【正文】 ，35KV及以下和高壓配電裝置和構架或房頂不宜裝設避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時容易引起反擊，另外在變壓器的門型構架上不宜裝設避雷針。這是因為門型構架距離變壓器近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置距離變壓器和金屬外殼接地點在地中距離難以達到不小于15米要求。本設計的避雷針的保護范圍計算：根據(jù)變電站總平面布置圖可知，變電站長為69米，寬65米，宜設4支避雷針；待保護高度hx1=10m，因此bx=求解過程如下：因為 bx=(hohx) （6—1）ho= +hx=+10=又因為 ho=h (P=1) （6—2） 所以 h=ho+=+37/7=因此 可將h=20M進行校驗。h1=h2=h3=h4=20Mho: 兩針間保護范圍上部邊緣最低點的高度（1） 將四支避雷針分別連接成兩個三角形 左邊三角形:① 1和2的聯(lián)合保護范圍：D12=37m ho=2037/7=bx=(hohx)=② 2和3的聯(lián)合保護范圍： D23= ho=h= bx=(hohx)=③ 1和3的聯(lián)合保護范圍:D13=ho=bx=(hohx)=()=右邊三角形:④ 2和4的聯(lián)合保護范圍:D24=ho=bx=(h0hx)=()=⑤ 3和4的聯(lián)合保護范圍:D34=ho=bx=(h0hx)=()=根據(jù)以上避雷針保護范圍計算得出的數(shù)據(jù)，繪制出變電站避雷針的保護范圍圖如附圖所示，變電站全部被保護物都在避雷針的保護范圍之內。. 避雷器的選擇和校驗避雷器是發(fā)電廠、變電站防護雷電侵入波的主要設施，避雷器的選擇和校驗是以《交流電氣裝置過電壓保護和絕緣配合》為依據(jù)的。由于氧化鋅避雷器一般是無間隙，避免了間隙電壓分布不均的缺點；在過電壓下動作后無續(xù)流通過；不用串聯(lián)火花間隙, 其體積小、重量輕、結構簡單在運行中維護方便、使用壽命長，造價也低等優(yōu)點比普通閥式，磁吹閥式避雷器具有優(yōu)越的保護性能，而且目前也具有逐步取代其他類型避雷器的趨勢，因此，待設變電站各級電壓的設備都選用氧化鋅型避雷器來防護雷電侵入波的危害，并對各級電壓的避雷器分別進行選擇的校驗，詳細的過程如下：避雷器的選擇和校驗： 110KV側避雷器的選擇和校驗：因110~220KV線路側一般不裝設避雷器，故將兩組避雷器分別裝在兩段母線上，查《設備手冊》，選擇氧化鋅避雷器的型號為：ＹＨ１０Ｗ1－１０８/２６８，其技術參數(shù)為：避雷器的額定電壓：Ｕbe＝１０８ＫＶ；標稱放電電流：１０ＫＡ持續(xù)運行電壓：Ｕby＝８４ＫＶ；　　　　　８/２０181。s１０ＫＡ雷電沖擊電流殘壓Ｕch＝２６８ＫＶ。直流１mA參考電壓：ＵNMA＝１５７ＫＶ；下面對所選的避雷器進行校驗：⑴ 持續(xù)運行電壓Ｕby系統(tǒng)長期施加于避雷器上的運行電壓Ｕxg不得超過避雷器的持續(xù)運行電壓，理論上，系統(tǒng)長期施加于避雷器上的電壓應為相電壓即：Ｕxg＝Ｕm/＝１２１/＝≤Ｕby＝８４ＫＶ⑵ 額定電壓Ｕbe金屬氧化物避雷器的額定電壓Ube應大于電網工頻過電壓U，通常選取避雷器的暫時過電壓作為電力系統(tǒng)出現(xiàn)的最高工頻過電壓（電網工頻過電壓）；即Ube＞U，對于110~220KV有效接地系統(tǒng)，暫時過電壓U一般不超過121/=Ｕbe＝１０８ＫＶ⑶　　標稱放電電流避雷器的標稱放電電流應大于或等于流過避雷器的雷電沖擊電流，氧化鋅避雷器長持續(xù)時間電流沖擊放電能力表征了避雷器的通流容量，在標稱放電電流范圍以內，雷電沖擊容量一般可不進行校驗，流過避雷器的雷電沖擊電流一般可按下式估算：Ｉ＝（２ＵinUrl）/ZＵin——進入變電站的雷電過電壓，對于架空進線的侵入波。通常按選線段的絕緣沖擊強度。即２KM外線路絕緣子串的雷電沖擊５０％閃絡電壓?。叮福埃耍?；Url————避雷器雷電沖電流殘壓，即２６８ＫＶ；Ｚ——線路波阻抗，?。玻梗唉?。代入各值入上式中計算得：Ｉ＝（２６８０－２６８）／２９０＝＜１０ＫＡ對于操作沖擊，國產避雷器的吸收能力，１１０ＫＶ及以上線路分為四個等級見表****，在線路長度不超過表中所列數(shù)值時可不進行校驗。待設變電站１１０ＫＶ線路長度分別為１５km和２０km，都不超過表中****中****km的長度，且標稱放電電流為１０ＫＡ≥表中的１０ＫＡ。