【正文】 bf? 小于 ，說明以上選擇結(jié)果有效，無需重新計(jì)算。 （ 3） 過電流保護(hù) 1） 110kV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。過電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為 DL— 11 型，電流互感器變比 ?iK 200/5=40；電壓原件接于 110kV 母線電壓互感器。 動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流整定，即 AIKKI TNrere lop ???? 則 AIKKI opiWKop . ???? 低電壓繼電器動(dòng)作電壓按躲過電動(dòng)機(jī)自動(dòng)的條件整定，即 kVkVUU TNop 771 1 .1 ???? 則 VVKUU uopKop 3. ???? 保護(hù)的靈敏度按后備保護(hù)范圍末端最小短路電流來校驗(yàn)，即 115372325560)2(m in. ??????opks IUK 2） 10kV側(cè)過電流保護(hù)。過電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為 DL— 11 型 ，電流互感器變比 iK =2021/5=400。動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 躲過并列運(yùn)行中切除一臺(tái)變壓器時(shí)所產(chǎn)生的過負(fù)荷電流，即 AAIn nKKI TNrer e lop .3 ??????? 靈敏度不滿足要求，應(yīng)改用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，整定計(jì)算從略。 3） 動(dòng)作時(shí)間。 10kV側(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 1t =3s， 110kV側(cè)過電流保護(hù) 帶兩段時(shí)限，第一段動(dòng)作時(shí)間 2t =3s+=，第二段動(dòng)作時(shí)間 3t ===4s。 （ 4） 過負(fù)荷保護(hù) 裝設(shè)在主變壓器 110kV側(cè)，按躲過變壓器額定電流整定 AAIKKI TNrere l ???? AAIKKI opiWKop . ??? 動(dòng)作時(shí)間 取為 10s。 8 防雷接地 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。 對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電 氣設(shè)備。 避雷器的選擇 避雷器的配置原則 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3） 220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)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(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 避 雷器選擇 技術(shù)條件 型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使 用特點(diǎn)，按下表選擇如表 7— 1. 表 避雷器型號(hào)選擇表 型號(hào) 型式 應(yīng)用范圍 FS 配電用普通閥型 10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 330KV及需要限制操作的 220KV以及以下配電 某些變壓器中性點(diǎn) FCD 旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi) 型號(hào)含義： F—— 閥型避雷器； S—— 配電所用； Z—— 發(fā)電廠、變電所用； C—— 磁吹； D—— 旋轉(zhuǎn)電機(jī)用； J—— 中性點(diǎn)直接接地 額定電壓NU：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 ： （ 1）滅弧電壓 mdmh UCU ? dC — 接地系數(shù)，對(duì)于非直接接地， 20KV及以下 dC =， 35KV及以上 dC =；對(duì)直接接地 dC =。 mU — 最高工作允許電壓，為電網(wǎng)額定電壓的 倍。 （ 2）工頻放電電壓 下限值： xggfx UkU 0? 式中： 0k — 內(nèi)部過電壓允許計(jì)算倍數(shù)，對(duì)非直接接地 63KV及以下 0k =4； 110KV及以下 0k =；對(duì)直接接地 110～ 220KV， 0k =3。 xgU — 設(shè)備最高運(yùn)行相電壓（ KV）。 上限值： gfxgfs UU ? （ 3）避雷器的殘壓，指波形為 8/20 s? 的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時(shí)，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 220KV及以下避雷器沖擊電流幅值為 5KA。 mhbhbc UkU ? 式中： bhk — 避雷器的保護(hù)比， FZ 型 bhk =～ ， FCZ 型 bhk =～ 2。 mhU — 滅弧電壓的幅值。 （ 4）避雷器沖擊放電電壓上限值 bcchfd UU ? 