【正文】 外配電裝置的構架，可以按任何負荷和尺寸制造，便于固定設備，抗震能力強，運輸方便，但金屬消耗多，需要經常維護。僅在必要的時候才使用。 鋼筋混凝土構架此構架可節(jié)約大量材料，也可滿足各種強度和尺寸的要求，經久耐用，維護簡單。鋼筋混凝土環(huán)形桿可以在工廠成批生產，并可分段制造，運輸和安裝尚比較方便，但不便于固定設備。以鋼筋混凝土環(huán)形桿和鍍鋅鋼梁組成的構架，兼有以上二者的優(yōu)點，且防腐性好，已在我國110kV及以下的各種配電裝置中廣泛采用。所以，本所屋外配電裝置主要采用該構架。 小結 本章是討論如何將主接線設計方案付諸實現(xiàn)的有關問題，研究各電壓級配電裝置的布置，從而滿足檢修、運行安全方便和經濟等要求。高壓配電裝置的結構尺寸是綜合考慮設備外形尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素確定的。變電所電氣總平面設計應考慮各種電氣設備之間的有機聯(lián)系和一些特殊要求，還應考慮與外界（出線方向、出線走廊和市政設施等）的配合。7 防雷保護設計本設計中過電壓保護僅研究雷電過電壓保護，進行防雷保護設計。變電所中出現(xiàn)的雷電過電壓有兩個來源：（1）雷電直擊變電所，即直擊雷過電壓；（2）沿輸電線路入侵的雷電過電壓，即侵入雷電波過電壓。雷電放電所引起的雷電過電壓的幅值可高達數(shù)十萬伏、甚至數(shù)兆伏，電氣設備絕緣一般是難以耐受的，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一。變電所是多條輸電線路的交匯點和電力系統(tǒng)的樞紐，因此變電所的雷害事故比一般輸電線路上的要嚴重得多，往往導致大面積停電。此外，變電設備（主要是電力變壓器）的內絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具有自恢復能力，一旦因雷電過電壓而發(fā)生擊穿，后果十分嚴重。因此，變電所的防雷保護設計是十分必要的，并且比輸電線路要更嚴格、措施更嚴密、可靠。 直擊雷保護設計 直擊雷保護裝置 直擊雷過電壓保護裝置，主要有避雷針避雷線避雷帶和鋼筋焊接成網等。我國大多數(shù)變電所采用的是避雷針，僅有少數(shù)變電所采用的有避雷線。因此，本所主要采用避雷針進行直擊雷保護設計。避雷針是一類使雷電流順利瀉入地下和減低雷擊點的過電壓的保護裝置，它們必須有可靠的引下線和良好的接地裝置。按照安裝方式的不同，可將避雷針分為獨立避雷針和架構避雷針。獨立避雷針是指具有自己專用的支座和接地裝置的避雷針，構架避雷針是指裝設在配電裝置構架上的避雷針。 避雷針的裝設原則 （1）獨立避雷針在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10Ω。獨立避雷針不應設在人經常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應采取均壓措施，或鋪設礫石或瀝青地面。 （2）110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ωm的地區(qū)，宜裝設獨立避雷針。否則，應通過驗算，采取降低接地電阻或加強絕緣等措施。 （3）60kV的配電裝置，允許將避雷針裝在配電裝置的架構或房頂上，但在土壤電阻率大于500Ωm的地區(qū)，宜裝設獨立避雷針。 （4）35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂上不宜裝避雷針。 （5）在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針（線）。 （6）獨立避雷針與配電裝置帶電部分、變電所電力設備接地部分、架構接地部分之間的空氣中距離，應符合式（）求： ≥ （）式中 —— 空氣中距離，m； —— 獨立避雷針的沖擊接地電阻，Ω； —— 避雷針校驗點的高度，m。 在一般情況下，空氣中距離不應小于5m。 （7）獨立避雷針的接地裝置與變電所接地網間的地中距離，應符合式（）要求： ≥ （）式中 —— 地中距離，m。 在一般情況下，地中距離不應小于3m。 避雷針保護范圍計算為了表示避雷裝置的保護效能，通常采用“保護范圍”這個概念。所謂“保護范圍”只具有相對的意義，它只是對應某一繞擊率而言的。%的繞擊率。這樣小的繞擊率一般可認為其保護作用已是足夠可靠的了。 單支避雷針的保護范圍 它的保護范圍是一個以其本體為軸線的曲線圓錐體，像一座圓帳篷。 （1）避雷針在地面上的保護半徑應按式（）計算： （）式中 ——保護半徑，m； ——避雷針高度，m。（2）在被保護物高度水平面上的保 護半徑應按式（）確定： 單支避雷針的保護范圍 當≥時， （）式中 ——避雷針在水平面上的保護半徑，m； ——被保護物的高度，m； ——避雷針的有效高度，m； ——高度修正系數(shù)，是考慮到避雷針很高時不與針高成正比增大而引入的一個修正系數(shù)。