【正文】 ，35KV及以下和高壓配電裝置和構(gòu)架或房頂不宜裝設(shè)避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)容易引起反擊，另外在變壓器的門型構(gòu)架上不宜裝設(shè)避雷針。這是因?yàn)殚T型構(gòu)架距離變壓器近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置距離變壓器和金屬外殼接地點(diǎn)在地中距離難以達(dá)到不小于15米要求。本設(shè)計(jì)的避雷針的保護(hù)范圍計(jì)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(shè)4支避雷針；待保護(hù)高度hx1=10m，因此bx=求解過程如下：因?yàn)? bx=(hohx) （6—1）ho= +hx=+10=又因?yàn)? ho=h (P=1) （6—2） 所以 h=ho+=+37/7=因此 可將h=20M進(jìn)行校驗(yàn)。h1=h2=h3=h4=20Mho: 兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度（1） 將四支避雷針分別連接成兩個(gè)三角形 左邊三角形:① 1和2的聯(lián)合保護(hù)范圍：D12=37m ho=2037/7=bx=(hohx)=② 2和3的聯(lián)合保護(hù)范圍： D23= ho=h= bx=(hohx)=③ 1和3的聯(lián)合保護(hù)范圍:D13=ho=bx=(hohx)=()=右邊三角形:④ 2和4的聯(lián)合保護(hù)范圍:D24=ho=bx=(h0hx)=()=⑤ 3和4的聯(lián)合保護(hù)范圍:D34=ho=bx=(h0hx)=()=根據(jù)以上避雷針保護(hù)范圍計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，繪制出變電站避雷針的保護(hù)范圍圖如附圖所示，變電站全部被保護(hù)物都在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。. 避雷器的選擇和校驗(yàn)避雷器是發(fā)電廠、變電站防護(hù)雷電侵入波的主要設(shè)施，避雷器的選擇和校驗(yàn)是以《交流電氣裝置過電壓保護(hù)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(diǎn)；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(jié)構(gòu)簡單在運(yùn)行中維護(hù)方便、使用壽命長，造價(jià)也低等優(yōu)點(diǎn)比普通閥式，磁吹閥式避雷器具有優(yōu)越的保護(hù)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(shè)變電站各級電壓的設(shè)備都選用氧化鋅型避雷器來防護(hù)雷電侵入波的危害，并對各級電壓的避雷器分別進(jìn)行選擇的校驗(yàn)，詳細(xì)的過程如下：避雷器的選擇和校驗(yàn)： 110KV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)：因110~220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器，故將兩組避雷器分別裝在兩段母線上，查《設(shè)備手冊》，選擇氧化鋅避雷器的型號為：ＹＨ１０Ｗ1－１０８/２６８，其技術(shù)參數(shù)為：避雷器的額定電壓：Ｕbe＝１０８ＫＶ；標(biāo)稱放電電流：１０ＫＡ持續(xù)運(yùn)行電壓：Ｕby＝８４ＫＶ；　　　　?。?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(jìn)行校驗(yàn)：⑴ 持續(xù)運(yùn)行電壓Ｕby系統(tǒng)長期施加于避雷器上的運(yùn)行電壓Ｕxg不得超過避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓，理論上，系統(tǒng)長期施加于避雷器上的電壓應(yīng)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(yīng)大于電網(wǎng)工頻過電壓U，通常選取避雷器的暫時(shí)過電壓作為電力系統(tǒng)出現(xiàn)的最高工頻過電壓（電網(wǎng)工頻過電壓）；即Ube＞U，對于110~220KV有效接地系統(tǒng)，暫時(shí)過電壓U一般不超過121/=Ｕbe＝１０８ＫＶ⑶　　標(biāo)稱放電電流避雷器的標(biāo)稱放電電流應(yīng)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(shí)間電流沖擊放電能力表征了避雷器的通流容量，在標(biāo)稱放電電流范圍以內(nèi)，雷電沖擊容量一般可不進(jìn)行校驗(yàn)，流過避雷器的雷電沖擊電流一般可按下式估算：Ｉ＝（２ＵinUrl）/ZＵin——進(jìn)入變電站的雷電過電壓，對于架空進(jìn)線的侵入波。通常按選線段的絕緣沖擊強(qiáng)度。即２KM外線路絕緣子串的雷電沖擊５０％閃絡(luò)電壓取６８０ＫＶ；Url————避雷器雷電沖電流殘壓，即２６８ＫＶ；Ｚ——線路波阻抗，取２９０Ω。代入各值入上式中計(jì)算得：Ｉ＝（２６８０－２６８）／２９０＝＜１０ＫＡ對于操作沖擊，國產(chǎn)避雷器的吸收能力，１１０ＫＶ及以上線路分為四個(gè)等級見表****，在線路長度不超過表中所列數(shù)值時(shí)可不進(jìn)行校驗(yàn)。