【導讀】220KV降壓變電所電氣部分初步設計。沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）。6．1．1、220KV及中性點直接接地電網線路保護配置............-33-

　　

【正文】 母線型號 截面面積 載流量 高壓側 220kV LGJ300 300mm2 765A 低壓側 60kV LGJ240 240mm2 613A 避雷器的選擇 一、避雷器保護及配置 （一）避雷器的參數及配置 電氣設備的絕緣配合基于避雷器的保護水平，設備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設備的絕緣水平取決于避雷器的保護性能。 避雷器的參數 普通閥型避雷器有 FS型和 FZ型兩種。 FS 型 主要使用于配電系統(tǒng)， FZ 型使用于發(fā)電廠和變電所。 FZ型避雷器均由結構和性能標準化的單件組成，其單件的額定電壓分別為 1 20kv 和 30kv。因此，可由不同單件組成各種電壓等級的避雷器，如 FZ— 35 型避雷器是由兩個 FZ— 15型避雷器串聯而成。 避雷器的主要技術參數如下： （ 1）額定電壓。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等220KV 降壓變電所電氣部分初步設計 27 級相同。 （ 2）滅弧電壓。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經過零值時，根據滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。對 35kv 及以下的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定 為系統(tǒng)最大工作線電壓的 100%～ 110%；對 110kv 及以上中性點接地系統(tǒng)的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 80%。 （ 3）工頻放電電壓。對工頻放電電壓要規(guī)定其上、下限。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護特性變壞；工頻放電電壓太低，意味著滅弧電壓太低，將會造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。 （ 4）沖擊放電電壓。沖擊放電電壓是指預放電電壓時間為 ～ 20? s 的沖擊放電電壓，與 5kA（對 330kV為 10ka）下的殘壓基本相同。 （ 5）殘壓。在防 雷計算中以 5kA 下的殘壓作為避雷器的最大殘壓 （ 6）保護比。保護比等于殘壓與滅弧電壓之比。保護比越小說明殘壓越低或滅弧電壓越高，其保護特性越好。 FZ 和 FCD 系列避雷器的保護比約在 ～ 范圍內， FCZ系列避雷器的保護比則為 ～ 。 （ 7）直流電壓下的電導電流。運行中的避雷器，通常用測量直流電壓下的電導電流的方法來判斷間隙分路電阻的性能。若電導電流太大，則意味著避雷器受潮；電導電流太大的避雷器投入運行，可能會造成炸毀事故，所以要求其電導電流必須在規(guī)定的范圍內。 避雷器的配置 閥型避雷器的安裝 位置和組數，應根據電氣設備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并結合配電裝置的接線方式確定。 避雷器至電氣設備的允許距離還與雷雨季節(jié)經常運行的進線路數有關。進線數越多則允許距離可相應增大。 斷路器、隔離開關、耦合電容器的絕緣水平比變壓器為高。因此，避雷器至這些設備的最大允許距離可增大。 避雷器的配置原則如下： （ 1）配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器。 （ 2）旁路母線上是否需要裝設避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足要求而定。 （ 3） 330kV及以上變壓器和并 聯電抗器處必須裝置避雷器，并應盡可能靠近設備本體。 （ 4） 220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。 （ 5）三繞組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。 （ 6）自耦變壓器必須在其兩個自耦繞組出線上設置避雷器，并應接在變壓器與斷路器之間。 （ 7）下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器： 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣切且裝有隔離開關時。 沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 28 2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。 