當≤m時，；當30m＜≤120m時，以下各式中值均同此。當時， （） 多支等高避雷針的保護范圍 （1）三支等高避雷針的保護范圍：三支等高避雷針所形成的三角形3的外側保護范圍，應分別按兩支等高避雷針的計算方法確定；在三角形內，只要在被保護物最大高度hx的水平面上，各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度bx≥0，那么三針組成的三角形中間部分都能受到三針的聯(lián)合保護。（2）四支及以上等高避雷針所形成的四角形或多角形，可先將其分成兩個或幾個三角形，然后分別按三支等高避雷針的方法計算，如各邊保護范圍的一側最小寬度bx≥0，則多邊形中間全部部分都處于聯(lián)合保護范圍之內。 三支等高避雷針的保護范圍 四支等高避雷針的保護范圍 變電所直擊雷保護設計根據本所電氣總平面的布置情況，結合以上有關避雷針保護范圍計算的內容，本所直擊雷保護設計中確定選用5支等高的同型號的獨立避雷針。計算過程詳見計算書，變電所避雷針平面及其保護范圍詳圖見附圖。 雷電侵入波保護設計 雷電侵入波保護裝置 即使采用了避雷針（線）對直擊雷進行防護，仍不能排除電氣設備絕緣上會出現(xiàn)危險過電壓的可能性。首先，上述避雷裝置并不能保證100%的屏蔽效果，仍有一定的繞擊率；另外，從輸電線路上也可能有危及設備絕緣的過電壓波（雷電侵入波）傳入變電所。所以還需要另一類與被保護設備并聯(lián)的能限制過電壓波幅值的保護裝置，統(tǒng)稱為避雷器。按其發(fā)展歷史和保護性能的改進過程，避雷器可分為：保護間隙、管式避雷器、普通閥式避雷器、磁吹避雷器、金屬氧化物避雷器等類型。除以上避雷器外，雷電侵入波保護通常還采用與避雷器相配合的進線保護段（用于架空線不設避雷線的情況）。 避雷器的配置原則 （1）避雷器的安裝位置和相數(shù)，應根據電氣設備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并結合配電裝置的接線方式確定。 （2）避雷器至電氣設備的允許距離還與雷雨季節(jié)經常運行的進線回數(shù)有關。進線回數(shù)越多，則允許距離可相應增大。 （3）斷路器、隔離開關、電容器等電器的絕緣水平比變壓器為高。因此，避雷器至這些設備的最大允許電氣距離可增大。上述允許電器距離應在各種長期可能的運行方式下都符合要求，但一般不考慮事故或檢修的短時運行方式。 雷電侵入波保護的具體設計根據雷電侵入波保護設計的經驗，以及本所的具體情況，變電所雷電侵入波保護裝置主要采用閥式避雷器（變電所專用）；因本所110kV架空出線采用全線架設避雷線，且10kV出線為電纜下線，故本所不需采用保護進線段?，F(xiàn)將分別針對不同設備來進行具體防雷電侵入波保護設計。防雷設計計算結果:，35KV，10KV每段母線上均裝一個避雷器，10KV側一相上裝一個避雷器，故需裝一個避雷器避雷器選擇結果：110KV：FZ100J 組合方式: 4FZ30J35KV： FZ35 組合方式: 2FZ1510KV： FZ10 小結雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一。因此本設計中防雷保護是必須的，本章主要進行了防直擊雷保護設計的計算，并詳細進行了避雷針的布置及其保護范圍等方面的計算。第二篇 電氣二次部分8 變電所保護配置變電所中的電力設備和線路，應裝設短路故障和異常運行的繼電保護裝置和自動裝置。電力設備和線路的保護應有主保護和后備保護，必要時可再增設輔助保護。主保護是為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全要求，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護；后備保護是當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，可分為近后備和遠后備兩種方式；輔助保護是為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。繼電保護裝置應滿足“四性”要求，即可靠性、選擇性、靈敏性和速動性?？煽啃裕褐副Ｗo該動作時應可靠動作，不該動作時應可靠不動作；選擇性：指首先由故障設備或線路的保護切除故障，當保護或斷路器拒動時，應由相鄰設備或線路的保護切除故障；靈敏性：指對于其保護范圍內發(fā)生故障或異常運行狀態(tài)的反應能力；速動性：指保護裝置應能盡快地切除短路故障，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，限制故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。