待設(shè)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(biāo)稱放電電流為１０ＫＡ≥表中的１０ＫＡ。⑷絕緣配合當(dāng)避雷器的額定電壓選定后，避雷器在流過標(biāo)稱放電電流而引起的雷電沖擊殘壓 Ｕblc便是一個(gè)確定的數(shù)值，它與設(shè)備絕緣的全波雷電沖擊耐壓水平ＢＩＬ比較；應(yīng)滿足絕緣配合的要求，設(shè)備的額定雷電沖擊耐受電壓ＢＩＬ與避雷器的雷電保護(hù)水平之間，應(yīng)具有一定的安全裕度系數(shù)Ｋs，即ＢＩＬ≥Ｋs避雷器的雷電保護(hù)水平對于１１０ＫＶ系數(shù)，標(biāo)稱雷電沖擊絕緣水平ＢＩＬ＝４５０ＫＶ， Ｋs≥。避雷器的雷電保護(hù)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(hù)設(shè)備之間存在一個(gè)最大電氣距離，超過此距離避雷器將保護(hù)不到設(shè)備，其理論估算出式為：l≤（ＢＩＬ／－Ｕ１Ｖ）／２Ｓm其中，ＢＩＬ——標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(dāng)進(jìn)線段避雷線長度大于２km時(shí)，／m。代入公式中計(jì)算中計(jì)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(shè)備間的最大距離為５５m，設(shè)備都在避雷器的保護(hù)范圍之內(nèi)。 主變壓器中性點(diǎn)避雷器的選擇和校驗(yàn)查《設(shè)備手冊》選擇型號為：—７２／１８６型氧化鋅避雷器，其技術(shù)參數(shù)為：額定電壓Ｕbe＝７２ＫＶ；標(biāo)稱放電電流：１５ＫＡ；持續(xù)運(yùn)行電壓：Ｕby=58KV；８／２０181。S　１ＫＡ雷電沖擊電流殘壓Ｕch＝１８６ＫＶ；　直流１mA參考電壓：１０３ＫＶ；２mS方波通容量４００Ａ。對避雷器的校驗(yàn)如下：i. 持續(xù)運(yùn)行電壓Ｕby系統(tǒng)長期施加于避雷器上的運(yùn)行電壓Ｕxg≤Ｕby根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》==１２１＝，所選避雷器的持續(xù)運(yùn)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(yīng)大于或等于避雷器的暫時(shí)過電壓。根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)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(cè)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(shù)參數(shù)為：額定電壓17KV；；標(biāo)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(yàn)持續(xù)運(yùn)行電壓，在中性點(diǎn)不接地的10KV電力網(wǎng)中。即：Ucx≥Um=避雷器的其它校驗(yàn)方法與110KV側(cè)及主變壓器中性點(diǎn)避雷器的校驗(yàn)方法相同，經(jīng)校驗(yàn)，滿足要求（校驗(yàn)過程略）。表51 避雷器選擇果表安裝地點(diǎn)型 號避雷器額定電壓（KV）持續(xù)運(yùn)行電壓（KV）雷電沖擊8/20181。s（10KA），峰值（KV）標(biāo)稱放電電流(KA)直流1mA參考電壓（KV）數(shù)量110KV母線側(cè)Ｙ１０ＷR－１０８／２６８１０８８４２６８１０１５７２組主變壓器中性點(diǎn)72581861032組１０ＫＶ母線側(cè)Ｙ５ＷＺ－１７／４５17136455242組 . 接地裝置 接地電氣設(shè)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(yùn)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(shè)備正常和事故情況下能可靠工作而進(jìn)行的接地，如發(fā)電機(jī)、變壓器中性點(diǎn)接地。保護(hù)接地 是將電氣設(shè)備正常運(yùn)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(shè)備絕緣損壞外殼帶電時(shí)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(shí)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(wǎng) 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(yīng)裝置人工接地體。一般情況下，發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)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(qiáng)集中接地和散泄雷電流之用。接地網(wǎng)的外邊緣應(yīng)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(wǎng)內(nèi)應(yīng)敷設(shè)水平均壓帶。