3）不接地和經消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的 單進線變壓器中性點上。 （ 8）連接在變壓器低壓側的調相機出線處宜裝設一組避雷器。 （ 9）發(fā)電廠變電所 35kV 及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設避雷器。 （ 10）直配線發(fā)電機和變電所 10kV及以下，進線段避雷器的配置應遵照《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》執(zhí)行。 （ 11） 110kV、 220kV線路側一般不裝設避雷器。 （ 12） SF6 全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。 220kV和 60KV 側避雷器選擇結果 如表 和 ： 表 ： 型號 額定電壓有效值 /kV 滅弧電壓有效值 /kV 工頻放電電壓干燥及雨淋有效值 /kV 沖擊放電電壓/kV（預放電時間 ～ 2s? ）小于 沖擊殘壓 /kV（不大于） 不小于 不大于 3KA 5KA FZ220J 220 220 448 536 630 664 700 表 ： 型號 額定電壓有效值 /kV 滅弧電壓有效值 /kV 工頻放電電壓干燥及雨淋有效值 /kV 沖擊放電電壓/kV（預放電時間 ～ 2s? ）小于 沖擊殘壓 /kV（不大于） 不小于 不大于 3KA 5KA FZ60 60 140 173 220 227 250 變壓器 避雷器選擇結果 如 表 ： 表 ： 型號 額定電壓有效值 /kV 滅弧電壓有效值 /kV 工頻放電電壓干燥及雨淋有效值 /kV 沖擊放電電壓/kV（預放電時間 ～ 2s? ）小于 沖擊殘壓 /kV（不大于） 不小于 不大于 3KA 5KA FZ110J 110 100 224 268 310 332 350 220KV 降壓變電所電氣部分初步設計 29 第 五 章 配電裝置設計 屋內外配電裝置的安全凈距 5． 1． 概述 配電裝置是按主接線要求由開關設備、保護電器、測量儀表、母線和必要的輔助設備等組成。它的主要作用是：接受電能，并把電能分配給用戶。 分類及特點 按電氣設備安裝地點不同，配電裝置可分為屋內式和屋外式。按其組裝方式，又可分為：如在現場組裝配電裝置的電氣化設備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的開關電器、互感器等電器設備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構成一個獨立的單元，成套供應，則稱為成套配電裝置。高壓開關柜、低壓配電盤和配電 箱等均是成套配電裝置。 屋內配電裝置的特點：①占地面積??；②不受氣候影響；③外界污穢空氣對電氣設備影響??；④房屋建筑投資較大。 屋外配電裝置的特點：①土建量和費用小，建設周期短；②擴建方便；③相鄰設備間距較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積?。虎菔芡饨鐨夂蛴绊?，設備運行條件差；⑥外界氣象變化影響設備的維修和操作。 大中型變電所中 35kV及以下的配電裝置，多采用屋內配電裝置； 110kV及以上多為屋外配電裝置。在特殊情況下，如當大氣中含有腐濁性氣體或處于嚴重污穢地區(qū)的 35～ 110kV 也可以采用屋內配電裝置。在農村或城市郊區(qū)的小容量 6～ 10kV也廣泛采用屋外配電裝置。 基本要求 配電裝置是變電所的重要組成部分，為保證電力系統(tǒng)安全經濟的運行，配電裝置應滿足以下基本要求： （ 1）配電裝置的設計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術經濟政策。 （ 2）保證運行的可靠性。 （ 3）滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設備的安全。 （ 4）便于檢修、巡視和操作。 （ 5）節(jié)約占地，降低造價，做到經濟上合理。 沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 30 （ 6）安裝和擴建方便。 5． 1． 屋內外配電裝置的安全凈距 安全凈距是從保證電氣設備和工作人員的 安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)定的各電氣設備之間、電氣設備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應保持的最小空氣間隙。 