⑷絕緣配合當避雷器的額定電壓選定后，避雷器在流過標稱放電電流而引起的雷電沖擊殘壓 Ｕblc便是一個確定的數(shù)值，它與設備絕緣的全波雷電沖擊耐壓水平ＢＩＬ比較；應滿足絕緣配合的要求，設備的額定雷電沖擊耐受電壓ＢＩＬ與避雷器的雷電保護水平之間，應具有一定的安全裕度系數(shù)Ｋs，即ＢＩＬ≥Ｋs避雷器的雷電保護水平對于１１０ＫＶ系數(shù)，標稱雷電沖擊絕緣水平ＢＩＬ＝４５０ＫＶ， Ｋs≥。避雷器的雷電保護水平亦即雷電沖擊電流下的最大殘壓為２６８ＫＶ，顯然４５０ＫＶ≥２６８＝３３５ＫＶ⑸絕緣配合距離問題避雷器與被保護設備之間存在一個最大電氣距離，超過此距離避雷器將保護不到設備，其理論估算出式為：l≤（ＢＩＬ／－Ｕ１Ｖ）／２Ｓm其中，ＢＩＬ——標準雷電沖擊絕緣水平，對１１０ＫＶ系統(tǒng)ＢＩＬ＝４５０ＫＶ；　　?。眨保帧　芾灼鞯睦纂姳Ｗo水平，等于避雷器雷電沖擊電流殘壓，即２６８ＫＶ；　　?。觤　—――雷電侵入波陡度，當進線段避雷線長度大于２km時，／m。代入公式中計算中計算得：　　　l≤(４５０／－２６８)／２＝從電氣平面布置圖可以算出，避雷器距各電氣設備間的最大距離為５５m，設備都在避雷器的保護范圍之內。 主變壓器中性點避雷器的選擇和校驗查《設備手冊》選擇型號為：—７２／１８６型氧化鋅避雷器，其技術參數(shù)為：額定電壓Ｕbe＝７２ＫＶ；標稱放電電流：１５ＫＡ；持續(xù)運行電壓：Ｕby=58KV；８／２０181。S?。保耍晾纂姏_擊電流殘壓Ｕch＝１８６ＫＶ；　直流１mA參考電壓：１０３ＫＶ；２mS方波通容量４００Ａ。對避雷器的校驗如下：i. 持續(xù)運行電壓Ｕby系統(tǒng)長期施加于避雷器上的運行電壓Ｕxg≤Ｕby根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》==１２１＝，所選避雷器的持續(xù)運行電壓Ｕby=５８ＫＶ＞。因此滿足要求。② 額定電壓Ube避雷器的額定電壓應大于或等于避雷器的暫時過電壓。根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》，=121=，所選避雷器的額定電壓72KV＞，故也滿足要求。 10KV側避雷器的選擇對于10KV母線，可選擇Y5WZ17/45型氧化鋅避雷器，其技術參數(shù)為：額定電壓17KV；；標稱放電電流為5KV；8/20181。S 5KA雷電沖擊電流殘壓45KV；直流1mA參考電壓24KV。校驗持續(xù)運行電壓，在中性點不接地的10KV電力網中。即：Ucx≥Um=避雷器的其它校驗方法與110KV側及主變壓器中性點避雷器的校驗方法相同，經校驗，滿足要求（校驗過程略）。表51 避雷器選擇果表安裝地點型 號避雷器額定電壓（KV）持續(xù)運行電壓（KV）雷電沖擊8/20181。s（10KA），峰值（KV）標稱放電電流(KA)直流1mA參考電壓（KV）數(shù)量110KV母線側Ｙ１０ＷR－１０８／２６８１０８８４２６８１０１５７２組主變壓器中性點72581861032組１０ＫＶ母線側Ｙ５ＷＺ－１７／４５17136455242組 . 接地裝置 接地電氣設備和線路的某些部分通過接地裝置與大地緊密連接起來，是保證供用電系統(tǒng)安全運行的主要措施之一。接地裝置由接地體和接地線兩部分組成。接地類型如下：工作接地 為了保證電氣設備正常和事故情況下能可靠工作而進行的接地，如發(fā)電機、變壓器中性點接地。保護接地 是將電氣設備正常運行中不帶電的金屬部分與接地裝置間作良好的金屬連接，防止在電氣設備絕緣損壞外殼帶電時發(fā)生人身觸電事故。沖擊接地 即防雷裝置的接地。由于雷電流的幅值大，作用時間短暫，故接地裝置在沖擊電流作用下呈現(xiàn)的電阻值與工頻接地電阻值有所差別。 接地網 為了降低接觸電勢和跨步電勢，使其不超過規(guī)定值。發(fā)電廠、變電站的接地裝置在充分利用了自然接地體之后，還應裝置人工接地體。一般情況下，發(fā)電廠、變電站接地網中的垂直接地體對工頻電流散流作用不大。避雷針、避雷器和避雷線附近加強集中接地和散泄雷電流之用。接地網的外邊緣應閉合，做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小于均壓帶間隔的一半。接地網內應敷設水平均壓帶。接地網的邊緣經常有人出入的走道外，應鋪設礫石、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶綜上所述，站區(qū)敷設水平接地體為主，輔以垂直接地極，主地網用Ф50鍍鋅圓鋼，若土壤電阻率高，為滿足接地電阻要求，可考慮外引接地網及深井接地極并施加降阻劑。