【正文】 壓器配電裝置圖第8章 防雷保護設計雷電所引起的大電壓將會對電氣設備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中必須采取有效措施，以保證電氣設備安全。雷云放電在電網(wǎng)（或者電力系統(tǒng)）中引起的過電壓，統(tǒng)稱雷電過電壓由于這種過電壓和電網(wǎng)的工作電壓本身沒有直接關系，其所需要的電磁場能量來自電網(wǎng)外部，所以又稱為外部過電壓，又由于雷云放電發(fā)生在大氣中，所以這種過電壓也成為大氣過電壓。該種過電壓通常為單極性，持續(xù)時間很短為級（幾微秒至幾十微秒）幅值可能很高（可達100MV）對電網(wǎng)危害很大，應當加以限制。雷電過電壓又分為：直擊雷過電壓和感應雷過電壓。直擊雷過電壓是由于雷直擊于電網(wǎng)引起的，感應雷過電壓則是雷直擊于電氣設備附近，由于電磁感應而在電網(wǎng)中產(chǎn)生的。感應雷過電壓的幅值不太高，一般不超過500600kV，它主要對35kV及以下電網(wǎng)構(gòu)成威脅。雷電的破壞作用主要是雷電波過電壓引起的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1．雷電的熱效應　　雷電流產(chǎn)生的熱量，可能燒斷導線和燒毀電力設備；2．雷電的機械效應　　雷電流產(chǎn)生的電動力，可摧毀設備、桿塔、建筑物和傷害人；3．雷電的電磁效應　　雷電過電壓將會使電氣絕緣被擊穿，甚至引起火災和燃燒，造成人身傷亡和設備損壞。另外雷電的閃落放電，可能燒壞絕緣子，使斷路器跳閘，造成停電事故。變配電所的防雷保護，包括對直擊雷的保護和對沿電力線路入侵的雷電侵入波保護。實際運行表明，對于變配電所防直擊雷的保護避雷針和避雷器是很有效的，雷電波入侵則必須裝設閥型避雷器保護，防雷保護涉及應認真調(diào)查地質(zhì)地貌氣象環(huán)境等條件和雷電的活動規(guī)律，以及被保護物的特點等，因地制宜地采取防雷保護措施，做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理等。對于通用機器廠的特點，采用避雷針保護，因為變電所設計的地理位置決定的，直擊雷和感應雷無法對其造成危害，但是侵入波卻可以沿架空線進入變電所，因此對雷電的危害，設計中選擇了避雷針保護。圖101為避雷器與被保護設備的連接其中 1——相線；2——被保護設備；3——避雷針； 4——過電壓波。依據(jù)圖紙要求及新的國際標準《建筑物標準手冊》及通用機器廠實際情況可得：1．遼寧工學院綜合教學樓防雷保護 防雷直擊：采用裝設在建筑物上的避雷網(wǎng)或避雷針，或由其混合組成的接閃器。防雷電感應：建筑物內(nèi)的設備管道構(gòu)架等主要建筑物，應就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設備的保護接地裝置上，可不另設接地裝置。防雷電波侵入：1）地電線路全長采用埋地電纜或敷設架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入時，在入戶端應將金屬電纜外皮，金屬線槽接地。2）低壓架空線轉(zhuǎn)換金屬改裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入時，其埋地長度應大于或等于15m。低壓架空線直接引入時，在入戶處應裝設避雷器，并將其與絕緣子鐵腳金具連在一起接到電氣設備的接地裝置上。2．建筑物防雷接閃器有以下幾種形式（1）獨立避雷針（2）架空避雷線或架空避雷網(wǎng)（3）直接安裝在建筑物上的避雷針避雷帶或避雷網(wǎng)3．變配電所建筑物防雷保護（1）變配電所屋外配電裝置應裝設防直擊雷保護裝置，一般采用避雷針或避雷器。