【正文】 W425/630 630 100 10KV GN810/400 斷 路 器 設(shè)備名稱 型號及規(guī)范 單位 數(shù)量 備注 35KV斷路器 10KV斷路器 ZN2812/630 臺 6 其中無功補償 1臺 28 第七章 變電所的防雷保護 Ⅰ 變電所防雷概述 雷電引起的大氣過電壓將會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重的危害，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。運行經(jīng)驗表明，當前變電所中采用的防雷保護措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計性，故防雷措施也是相對的，而不是絕對的。 變電所的雷電危害主要來自兩個方面：一個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，強大的雷電沖擊電流通過被擊物泄放 入地時，引起機械力破壞和熱破壞；另外一個是雷電感應產(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)備對地絕緣擊穿或燒毀。所以對于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保護，對于沿線路侵入變電所的雷電侵入波的防護，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入地中，從而保護了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。 避雷針的設(shè)計一般有以下幾種類型： 單支避雷針的保 護； 兩針避雷針的保護； 多支避雷針的保護。 本次設(shè)計采用單支避雷針進行防直擊雷的保護。 避雷針的保護范圍是指被保護物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。單支避雷針的保護范圍是一個旋轉(zhuǎn)的圓錐體。避雷針的保護半徑 rx 可按下式計算，即phhr xx )( ?? ，當 hhx ? 時； （ 71） 29 phhr xx )( ?? ，當 hhx ? 時。 （ 72） 式中 h— 避雷針高度，單位 m； hx— 被保護物的高度，單位 m； p— 高度影響因數(shù)，當 mh 30? 時， p=1；當 mh 30? 時，hp ?。 這次選擇在距變電所外 10m 的地方裝設(shè)單支避雷針，安裝在進線終端塔頂，塔頂高度為 21m，針高 12m，取 33m作為計算高度。 表 避雷針保護范圍計算表 針號 h（ m） p xh （ m） xr (m) 保護范圍 避雷針高度 高度影響因數(shù) 被保護物高度 保護半徑 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)備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護設(shè)備。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無續(xù)流、通流容量大、性能穩(wěn)定和動作迅速等優(yōu)點。 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 ，相對地電壓為，避雷器相對地電壓為 =? =，取避雷器額定電壓為 53kV。 （ 2） 按持續(xù)運行電壓選擇 35kV 系統(tǒng)相電壓 ,選擇氧化鋅避雷器持續(xù)運行電壓 ，此值大于 。 （ 3） 標稱放電電流的選擇 35kV 氧化鋅避雷器標稱放電電流選擇 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，計算避雷器標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)絕緣截斷雷電沖擊耐受電壓為 220kV，計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電壓為 170kV，計算變壓器 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)變壓器的過電壓保護要求。 10kV側(cè)避雷器的選擇 具體計算過程與上類似，選用 Y5WS5— 17/50L 型氧化鋅避雷器。 表 Y5WS5— 17/50L型氧化鋅避雷器計算結(jié)果表 計算結(jié)果 Y5WS5— 17/50L 額定電壓（ kV） ? = 額定電壓 (kV) 17 持續(xù)運行電壓（ 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氧化鋅避雷器標稱放電電流為 5kA 31 第三篇 計算書 Ⅰ 、 主變?nèi)萘康挠嬎? 根據(jù)任務(wù)書提供的資料，主變?nèi)萘康挠嬎闳缦拢? ∑ 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)計算結(jié)果應選擇 SZ96300/35型變壓器。 根據(jù)任務(wù)書提供的資料 ,站用變?nèi)萘康挠嬎闳缦?： )(%80 K V ASS N ?? 根據(jù)計算結(jié)果應選擇 S9100/10型變壓器。 所選變壓器的型號及技術(shù)數(shù)據(jù)見下表： Ⅱ 、 短路電流的計算 為選擇 10~35KV 配電裝置的電器和導體，需計算在最大運行方式下流過電氣設(shè)備的短路電流，選兩個短路點， 如圖： 變 壓 器 型號 額定容量 KVA 額定高電壓 KV 額定低電壓 KV 空載損耗 KW 負載損耗 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)為無限大容量： ??eS ， 選 ?iS 100MVA 變壓器的電抗標幺值： 電力系統(tǒng)的電抗標幺值 ： K1點短路時： KVUU B 37?? 三相短路標幺值（有效值）： 化為有名值為： 三相短路最大瞬時值 （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 的計算)3(?I ： 對于無窮容量系統(tǒng)中，其計算公式為： )3()3( IdI ?? 三相短路容量 Sd的計算： K2點短路時 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 路電流的標幺值： 1/1* 5)3()3``( ?????? XIId 三相短路的基準電流： )( 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 在老師的指導下 ,經(jīng)過近 為期 8周 的努力 35KV企業(yè)變電所電氣部分初步設(shè)計終于完成了，在此我對老師給予 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。 在 課程 設(shè)計過程中，老師在百忙之中對我的設(shè)計給予了細致的指導和建議 ,對我的輔導耐心認真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻，使我的這次設(shè)計能順 利完成。通過這次 課程 設(shè)計使我對以前學習的知識得到了更深的了解 ,并使知識得到了進一步的鞏固 . 參考資料 水利電力部西北電力設(shè)計院編 .電力工程電氣設(shè)計手冊（第一冊）電氣一次部分 .北京：中國電力出版社， 1996 重印 肖艷萍主編 .發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備 .北京：中國電力出版社， 2021. 李海燕主編 .電力系統(tǒng) .北京：中國電力出版社， 2021. 施懷瑾主編 .電力系統(tǒng)繼電保護（第二版） .重慶大學出版社 .2021 丁毓山，雷振山 主編 .《中小型變電所實用設(shè)計手冊》 .水利水電出版社 .2021 陳化鋼主編 .企業(yè)供配電 .北京：中國水利水電出版社， 2021 35 指導教師對 專業(yè)班級 學生 的 說 明 書 評 語 成 績 評 定： （ 百分制 ） 指導教師簽名： 年 月 日 36 同行教師 對 專業(yè)班級 學生 的 說 明 書 評 語 注：不參與答辯的學生的 答辯成績，由同行教師評定設(shè)計說明書的質(zhì)量和分數(shù)，替代答辯成績。 成 績 評 定： （ 百分制 ） 同行 教師簽名： 年 月 日