【正文】 ，則應設避雷針、避雷線予以保護。因線路落雷比較頻繁，所以沿線路侵入的雷電波是造成變電壓站雷害事故的主要原因。由線路侵入的雷電波電壓受到線路絕緣的限制，其峰值不可能超過線路絕緣的閃絡電壓。但線路絕緣水平比發(fā)電廠電氣設備的絕緣水平高。若不采取專門的防護措施，勢必造成電氣設備的損壞事故。對入侵波防護的主要措施是在變電站內安裝避雷器以限制電氣設備上的過電壓峰值，同時在變電站的出線段上采取輔助措施以限制流過避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。一、避雷針的配置原則（一）電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ω的地區(qū)，宜裝設獨立的避雷針。（二）獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10Ω。（三）35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。（四）在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點的距離很難達到不小于15m的要求。二、避雷器的配置原則（一）配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器。（二）旁路母線上是否應裝設避雷器，應根據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。（三）220kV以下變壓器和并聯電抗器處必須裝設避雷器，并盡可能靠近設備本體。（四）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。（五）三繞組變壓器低壓側的一相上宜裝設一臺避雷器。（六）110kV～220kV線路側一般不裝設避雷器。167。 52 避雷器的選擇為了防止雷電侵入波損壞電氣設備，應從兩方面采取保護措施：①在變電站各級電壓母線上安裝避雷器；②220kV、110kV架空線路上裝設防雷線。無間隙氧化鋅避雷器是目前最先進的過電壓保護設備。在正常運行電壓時，氧化鋅電阻閥片呈現極高的電阻，通過它的電流只有微安級。當系統(tǒng)出現危害電氣設備的過電壓時．它具有優(yōu)良的非線性特性和陡波響應特性，使其有較低的陡坡殘壓和操作波殘壓。在絕緣配合上增大了陡波、操作波下的保護裕度。氧化鋅避雷器特別適用于多回線路、電容器組、電纜等波阻抗低的系統(tǒng)。氧化鋅電阻片線性系數高達30一50，在標稱電流動作負載時無續(xù)流,吸收的能量少，大大改善了避雷器耐受多重雷擊的能力。此外，它的通流能力大，耐受暫時工頻過電壓的能力強。因此此次設計各電壓等級皆采用氧化鋅避雷器。一、 避雷器的選擇和校驗根據被保護設備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式、額定電壓等，并按照使用情況校驗所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等。即：（1）、滅弧電壓：＞ ；（2）、工頻放電電壓下限：；（3）、工頻放電電壓上限：＞和殘壓：＜。氧化鋅避雷器的選擇及結果表型號安裝地點系統(tǒng)額定電壓有效值(kV)技術參數避雷器額定電壓(kV)雷電沖擊電流下殘壓（不大于（kV）操作沖擊電流下殘壓（不大于（kV）外形尺寸（Ф外徑高mm）Y10W1—228/565220kV進線和主變220kV側220228520565Ф3202670Y10W1—108/268110kV出線和主變110kV側108110295268Ф3202670Y10W1—42/12635 kV母線、出線3542____126Ф310975167。53避雷針的設計根據51節(jié)防雷所述，為防止雷電波直擊變電所設備及其架構、電氣建筑物，本站直擊雷防護在變電所四角設四支等高避雷針聯合保護，沖擊接地電阻不超過10Ω。根據設計所給的220kV進線2回、110kV出線4回，35kV出線6回。220kV進線間隔間距離按12m考慮、110kV出線間隔間距按9m、35kV出線間隔間距按7m考慮，全站電氣設備最高點220kV龍門架高度14m 。為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構之間的空氣距離Sk不宜小于5m，獨立避雷針接地裝置與地網之間的地中距離Sd不宜小于3m，為避免反擊，避雷針應距變電所5m，則相鄰避雷針的間距為：b=67+10=52m，a=49+5=41m，保護范圍按ba ＝5040米考慮。