（2）屋內(nèi)配電裝置如雷設防直擊雷保護裝置，屋頂有金屬結(jié)構(gòu)時，將金屬部分接地，屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，將其焊接成網(wǎng)接地，屋頂為非導體結(jié)構(gòu)時，采用避雷網(wǎng)保護。（3）35kV及以下的屋外高壓配電裝置，采用獨立避雷器或避雷線保護，宜裝設獨立的接地裝置，接地電阻不宜超過20。（4）獨立避雷針不應設在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及接地裝置與道路或建筑物的出入口等的距離不宜小于3m。（5）35kV及以下高壓配電裝置的架構(gòu)或變電所房頂上不宜裝設避雷針。（6）35kV配電裝置在土壤電阻率不大于500m的地區(qū)允許將線路的避雷線接至于出線門型架構(gòu)上但要裝設集中接地裝置。（7）獨立避雷針避雷線與配電裝置帶電部分，變電所電力設備接地部分、構(gòu)架接地部分之間的空氣距離一般不小于5m，當條件允許時應盡量增大，以便降低感應過電壓。4．雷電侵入波過電壓保護架空進線的10kV變電所，10kV架空線應全線裝設避雷線，若未沿全線裝設，應在變電所12km所進線段架設避雷線如圖所示。變電所310kV配電裝置（包括電力變壓器）應在每組母線和每回架空線路上裝設發(fā)行避雷器避雷器與變壓器的最大電氣距離雷季經(jīng)常運行的進出路數(shù)1234及以上最大空氣距離m15232730圖103 架設避雷線圖104 架空線路上裝設發(fā)行避雷器5：防雷計算（1） 變電所占地面積，采用4根避雷針保護，為避免反擊，避雷針距離變電所5m。相鄰兩根距離 對角避雷針間距 避雷針的有效高度為 避雷針的高為 在高度上的保護半徑為 全在保護范圍內(nèi)A2=60A1=15=15 B2x=b1x= 總 結(jié)此畢業(yè)論文設計了一個變電所，這是一次綜合設計的考驗。在設計中電氣主接線根據(jù)原始資料及實際工程應用，分析并選定兩種接線方式，通過實地考察和供電情況分析，最終選定的接線方式為：高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段接線，在本變電所的設計中還對變壓器選擇、短路電流的計算及設備選擇進行了設計。在主變壓器選擇中首先確定了變壓器的容量、臺數(shù)、型號，而后根據(jù)變電所所帶負荷情況采用需要系數(shù)法計算，同時結(jié)合相關的功率因數(shù)計算出變壓器的容量。設計變壓器繼電保護時，采用了過電流保護、速斷保護。防雷保護設計，參照設計要求利用滾球法為防雷保護的設計方法，并且采用四支等高等距離的避雷針。通過完成此次變電所的設計，把過去所學的專業(yè)知識綜合的利用起來，并運用到了實際工程當中去，把基礎知識與工程實際相互結(jié)合。既做到技術(shù)先進又保證安全可靠，進一步提高了自己設計的能力，而最重要的是培養(yǎng)了自己的工程觀念，為以后的工作打下了堅實的基礎。參考文獻[1] 熊信銀，發(fā)電廠電氣部分（第三版），北京：中國電力出版社，[2] 陳躍，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南電力系統(tǒng)分冊，北京：中國水利水電出版社，[3] 丁毓山 雷振山，中小型，變電所實用設計手冊，北京：中國水利水電出版社，[4] 陳化鋼, 電氣設備及其運行, 合肥： 合肥工業(yè)大學出版社, 2004[5] 賀家李等, 電力系統(tǒng)繼電保護原理, 北京：中國電力出版社，2004.[6] 朱獻清, 物業(yè)供用電, 北京：機械工業(yè)出版社，2003[7] 尹克寧, 變壓器設計原理, 北京：中國電力出版社，2003[8] ：中國水利電力出版社，2002致謝在畢業(yè)設計過程中，衷心的感謝陳靜老師在百忙之中對我的設計給予了細致的指導和建議。