接地網計算：　在高土壤電阻率（ρ＝500Ωm）地區(qū)，在大接地斷路電流系統(tǒng)中，發(fā)電廠、變電站的接地電阻Ｒ≤５Ω。復合式接地網估算式Ｒ≈∑=500/=≤５Ω 合格 ∑為大于100m2的閉合接地體的總面積變電站內設備布置型式采用常規(guī)戶外設備單列中型式：110KV設備及主變壓器布置在室外。由于兩電源點都位于站址北側，考慮110KV進線方便的需要，110KV開關布置在站內北面。同時，負荷在變電站的東側，10KV配電裝置亦設在變電站內的東邊，便于出線。而中央控制室和輔助廠房在南邊，門口正面對著公路，方便運輸。變電站電氣總平面布置詳見附圖：“變電站總平面布置圖”；變電站接地網布置詳見附圖：“接地網布置圖”。結論經過3個多月的時間，終于在指導老師的指導下完成了本次設計。在此再次對那些在設計過程中給予我很大幫助的老師和同學們表示感謝。這次設計中讓我獲得了不少經驗，并對今后學習與設計有非常大的幫助。
本次所設計的課題是《揭西縣110KV城北變電站一次部分初步設計》，其中主要包括對主變壓器的選擇、電氣主接線的確定、短路電流的計算、主要電氣設備的選擇、總平面布置、接地裝置與防雷保護等。首先根據(jù)給定的負荷資料來確定變壓器的容量，再通過不同方案對比確定最佳的。根據(jù)以上兩個確定數(shù)據(jù)后可以進行短路計算，且短路計算是在假設三個電壓等級上發(fā)生的三相短路來計算的。當然短路計算是為了能在后面選擇電氣設備時用上。在本文中對電氣設備選擇分成了斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器、母線、無功補償裝置、電抗器和站用變壓器等幾部分后，再進行計算選擇的。將所有設備選擇好并確定了最終接線方案以后，就是將設計方案用AUTOCAD畫成圖表形式，其中包括：電氣主接線圖（附圖1）、站用電接線圖（附圖2）、110KV配電裝置剖面圖（附圖3）、電氣總平面配置圖（附圖4）、防雷與接地圖（附圖5）。參考文獻： [1]陳躍，《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南（電力系統(tǒng)分冊）》，中國水利水電出版社，2003[2]能源部西北電力設計院編，電力工程設計手冊（2冊 ），水利出版社，1989[3]劉寶林主編，電氣設備選擇施工安裝設計應用手冊（上冊），中國水利水電出版社，2001[4]電力業(yè)部西北電力設計院編，電力工程電氣設備手冊（上、下），中國電力出版社，1998[5]焦留成主編， 供配電設計手冊， 中國計劃出版社，1999，5[6]張華主編， 電類專業(yè)畢業(yè)設計指導， 機械工業(yè)出版社，2001，5[7]尹厚豐、應明耕主編，水電站電氣設備， 中國水利水電出版社，1997，8[8] 劉維仲，《中小型變電站電氣設備的原理與運行》，科學出版社，1991.[9] 何仰贊、溫增銀， 電力系統(tǒng)分析（上），華中科技大學出版社，2005,01[10] 何仰贊、溫增銀， 電力系統(tǒng)分析（下），華中科技大學出版社，2005,01[11] 李玉盛、馬良玉、 牟道槐， 《發(fā)電廠變電站電氣部分》，重慶大學出版社，1996[12] 曹繩敏， 電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料，水利電力出版社，1995 [13]無間隙氧化鋅壁雷器選擇手冊，中國電力出版社，2003，6致謝：通過本次設計，讓我對3年來本科學習有了更深、更系統(tǒng)的了解與熟悉（尤其是對輸配電方面），為以后的學習與工作打下了扎實的基礎，更懂得了如何查閱有關參考資料與解決問題的方法。當然，在在這次設計過程中也暴露了許多問題，不能將跨學科的知識進行比較好的聯(lián)匯貫通即整和、對一些常用的公式不能熟記。在此，非常感謝我的指導老師xxx老師給予的幫助支持，由于工作的我未能參加學院的畢業(yè)設計開題，只是在拿到班主任的分組名單后，才通過郵件和電話的形式與xxx老師取得聯(lián)系，他非常能理解我所處的困難，主動積極幫助我解決在設計中遇到的各種難題，讓我在這次設計中收益良多，這些知識和經驗也有助于我今后對專業(yè)認識的提高。但由于本人水平有限，工作與設計無關，水平只是一直停留在書本上，手頭可查閱關于設計的資料很少，所以在本設計中難免會有許多不足之處，并請各位老師給予批評指正并能提出寶