設變電站避雷針高度h＝30米獨立避雷針四座，分設于變電站場地角，保護范圍計算如下：（1）、單支避雷針保護范圍變電站最高構架為220kV龍門架，高度14米，變電站保護高按此高度設計，可以保證全站的有效防雷。 （時，P=1）（2）、兩針間保護范圍的確定1—2針間 距離D=50m兩針間的最低保護高（米）兩針間保護高平面上的最小寬度 （米）2—3針間 距離D=40m兩針間的最低保護高（米）兩針間保護高平面上的最小寬度 （米）1—3針間 距離m兩針間的最低保護高（米）兩針間保護高平面上的最小寬度 （米）從以上計算可知四座避雷針保護最低點為h03=＞hx=14，則有h03－h(huán)x＝，從而避雷針高度可確定為30－6＝24米，此時可有：h01=bx1=h02=bx2= mh03=bx3= m變電站共設置有避雷針四座，按矩形方式布置，由以上3針之間保護范圍的計算結果可以看出，三針兩兩間保護高hx平面內最小寬度rx均大于零。而4針兩兩間保護高hx平面內最小寬rx與3針相同，因此，所設四基24米高避雷針可以保護整個變電站。變電站避雷針保護范圍見圖02。167。54內部過電壓一、工頻過電壓工頻過電壓常發(fā)生在故障引起的長線切合過程中，幅值不高，在中性點不接地或經消弧線圈接地的系統(tǒng)中。工頻過電壓持續(xù)時間較長，對電氣設備絕緣及運行有影響。工頻過電壓對220kV及以下電網的電氣設備沒有危險，本設計變電站不作考慮。二、操作過電壓在發(fā)生故障時或操作時，電網中的電容、電感等儲能元件工作狀態(tài)發(fā)生突變，產生充電再充電或能量轉換的過渡過程，電壓強制分量疊加以暫態(tài)分量形成操作過電壓。其作用時間在幾毫秒到數十秒之間，一般不超過4倍工頻電壓。本設計不作要求三、諧振過電壓保護在一定電源的作用下，電網中的電感、電容元件受到操作或故障的激發(fā)，使得某一自由振蕩頻率與外加強迫頻率相等，形成周期性或準周期性的劇烈振蕩，電壓振幅急劇上升，出現嚴重諧振過電壓。這種過電壓持續(xù)時間較長，甚至可以穩(wěn)定存在，直到破壞諧振條件為止。諧振過電壓可在各級電網中發(fā)生，危及絕緣、燒毀設備，破壞保護設備的保護性能。為限制35kV不接地系統(tǒng)產生的諧振過電壓，在35kV電壓互感器高壓側中性點上裝設消諧裝置。型號：RXQ135 167。55 接地設計全站設主接地網和避雷針接地網。主接地網以水平接地帶為主、垂直接地體為輔且邊緣閉合的復合接地網。網內設置井字型均壓帶，在避雷器和主變壓器附近設置集中的接地極以利雷電沖擊波散流。（滿足綜自要求），如不滿足要求則需采取化學等降阻措施。避雷針設獨立的接地網，以垂直接地體為主，輔以水平條帶，接地電阻不大于10Ω。如不滿足可利用接地帶接入主接地網，但接地帶地中距要求大于15米。水平接地帶采用50mm6mm的熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用63636mm的熱鍍鋅角鋼。接地體間凡焊接處應作防腐處理。第六章 繼電保護配置繼電保護裝置就是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。167。 61 繼電保護的基本任務自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行；反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據運行維護的條件，而動作于發(fā)信號，減負荷或跳閘。此時，一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。動作于跳閘的繼電保護，在技術上應滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。此外，還應考慮從國民經濟的整體利益出發(fā)，按被保護元件在電力系統(tǒng)中的作用和地位來確定保護方式。而不能只從保護裝置本身的投資來考慮，這是因為保護不完善或不可靠而給國民經濟造成的損失，一般都遠遠超過即使是最復雜的保護裝置的投資。同時還要注意，對較為次要電氣元件，也不應該裝設過于復雜和昂貴的保護裝置。167。 62 繼電保護配置根據設計任務書和繼電保護設計技術規(guī)程要求，本次所設計變電站電氣設備繼電保護和自動裝置配置情況如下一、主變壓器繼電保護主保護縱差保護：作為變壓器的主保護，反應變壓器外部故障，如絕緣套管及其引出線上發(fā)生的單相接地短路等，動作于跳主變三側。瓦斯保護：作為變壓器的主保護，反應變壓器內部故障，如油箱內匝間短路、及油面降低等，輕瓦斯保護動作于發(fā)信，重瓦斯動作于跳主變三側。主保護動作于無時限切除三側斷路器。后備保護220kV側復合電壓閉鎖過電流保護（雙時限），以較短的時限跳橋連斷路器，較長的時限跳線路斷路器、主變中、低壓側斷路器。