他那嚴謹求實的教學作風、誨人不倦的耐心，給我留下了難以磨滅的印象。我還要感謝我的各位專業(yè)老師。在這三年的大學生活和學習中，老師們不僅教導我做人的原則，尤其在學習當中對我傳授的知識會使我受益終身。在此，我對您們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識、繼續(xù)努力，不辜負老師們對我細心的培養(yǎng)。變壓器變壓器的類型和結(jié)構(gòu)變壓器是一個通過磁場作用將一個交流電壓值變成另一個電壓值的設備。它由兩條或更多的金屬絲纏繞在一個核心磁鐵上組成的。這些繞線（一般）不直接接觸。繞線之間唯一的聯(lián)系是它們共有的存在于磁芯的磁通量。一組變壓器繞組連接到一個交流電源上，同時第二組（或許第三組）變壓器繞組作為電源提供給負載。連接到電源上的變壓器繞組叫做一次繞組，或者輸入繞組。連接負載的繞組叫做二次繞組或者輸出繞組。如果變壓器上有第三繞組，它叫做三次繞組。電力變壓器由一兩種磁芯中的一種構(gòu)成。一種構(gòu)造是由一種簡單的變壓器繞組纏繞在矩形兩邊的矩形薄鋼片組成。這種構(gòu)造類型被認為是核心形式。另一種類型是由繞組纏繞在中心引腳的疊片鐵心構(gòu)成。這種構(gòu)造類型貝殼形式。其中任意一種類型，磁心都是由排列整齊的彼此之間電氣隔離的薄鐵片構(gòu)成，以便將渦流減小到最小值。一個物理變壓器的一次繞組和二次繞組被纏繞成一個在內(nèi)部的另一個低壓繞組的上面。這樣安排達到了兩個目的：。，它導致更少的漏通量。電力變壓器被賦予了很多不同的名字，取決于它們在當前系統(tǒng)中的作用。一變壓器連接到一個發(fā)電機的輸出端，并且用于步調(diào)它的電壓達到變壓器值有時被叫做單位變壓器。變壓器一個排在另一個后面——將電壓從傳送值步降到分布值，被叫做變電站。最后，變壓器將分布電壓和步幅降到最后的實際使用的電能被叫做發(fā)送變壓器。所有這些設備本質(zhì)上都是相同的——它們之間唯一不同的是它們的特定用途。斷路器空氣壓縮斷路器是一種機械開關設備，能夠在正常和特殊情況下開斷電流（比如說短路電流）。例如空氣斷路器、油斷路器，干擾電路的導體因該安全可靠的應用于其中，電流斷路器按滅弧遠離通常被分為如下等級：空氣開關斷路器、油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、具有消磁性質(zhì)的隔離開關、六氟化硫斷路器和真空斷路器。他們的參數(shù)有電壓等級、絕緣等級、電流開斷容量、開斷時間的瞬時電壓恢復和條炸事件。斷路器的銘牌通常包括：；；；。在60HZ的系統(tǒng)中，中斷可能持續(xù)3至8個周期，為了快速中斷達負荷電流，我們不得不確保它的持續(xù)冷卻，、高速開斷能限制對傳輸線路的損害，這一點是同等重要的它幫助系統(tǒng)在任何事故發(fā)生時維持穩(wěn)定運行，斷路器主要由操作機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)和滅弧室組成。當有觸發(fā)電流或者電壓時，空氣隔離開關的彈簧操作機構(gòu)迅速動作以用來減少觸點的燒損，主觸點的特殊形狀和使用材料完全適合電弧的接觸，空氣隔離開關更進一步的改進是由于滅弧的性能、絕緣隔板組成的滅弧罩、帶滅弧功能的觸頭等這些特殊性質(zhì)，所以仍被應用于低電壓等級和直流斷路器中。多油斷路器出現(xiàn)于1900前后，主要用來滿足新的開斷容量的要求，交流開關被浸入一個油缸之中，油在熄滅電弧和在電流過零時建立開斷功能是十分有效，滅弧柵、噴油嘴、新的操作機構(gòu)和多種新的斷路功能在近幾十年引進使用多油斷路器能夠適應362kV。附錄10kV側(cè)電氣主接線圖變壓器繼電保護圖