變電所的繼電保護裝置和自動裝置，主要分為重要電力設備（主變壓器、電容器、母線和所用變等）和線路的保護裝置，現(xiàn)分別進行各個的配置和整定計算。 主變壓器的保護配置 主變壓器是變電所中十分重要的電力設備，它的故障將對供電可靠性和變電所的正常運行帶來十分嚴重的負面影響。同時大容量的變壓器也是十分貴重的元件。因此，必須根據本所主變的容量和重要程度考慮裝設性能良好、工作可靠的保護裝置。電力變壓器經常發(fā)生的故障及異常運行方式，主要有以下類型： （1）繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側的單相接地短路； （2）繞組的匝間短路； （3）外部相間短路引起的過電流； （4）中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓； （5）過負荷； （6）油面降低； （7）變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障。針對以上變壓器的常見故障及異常運行方式，結合本所具體情況，按照有關規(guī)程須配置以下保護裝置。 瓦斯保護瓦斯保護是反應于變壓器油箱內部故障和油面降低而動作的變壓器主保護之一。它是反應于油箱內所產生的氣體或油流而動作的。其中，輕瓦斯保護反應于油箱內部故障所產生輕微瓦斯或油面下降時產生的氣體而動作于發(fā)信號；重瓦斯保護反應于油箱內部故障所產生大量瓦斯時產生的油流而動作于跳開變壓器各側斷路器。瓦斯保護裝置的主要元件是瓦斯繼電器，它安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道上，油箱內產生的氣體必須通過瓦斯繼電器才能流向油枕。目前，國內廣泛應用的是開口杯擋板式瓦斯繼電器，有兩對觸點引出，可以并聯(lián)使用。瓦斯保護的主要優(yōu)點是動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應油箱內部發(fā)生的各種故障。同時，與縱聯(lián)差動保護同時作為變壓器的主保護，相互配合、補充，實現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內外及引出線上發(fā)生的各種故障。 縱聯(lián)差動保護縱聯(lián)差動保護是反應于變壓器繞組和引出線的相間短路而動作于跳開變壓器各側斷路器的變壓器主保護之一。對其中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護作用?？v聯(lián)差動保護裝置的主要元件是差動繼電器。國內廣泛采用的有以下兩種類型：BCH—2型差動繼電器：它是帶短路線匝的速飽和變流器。它躲變壓器勵磁涌流的效果較BCH—1型好，且接線較簡單，但靈敏度較BCH—1型低。BCH—1型差動繼電器：它是在速飽和變流器的基礎上，增加了一組制動線圈。它躲外部故障時的不平衡電流效果較BCH—2型好，且靈敏度較之高?？v聯(lián)差動保護最大的特點就是能夠可靠地躲過各種不平衡電流而不致誤動作，且其保護范圍包括變壓器套管及其引下線，正好與瓦斯保護相配合，很好地對變壓器進行了保護。 復合電壓起動的過電流保護復合電壓起動的過電流保護反應于變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流而動作的，在變壓器內部故障時，作為瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護的后備保護。本所主變?yōu)閱蝹入娫吹娜@組變壓器，該保護裝于主變電源（110kV）側和中壓（35kV）側。中壓側保護作為外部短路的后備保護，以較短時限跳開該側斷路器；高壓側保護作為變壓器內部故障及低壓側外部短路的后備保護，帶兩個時限，以第一段時限（大于中壓側）跳開低壓側斷路器，以第二段時限跳開各側斷路器。復合電壓起動的過電流保護裝置區(qū)別于一般過電流保護的元件就是負序電壓繼電器和低電壓繼電器。負序電壓繼電器是反應負序電壓增大而動作的過量繼電器；而低電壓繼電器是反應線電壓降低而動作的欠量繼電器。與一般低電壓起動的過電流保護相比，復合電壓起動的過電流保護具有以下優(yōu)點： （1）在不對稱短路時，負序電壓繼電器的靈敏系數(shù)高； （2）當經變壓器后面發(fā)生不對稱短路時，電壓元件的工作情況與變壓器采用的接線方式無關； （3）在三相短路時，低電壓繼電器的靈敏系數(shù)也有所提高； （4）接線較簡單。 零序電流保護零序電流保護主要反應于變壓器外部單相接地短路時引起的過電流而動作的后備保護。本所主變的110kV和35kV側引線上裝設零序電流保護裝置。零序電流保護可由兩段組成，每段各帶兩個時限，并均以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，以較長的時限有選擇