避雷器的選擇和校驗(yàn) 110KV母線側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn) （ 1）型式選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定選用 FZ 系列普通閥式避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： 110?? NSN UU KV 110KV以上避雷器帶有均壓環(huán)，頂蓋上有接線端子， 110KV以上產(chǎn)品不超過，選擇 FZ— 110 型普通閥式避雷器 . 表 110KV型普通閥式避雷器參數(shù)表 型式 額定電壓（ KV） 滅弧電壓有效值（ KV） 工頻放電電壓有效值（ KV） 沖擊放電電 峰值（ ? ）不大于（ KV） s?20/8沖擊殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 FZ— 110 110 26 55 314 375 415 （ 3）滅弧電壓校驗(yàn) 最高工作允許電壓 2 61 1 ???? Nm UU KV 直接接地： 0 2 ???? mdmh UCU KV，滿足要求。 （ 4）工頻放電電壓校驗(yàn) 下限值： 2193 ???? xggf x UkUKV 上限值： ???? g f xg f s UU KV＜ 314KV 所以上、下限值均滿足要求。 （ 5）殘壓校驗(yàn) ????? mhbhbc UkU KV＜ 415KV，滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗(yàn) 336?? bcchfd UU KV＜ 375KV，滿足要求。 故所選 FZ— 110 型普通閥式避雷器合格。 10KV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn) （ 1）型式選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定選用 FS 系列普通閥式 避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： 10N NSU U KV?? 因此，選擇 FZ— 10 型雷器 .如表 8— 3 表 10KV型普通閥式避雷器參數(shù)表 型式 額定電壓（ KV） 滅弧電壓有效值（ KV） 工頻放電電壓有效值（ KV） 沖擊放電電壓峰值（ ? ）不大于（ KV） s?20/8 沖擊殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 FZ— 10 10 6 1 45 50 （ 3）滅弧電 壓校驗(yàn) 最高工作允許電壓 ???? Nm UU KV ???? mdmh UCU KV，滿足要求。 （ 4）工頻放電電壓校驗(yàn) 下限值： 23 ???? xggf x UkUKV 上限值： ???? g f xg f s UU KV＜ 31KV 所以上、下限值均滿足要求。 （ 5）殘壓校驗(yàn) ????? mhbhbc UkU KV＜ 50KV，滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗(yàn) 42?? bcchfd UU KV＜ 45KV，滿足要求。 故所選 FZ— 10 閥式避雷器合格。 防雷和接地設(shè)計(jì)計(jì)算 直擊防雷保護(hù) 在變電所縱向中心軸向位置設(shè)置兩支間距 D=98m、高度為 h=35m的等高避雷針，保護(hù)室外高壓配電裝置、主變壓器及所有建筑物。已知出線構(gòu)架高 ，其最遠(yuǎn)點(diǎn)距較近避雷針 ，建筑物高 7m，其最遠(yuǎn)點(diǎn)距較近避雷針 。按“滾球法”校驗(yàn)避雷針保護(hù)范圍如下： 本變電所建筑物防雷級(jí)別為二級(jí)，滾球半徑為 rh =45m。 因?yàn)?h=35m rh =45m，且 D=98m mmhhh r )35452(352)2(2 ?????? ， 所以避雷針在出線構(gòu)架高度上的水平保護(hù)半徑為 )2()2( rxrx hhhhhhr ???? = mm )()35452(35 ??????? = 而其最遠(yuǎn)點(diǎn)距避雷針 xr ，可見出線構(gòu)架在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。 避雷針在建筑物高度上的水平保護(hù)半徑為 )2()2( rxrx hhhhhhr ???? = mm )7452(7)35452(35 ??????? = 而其最遠(yuǎn)點(diǎn)距離避雷針 xr ,可見建筑物也在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可 知，變電所裝設(shè)的兩支 35m等高避雷針能保護(hù)變電所內(nèi)的所有設(shè)施。 雷電波侵入保護(hù) 為防止線路侵入的雷電波過電壓，在變電所 1~2km的 110kV進(jìn)線段架設(shè)避雷線，主變壓器各側(cè)出口分別安裝閥型避雷器。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變壓器110kV側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)一臺(tái)避雷器。 接地裝置設(shè)計(jì) 110kV 為大電流接地系統(tǒng)，查表電力系統(tǒng)常見電氣設(shè)備的接地電阻允許值可知，其接地電阻要求不大于 ? ； 10kV系統(tǒng)的接地電阻要求不大于 10? 。故共用接地裝置的接地電阻應(yīng)不大于 ? 。 接地裝置采用直徑為 50mm、長度為 ，垂直埋入地下，間距 5m，管間用 40mm? 4mm 的扁鋼焊接相連成環(huán)形，則單根鋼管的接地電阻為 ??????? ? 