【正文】 bf? 小于 ，說明以上選擇結果有效，無需重新計算。 （ 3） 過電流保護 1） 110kV側復合電壓起動的過電流保護。過電流保護采用三相星型接線，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 . ???? 低電壓繼電器動作電壓按躲過電動機自動的條件整定，即 kVkVUU TNop 771 1 .1 ???? 則 VVKUU uopKop 3. ???? 保護的靈敏度按后備保護范圍末端最小短路電流來校驗，即 115372325560)2(m in. ??????opks IUK 2） 10kV側過電流保護。過電流保護采用三相星型接線，繼電器為 DL— 11 型 ，電流互感器變比 iK =2021/5=400。動作電流應滿足以下兩個條件： 躲過并列運行中切除一臺變壓器時所產(chǎn)生的過負荷電流，即 AAIn nKKI TNrer e lop .3 ??????? 靈敏度不滿足要求，應改用復合電壓起動的過電流保護，整定計算從略。 3） 動作時間。 10kV側過電流保護動作時間 1t =3s， 110kV側過電流保護 帶兩段時限，第一段動作時間 2t =3s+=，第二段動作時間 3t ===4s。 （ 4） 過負荷保護 裝設在主變壓器 110kV側，按躲過變壓器額定電流整定 AAIKKI TNrere l ???? AAIKKI opiWKop . ??? 動作時間 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，而且電氣設備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設備的安全運行。 變電所的雷害來自兩個方面，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，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。 對侵入波防護的主要措施是變電所內(nèi)裝設閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當距離內(nèi)裝設可靠的進線保護。 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，從而保護設備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設在配電構架上，或獨立裝設，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設備并聯(lián)，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電 氣設備。 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，應裝設避雷器。 2）旁路母線上是否應裝設避雷器，應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而定。 3） 220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設避雷器，并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。 避 雷器選擇 技術條件 型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使 用特點，按下表選擇如表 7— 1. 表 避雷器型號選擇表 型號 型式 應用范圍 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 FCD 旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機、屋內(nèi) 型號含義： 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)電機用； J—— 中性點直接接地 額定電壓NU：避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。 ： （ 1）滅弧電壓 mdmh UCU ? dC — 接地系數(shù)，對于非直接接地， 20KV及以下 dC =， 35KV及以上 dC =；對直接接地 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)部過電壓允許計算倍數(shù)，對非直接接地 63KV及以下 0k =4； 110KV及以下 0k =；對直接接地 110～ 220KV， 0k =3。 xgU — 設備最高運行相電壓（ 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，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。我國標準規(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 110KV母線側避雷器的選擇和校驗 （ 1）型式選擇 根據(jù)設計規(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 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 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 ????? mhbhbc UkU KV＜ 415KV，滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗 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側避雷器的選擇和校驗 （ 1）型式選擇 根據(jù)設計規(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 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 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 ????? mhbhbc UkU KV＜ 50KV，滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗 42?? bcchfd UU KV＜ 45KV，滿足要求。 故所選 FZ— 10 閥式避雷器合格。 防雷和接地設計計算 直擊防雷保護 在變電所縱向中心軸向位置設置兩支間距 D=98m、高度為 h=35m的等高避雷針，保護室外高壓配電裝置、主變壓器及所有建筑物。已知出線構架高 ，其最遠點距較近避雷針 ，建筑物高 7m，其最遠點距較近避雷針 。按“滾球法”校驗避雷針保護范圍如下： 本變電所建筑物防雷級別為二級，滾球半徑為 rh =45m。 因為 h=35m rh =45m，且 D=98m mmhhh r )35452(352)2(2 ?????? ， 所以避雷針在出線構架高度上的水平保護半徑為 )2()2( rxrx hhhhhhr ???? = mm )()35452(35 ??????? = 而其最遠點距避雷針 xr ，可見出線構架在避雷針保護范圍內(nèi)。 避雷針在建筑物高度上的水平保護半徑為 )2()2( rxrx hhhhhhr ???? = mm )7452(7)35452(35 ??????? = 而其最遠點距離避雷針 xr ,可見建筑物也在避雷針保護范圍內(nèi)。 根據(jù)以上計算結果可 知，變電所裝設的兩支 35m等高避雷針能保護變電所內(nèi)的所有設施。 雷電波侵入保護 為防止線路侵入的雷電波過電壓，在變電所 1~2km的 110kV進線段架設避雷線，主變壓器各側出口分別安裝閥型避雷器。為保護主變壓器中性點絕緣，在主變壓器110kV側中性點裝設一臺避雷器。 接地裝置設計 110kV 為大電流接地系統(tǒng)，查表電力系統(tǒng)常見電氣設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、 ? 可查表接地電阻簡化計算系數(shù) K 值和常見土壤電阻率參考值可得。 因為 )1( ??ER ，考慮到管間電流屏蔽效應的影響，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 復合要求。 9 總 結 這次我的畢業(yè)設計題目是變電所的設計，對于這樣的題目其實并不陌生，上學期期末的電氣工程課程設計中的一個題目便是類似的發(fā)電廠設計。大三下學期學習了“電力系統(tǒng)分析”這門電力方向的專業(yè)基礎課，雖說有點難學，尤其是暫態(tài)部分，但經(jīng)過老師的辛勤教導，上學期和自身的努力，總算是大概學懂了。上學期又學習了兩門專業(yè)課“發(fā)電廠電氣部分”和“電力系統(tǒng)繼電保護”。學習了這三門課，為這學期的畢業(yè)設計打下了理論基礎。 經(jīng)過三個多月的努力，我終于完成了這 個題目。在此過程中，我 從對變電站的生疏，到了解，再到深入研究，最終完成了對 10kV 變電所電氣部分的設計。其中包括了電氣一次部分主接線的設計和各種電氣設備的選擇，也有二次繼電保護方面的簡單介紹，最后加上了一些防雷措施。本次設計基本是按照變電所設計基本步驟做下來的，因此也能達到一般變電所的性能要求。其中還對新設備進行了選擇，適應于目前的趨勢。 總之，我覺得我的畢業(yè)設計做的還是比較成功的，因為我有不小的收獲。就快要畢業(yè)了，也為我的大學畫上一個完美的句號。 參考文獻 [1]傅知蘭 . 電 力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算 [M].中國電力出版社 2021 [2]電力工業(yè)部，電力規(guī)劃設計院 .電力系統(tǒng)設計手冊 [M].中國電力出版社 [3]西北電力設計院 . 電力工程設計手冊 [M]. 中國電力出版社 [4]王錫凡 . 電力工程基礎 [M]. 西安交通大學出版社 1998 [6]吳希再 . 電力工程 [M]. 華中科技大學出版社 2021 [7]牟道槐 . 發(fā)電廠變電站電氣部分 [M]. 重慶大學出版社 2021 [8]陳生貴 . 電力系統(tǒng)繼電保護 [M]. 重慶大學出版社 2021 [9]西北電力設計院 . 電力工程電氣設 備手冊 [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 為期四年的大學學習即將結束，四年來在老師的精心輔導下，我的理論知識有了很大的提高。為檢驗四年來的學習成果，此次設計為 1kV中心變電站電氣部分設計 。在設計過程中，我根據(jù)在學校所學知識實際進行設計 ,沒想到看起來簡單的設計，實際干起來卻有太多疑問。有時為了弄懂一個數(shù)據(jù)，除了要一遍遍的查找資料，還要向老師同學屢屢請教 ,有時還要抱著原來所學過的課程再進行學習。經(jīng)過兩個月的努力，終于有