保護區(qū)延長作為中、低壓側母線后備保護。防止變壓器外部相間短路并作為差動和瓦斯保護的后備的過電流保護動作于跳主變三側斷路器220kV中性點直接接地零序過流保護，第一時限跳高壓側，第二時限跳三側。220kV中性點不直接接地零序過流保護，第一時限跳高壓側，第二時限跳三側。110kV側復合電壓閉鎖的方向過電流保護，帶時限跳三側斷路器。防止變壓器外部相間短路并作為差動和瓦斯保護的后備的過電流保護，第一時限跳分段斷路器，第二時限跳本側斷路器。保護區(qū)延長作為該電壓等級出線后備保護。35kV側復合電壓閉鎖的方向過電流保護，帶時限跳三側斷路器。防止變壓器外部相間短路并作為差動和瓦斯保護的后備的過電流保護，第一時限跳分段斷路器，第二時限跳本側斷路器。保護區(qū)延長作為該電壓等級出線后備保護。發(fā)信保護過負荷保護：主變壓器三側均裝設動作于發(fā)信的過負荷保護，輕瓦斯保護、溫度異常、壓力異常動作于發(fā)了預告信號。其他保護：如主變油面溫度高繞、組溫變高作用于延時發(fā)信號，達到時定時限時跳主變三側。二、母線繼電保護： 220kV、110kV母線保護母差保護：母線的主保護，反映母線相間故障，作用于無時限跳母線兩側斷路器及母聯斷路器。復合電壓起動的過電流保護：母線的后備保護，作用于延時跳母線兩線兩側斷路器及母聯斷路器。電流回路斷線閉鎖保護：在電流互感器二次回路斷線時發(fā)出信號。斷路器失靈保護：后備保護，在斷路器拒動時起動，其動作時間大于斷路器跳閘時間及保護裝置返回時間之和，作用于跳閘。（僅220kV裝設）三、線路繼電保護（一）220kV線路保護： 閉鎖式高頻保護：輸電線路主保護，全相運行條件下能正確反應各種不對稱短路。在三短路時，只要不對稱時間大于5—7ms，保護可以動作，作用于線路斷路器跳閘。三段式距離保護：輸電線路主保護，反映輸電線路相間故障，根據故障點距變電站距離的遠近選擇相應的運作段及時限，作用于線路斷路器跳閘。零序保護：輸電線路主保護，反映輸電線路單相故障，根據故障電流的大小來動作。斷路器失靈保護跳閘（二）、110kV線路保護： 三段式距離保護：輸電線路主保護，反映輸電線路相間故障，根據故障點距變電站距離的遠近選擇相應的運作段及時限，作用于線路斷路器跳閘。零序保護：輸電線路主保護，反映輸電線路單相故障，根據故障電流的大小動作。（三）、35kV線路保護：限時電流速斷：當線路上的電流超過一定的允許值，該保護立即動作切除故障，跳開斷路器。過流保護：當線路發(fā)生相間故障時，電流會突然增大，電壓突然下降，過流保護就是按線路選擇性的要求，有選擇性的切除故障線路。四、其它保護站用變設速斷、過流保護動作于跳開回路高壓側斷路器；五、安全自動裝置自動重合閘裝置220kV裝設綜合自動重合閘，110kV、35kV線路設置檢查同期或檢查無電壓三相一次重合閘；自動低頻減載裝置根據系統(tǒng)需要，110kV、35kV饋線線路上裝設自動低頻減載裝置。自動故障記錄裝置根據系統(tǒng)需要，220kV、110kV、均裝設自動故障錄波記錄裝置。35kV不接地系統(tǒng)母線設小接地選線裝置。167。 63 繼電保護的配置圖繪制見附圖03所示。結　論本設計牢牢把握住給定的原始參數并嚴格遵照設計任務書的要求，按照科學的流程和步驟進行了各方面的論述和計算，完成了一個變電站主要部份的初步組合。在實施過程中，力求印證相關專業(yè)知識和基本原理并緊密結合工程實際。對主變和站用變的選擇、短路電流計算、電器和導體的選擇校驗等需要定量分析的部分力求做到精確細致，對配電裝置的設計、繼電保護配置等只做了定性分析，但也力求做到論證嚴密，論據可靠。在知識的提煉和糅合、總結上得到了提高上，取得了較大的收益。本次設計在指導老師的悉心指導，避免了許多失誤和錯漏，節(jié)約了設計時間。 本設計成果距離工程實際要求還相差甚遠，要想有自己作品被采用的可能還需付出長遠的努力。不足之處請老師多多批評指正。總結與體會我國電力工業(yè)飛速發(fā)展，給云南電網帶來了前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，電力體制改革為我們每一個電力人提供了廣闊的表演舞臺，但同時超高壓、遠距離、大電網等所帶來的一系列問題，也切實需要一批懂理論、有實踐經驗的電力人來駕御這個飛速發(fā)展的電網。三年的大學的課程恰好給我提供了又一次理論提高的機會，特別是畢業(yè)設計，使我對電力系統(tǒng)又有了新的認識，如何運用所學的知識解決實際工程技術問題的方法，為我能成為駕御飛速發(fā)展電網的電力人增加了一個重要的砝碼。這次畢業(yè)設計前前后后歷時一月，期間聽課、請教、查資料、計算、論述、繪圖、修改、作電子文檔等等，想起來歷歷在目。回顧這些，雖然有些辛苦，但收