0 0 4)1( ?KR E 式中， K、 ? 可查表接地電阻簡(jiǎn)化計(jì)算系數(shù) K 值和常見土壤電阻率參考值可得。 因?yàn)?)1( ??ER ，考慮到管間電流屏蔽效應(yīng)的影響，初選 10 根鋼管作為接地體。管間距離 a 與管長 l 之比 ??la ，根據(jù) n=10 和 2/ ?la 查表環(huán)形垂直敷設(shè)的管型接地體的利用系數(shù)可得 ? =，則鋼管根數(shù)為 )1( ????? EERRn ? 最終選 10 根直徑 50mm、長 的鋼管坐接地體，用 40mm? 4mm的扁鋼焊接相連，環(huán)形布置。由此算的接地電阻為 ????????? )1(?nRR EE 復(fù)合要求。 9 總 結(jié) 這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是變電所的設(shè)計(jì)，對(duì)于這樣的題目其實(shí)并不陌生，上學(xué)期期末的電氣工程課程設(shè)計(jì)中的一個(gè)題目便是類似的發(fā)電廠設(shè)計(jì)。大三下學(xué)期學(xué)習(xí)了“電力系統(tǒng)分析”這門電力方向的專業(yè)基礎(chǔ)課，雖說有點(diǎn)難學(xué)，尤其是暫態(tài)部分，但經(jīng)過老師的辛勤教導(dǎo)，上學(xué)期和自身的努力，總算是大概學(xué)懂了。上學(xué)期又學(xué)習(xí)了兩門專業(yè)課“發(fā)電廠電氣部分”和“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”。學(xué)習(xí)了這三門課，為這學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了理論基礎(chǔ)。 經(jīng)過三個(gè)多月的努力，我終于完成了這 個(gè)題目。在此過程中，我 從對(duì)變電站的生疏，到了解，再到深入研究，最終完成了對(duì) 10kV 變電所電氣部分的設(shè)計(jì)。其中包括了電氣一次部分主接線的設(shè)計(jì)和各種電氣設(shè)備的選擇，也有二次繼電保護(hù)方面的簡(jiǎn)單介紹，最后加上了一些防雷措施。本次設(shè)計(jì)基本是按照變電所設(shè)計(jì)基本步驟做下來的，因此也能達(dá)到一般變電所的性能要求。其中還對(duì)新設(shè)備進(jìn)行了選擇，適應(yīng)于目前的趨勢(shì)。 總之，我覺得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的還是比較成功的，因?yàn)槲矣胁恍〉氖斋@。就快要畢業(yè)了，也為我的大學(xué)畫上一個(gè)完美的句號(hào)。 參考文獻(xiàn) [1]傅知蘭 . 電 力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算 [M].中國電力出版社 2021 [2]電力工業(yè)部，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院 .電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].中國電力出版社 [3]西北電力設(shè)計(jì)院 . 電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 中國電力出版社 [4]王錫凡 . 電力工程基礎(chǔ) [M]. 西安交通大學(xué)出版社 1998 [6]吳希再 . 電力工程 [M]. 華中科技大學(xué)出版社 2021 [7]牟道槐 . 發(fā)電廠變電站電氣部分 [M]. 重慶大學(xué)出版社 2021 [8]陳生貴 . 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) [M]. 重慶大學(xué)出版社 2021 [9]西北電力設(shè)計(jì)院 . 電力工程電氣設(shè) 備手冊(cè) [M]. 中國電力出版社 [10]陸安定 .發(fā)電廠變電所及電力系統(tǒng)的無功功率 [M].中國電力出版社 [11]AKIRA ONUKI， Phase Transition Dynamics[M].CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 2021 [12] , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application” [J] IEEE Trans. on Energy Conversion, , , Sept, 1989 [13] 致 謝 為期四年的大學(xué)學(xué)習(xí)即將結(jié)束，四年來在老師的精心輔導(dǎo)下，我的理論知識(shí)有了很大的提高。為檢驗(yàn)四年來的學(xué)習(xí)成果，此次設(shè)計(jì)為 1kV中心變電站電氣部分設(shè)計(jì) 。在設(shè)計(jì)過程中，我根據(jù)在學(xué)校所學(xué)知識(shí)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì) ,沒想到看起來簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，實(shí)際干起來卻有太多疑問。有時(shí)為了弄懂一個(gè)數(shù)據(jù)，除了要一遍遍的查找資料，還要向老師同學(xué)屢屢請(qǐng)教 ,有時(shí)還要抱著原來所學(xué)過的課程再進(jìn)行學(xué)習(xí)。經(jīng)過兩個(gè)月的努力，終于有