接地網(wǎng)的邊緣經(jīng)常有人出入的走道外，應(yīng)鋪設(shè)礫石、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶綜上所述，站區(qū)敷設(shè)水平接地體為主，輔以垂直接地極，主地網(wǎng)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(wǎng)及深井接地極并施加降阻劑。接地網(wǎng)計(jì)算：　在高土壤電阻率（ρ＝500Ωm）地區(qū)，在大接地?cái)嗦冯娏飨到y(tǒng)中，發(fā)電廠、變電站的接地電阻Ｒ≤５Ω。復(fù)合式接地網(wǎng)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(nèi)設(shè)備布置型式采用常規(guī)戶外設(shè)備單列中型式：110KV設(shè)備及主變壓器布置在室外。由于兩電源點(diǎn)都位于站址北側(cè)，考慮110KV進(jìn)線方便的需要，110KV開關(guān)布置在站內(nèi)北面。同時(shí)，負(fù)荷在變電站的東側(cè)，10KV配電裝置亦設(shè)在變電站內(nèi)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(yùn)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(wǎng)布置詳見附圖：“接地網(wǎng)布置圖”。結(jié)論經(jīng)過3個(gè)多月的時(shí)間，終于在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成了本次設(shè)計(jì)。在此再次對那些在設(shè)計(jì)過程中給予我很大幫助的老師和同學(xué)們表示感謝。這次設(shè)計(jì)中讓我獲得了不少經(jīng)驗(yàn)，并對今后學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)有非常大的幫助。
本次所設(shè)計(jì)的課題是《揭西縣110KV城北變電站一次部分初步設(shè)計(jì)》，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(jì)算、主要電氣設(shè)備的選擇、總平面布置、接地裝置與防雷保護(hù)等。首先根據(jù)給定的負(fù)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(gè)確定數(shù)據(jù)后可以進(jìn)行短路計(jì)算，且短路計(jì)算是在假設(shè)三個(gè)電壓等級上發(fā)生的三相短路來計(jì)算的。當(dāng)然短路計(jì)算是為了能在后面選擇電氣設(shè)備時(shí)用上。在本文中對電氣設(shè)備選擇分成了斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、母線、無功補(bǔ)償裝置、電抗器和站用變壓器等幾部分后，再進(jìn)行計(jì)算選擇的。將所有設(shè)備選擇好并確定了最終接線方案以后，就是將設(shè)計(jì)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(xiàn)： [1]陳躍，《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)院編，電力工程設(shè)計(jì)手冊（2冊 ），水利出版社，1989[3]劉寶林主編，電氣設(shè)備選擇施工安裝設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)計(jì)院編，電力工程電氣設(shè)備手冊（上、下），中國電力出版社，1998[5]焦留成主編， 供配電設(shè)計(jì)手冊， 中國計(jì)劃出版社，1999，5[6]張華主編， 電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)， 機(jī)械工業(yè)出版社，2001，5[7]尹厚豐、應(yīng)明耕主編，水電站電氣設(shè)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(shè)備的原理與運(yùn)行》，科學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)出版社，1996[12] 曹繩敏， 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，讓我對3年來本科學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)與工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，更懂得了如何查閱有關(guān)參考資料與解決問題的方法。當(dāng)然，在在這次設(shè)計(jì)過程中也暴露了許多問題，不能將跨學(xué)科的知識進(jìn)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(dǎo)老師xxx老師給予的幫助支持，由于工作的我未能參加學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中遇到的各種難題，讓我在這次設(shè)計(jì)中收益良多，這些知識和經(jīng)驗(yàn)也有助于我今后對專業(yè)認(rèn)識的提高。但由于本人水平有限，工作與設(shè)計(jì)無關(guān)，水平只是一直停留在書本上，手頭可查閱關(guān)于設(shè)計(jì)的資料很少，所以在本設(shè)計(jì)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