屋外配電裝置安全凈距： 符號 適用范圍 額定電壓（ KV） 3～ 10 15～20 35 60 110J 110 220J 330J 500J A1 部分之間 向上延伸線距地 處，與遮攔上方帶電部分之間 200 300 400 650 900 1000 1800 2500 3800 A2 分之間 關的斷口兩側引線帶電部分之間 200 300 400 650 1000 1100 2021 2800 4300 B1 ，其外廓至無遮攔帶電部分之間 電檢修的無遮攔帶電部分之間 體和帶電部分之間 電部分至接地部分之間 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 B2 網狀遮攔至帶電部 分之間 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 C 地面之間 建筑物、構筑物頂部之間 2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300 5000 7500 220KV 降壓變電所電氣部分初步設計 31 D 檢修無遮攔帶電部 和 帶電部分與建筑物、構筑物的邊緣部分之間 2200 2300 2400 2600 2900 3000 3800 4500 5800 配電裝置的整個結構尺寸， 是綜合考慮設備外形尺寸、檢修和運行的安全距離等因素而決定的。對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即 A1 和 A2 值。在這一間距下，無論為正常工作電壓或出現內外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。 A 值可根據電氣設備標準試驗電壓和相應電壓與最小放電距離試驗曲線決定，其它電氣距離是根據 A值并結合一些實際因素確定的。 安全凈距可分為 A、 B、 C、 D、 E 五類。屋 內配電裝置的安全凈距不應小于下表 1所列數值。屋內電氣設備外絕緣體最底部位距地小于 ，應裝設固定遮攔。屋外配電裝置安全凈距不應小于表 2 所類數據。屋外配電裝置使用軟導線時，還應考慮軟導線在短路電動力、風擺、溫度等因素作用下使相間及對地距離的減小。屋外電氣設備外絕緣體距地小于 時，應裝設固定遮攔。（注 ：J系指中性點接地系統(tǒng)） 屋外配電裝置 根據電氣設備和母線的布置高度，屋外配電裝置可分為低型、中型、半高型和高型等。 在低型和中型屋外配電裝置中，所有電氣設備都裝在地面設備支架上。低型的主母線 一般都由硬母線組成，而母線與隔離開關基本布置在同一水平面上。中型配電裝置大都采用懸掛式軟母線，母線所在水平面高于電氣設備所在水平面，但近年來硬母線采用日益增多。在半高型和高型屋外配電裝置中，電氣設備分別裝在幾個水平面內，并重疊布置。凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的，稱為高型配電裝置。如果僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置，則稱為半高型配電裝置。高型布置中母線、隔離開關位于斷路器之上，主母線又在隔離開關之上，整個配電裝置的電氣設備形成了三層布置，而半高型的高度則處于中型和高型之間。 我國目前采用最多的 是中型配電裝置，近年來高型配電裝置的采用也有所增加，而高型由于運行、維護、檢修都不方便，只是在山區(qū)及丘陵地帶，當布置受到地形條件限制時才采用。 5． 2． 屋外高壓配電裝置的若干問題 母線及構架 屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。軟母線為鋼芯鋁絞線，擴徑軟管母線和分裂導線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構架上。硬母線常用的有矩形、管形和組合管形。矩形用于 35kV及以下的配電裝置中，管沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 32 形則用于 66kV及以上的配電裝置中。管形母線一般安裝在支柱式絕緣子上，母線不會搖擺，相間距離可縮小，與剪刀式 隔離開關配合可節(jié)省占地面積；管形母線直徑大，表面光滑，可提高電暈起始電壓。 屋外配電裝置的構架，可由鋼或鋼筋混凝土制成。鋼構架強度大，可以按任何負荷和尺寸制造，便于固定設備，抗震能力強，運輸方便，但金屬消耗量大，需要經常維護。鋼筋混凝土構架可以節(jié)約大量鋼材，也可以滿足各種強度和尺寸的要求，經久耐用，維護簡單。以鋼筋混凝土環(huán)形和渡鋅鋼梁組成的構架，兼有二者的優(yōu)點，目前，以在我國 220kV以下的各種配電裝置中廣泛采用。 采用軟母線的 220kV 普通中型配電裝置的相間距離為 4m，邊相對架構中心線之間的距離為 3m，間 隔距離為 14m。 電力變壓器 變壓器基礎一般做成雙梁形并輔以鐵軌，軌距等于變壓器的滾輪中心距。單個油箱油量超過 1000kg 以上的變壓器，按照防火要求，在設備下面需設置儲油池或擋油墻，其尺寸應比設備外廓大 1m，儲油池內一般鋪設厚度不小于 的卵石層。 主變壓器與建筑物的距離不應小于 。當變壓器油量超過 2500kg 以上時，兩臺變壓器之間的防火距離不應小于 5～ 10m，如布置有困難，應設防火墻。 電器的布置 按照斷路器在配電裝置中所占據的位置，可分為單列、雙列和三列布置。斷路器的排列方式，必須根 據主接線、場地地形條件、總體布置和出線方向等多種因素合理選擇。 斷路器有低式和高式兩種布置。低式布置的斷路器安裝在