡沖擊電流下殘壓（峰值）為 154kV。 （ 6） 操作沖擊電流下的殘壓 35kV 變壓器線端操作波試驗(yàn)電壓為 170kV，計(jì)算變壓器 35kV 側(cè)操作沖擊電流下的殘壓為 KVKSILU cs ??? 選擇操作沖擊電流下峰值殘壓為 114kV。 （ 7） 根據(jù)上述計(jì)算和校核，選擇 Y5WZ— 53/134 型氧化鋅避雷器能滿足 35kV側(cè)變壓器的過(guò)電壓保護(hù)要求。 10kV側(cè)避雷器的選擇 具體計(jì)算過(guò)程與上類似，選用 Y5WS5— 17/50L 型氧化鋅避雷器。 表 Y5WS5— 17/50L型氧化鋅避雷器計(jì)算結(jié)果表 計(jì)算結(jié)果 Y5WS5— 17/50L 額定電壓（ kV） ? = 額定電壓 (kV) 17 持續(xù)運(yùn)行電壓（ kV） （ kV） 雷電沖擊殘壓 bleU（ kV） 53 雷電沖擊電流下殘壓峰值（ kV） 50 陡坡沖擊殘壓 39。bleU（ kV） 陡坡沖擊電流下殘壓峰值（ kV） 操作沖擊殘壓 sU（ kV） 操作沖擊電流下殘壓峰值 (kV) 10kV氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流為 5kA 31 第三篇 計(jì)算書 Ⅰ 、 主變?nèi)萘康挠?jì)算 根據(jù)任務(wù)書提供的資料，主變?nèi)萘康挠?jì)算如下： ∑ Pi=1046+735+808+1000+920+1350+737+931=7527(kw) ∑ Qi=471+487+572+491+276+297+496+675=3765(kvar) 22 )()( Qipi KQKPS ?????? ),( ?? Qp KK 8 6 3%80 ?? SS N 根據(jù)計(jì)算結(jié)果應(yīng)選擇 SZ96300/35型變壓器。 根據(jù)任務(wù)書提供的資料 ,站用變?nèi)萘康挠?jì)算如下 ： )(%80 K V ASS N ?? 根據(jù)計(jì)算結(jié)果應(yīng)選擇 S9100/10型變壓器。 所選變壓器的型號(hào)及技術(shù)數(shù)據(jù)見下表： Ⅱ 、 短路電流的計(jì)算 為選擇 10~35KV 配電裝置的電器和導(dǎo)體，需計(jì)算在最大運(yùn)行方式下流過(guò)電氣設(shè)備的短路電流，選兩個(gè)短路點(diǎn)， 如圖： 變 壓 器 型號(hào) 額定容量 KVA 額定高電壓 KV 額定低電壓 KV 空載損耗 KW 負(fù)載損耗 KW 阻抗電壓 % 空載電流 % 連接組別 SZ96300/35 6300 35 Y/d11 S9100/10 100 10 Y/yn0 S 32 00100 % 3* ?? ???? N dkT SSUX 設(shè)系統(tǒng)為無(wú)限大容量： ??eS ， 選 ?iS 100MVA 變壓器的電抗標(biāo)幺值： 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 ： K1點(diǎn)短路時(shí)： KVUU B 37?? 三相短路標(biāo)幺值（有效值）： 化為有名值為： 三相短路最大瞬時(shí)值 （沖擊電流）： 三相短路最大電 流有效值 ：取 = 三相短路穩(wěn)態(tài)短路電流 的計(jì)算)3(?I ： 對(duì)于無(wú)窮容量系統(tǒng)中，其計(jì)算公式為： )3()3( IdI ?? 三相短路容量 Sd的計(jì)算： K2點(diǎn)短路時(shí) KVUU B ?? KV35KV101K2KKVI d lis h 6 1 1 8 )3()3( ?????)( 33 M V AIUS dd ?????5 9 ??? 、 TT xX 33 )()(21 213 23 KAKII shdsh ?????? ?短 路電流的標(biāo)幺值： 1/1* 5)3()3``( ?????? XIId 三相短路的基準(zhǔn)電流： )( 1003 KAUSI Bdd ???? 三相短路電流： )( 2 KAIdII dd ???? ? 三相 沖擊電流： 3 2 ???? dsh Ii 三相短路最大有效電流： 三相穩(wěn)態(tài)短路電流： )3()3( IdI ?? 三相短路容量： )(1 8 33 M V AIUS dBd ????? 34 致 謝 在老師的指導(dǎo)下 ,經(jīng)過(guò)近 為期 8周 的努力 35KV企業(yè)變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)終于完成了，在此我對(duì)老師給予 我們的 幫助表示衷心的感謝 ,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。 在 課程 設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師在百忙之中對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議 ,對(duì)我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的這次設(shè)計(jì)能順 利完成。通過(guò)這次 課程 設(shè)計(jì)使我對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)得到了更深的了解 ,并使知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固 . 參考資料 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編 .電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一冊(cè)）電氣一次部分 .北京：中國(guó)電力出版社， 1996 重印 肖艷萍主編 .發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備 .北京：中國(guó)電力出版社， 2021. 李海燕主編 .電力系統(tǒng) .北京：中國(guó)電力出版社， 2021. 施懷瑾主編 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第二版） .重慶大學(xué)出版社 .2021 丁毓山，雷振山 主編 .《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》 .水利水電出版社 .2021 陳化鋼主編 .企業(yè)供配電 .北京：中國(guó)水利水電出版社， 2021 35 指導(dǎo)教師對(duì) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 的 說(shuō) 明 書 評(píng) 語(yǔ) 成 績(jī) 評(píng) 定： （ 百分制 ） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 36 同行教師 對(duì) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 的 說(shuō) 明 書 評(píng) 語(yǔ) 注：不參與答辯的學(xué)生的 答辯成績(jī)，由同行教師評(píng)定設(shè)計(jì)說(shuō)明書的質(zhì)量和分?jǐn)?shù)，替代答辯成績(jī)。 成 績(jī) 評(píng) 定： （ 百分制 ） 同行 教師簽名： 年 月 日