【正文】 的連接點之間的距離不應(yīng)小于。這樣雷擊避雷器時，在避雷針接地裝置上產(chǎn)生的高電位電壓波，沿接地網(wǎng)向變壓器連接點傳播過程中逐漸衰減，到達變壓器接地點時才不會造成對變壓器的反擊。 直擊雷防護裝置的原理對直擊雷的防護措施是讓雷電在人為設(shè)置的直擊雷防護裝置上放電置瀉入地中，以免被保護的設(shè)備或建筑物受到損壞。，直擊雷防護裝置由二個主要的部分組成。(1）.接閃器 直接截受雷擊的避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)以及作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)一般以鋼管、鋼筋或扁鋼等制成。(2).引下線 連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體。一般以鋼筋或扁鋼等制成，也可以利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的鋼筋兼作。(3).接地裝置 接地體與接地線的總和?？梢砸凿摻?、扁鋼和各種型鋼制成，也可以利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋溶作。其防護原理是：在雷電先導(dǎo)的初始階段．因先導(dǎo)離地面較高．故先導(dǎo)發(fā)展的方向不受地面物體的影響，但當(dāng)其向下至某一高度時，地面上的接閃器將會影響先導(dǎo)的發(fā)展方向，使先導(dǎo)向接閃器方向發(fā)展．這是由于接閃器較高并具有良好的接地，在其上因靜電感應(yīng)而積聚了與先導(dǎo)相反極性的電荷使其附近的電場強度顯著增強的緣故，此時先導(dǎo)放電電場即開始被接閃器所歪曲，將先導(dǎo)放電的途徑引向接閃器本身，從而達到保護被保護物的目的。 避雷針保護范圍的計算方法 單支避雷針的保護范圍 。在被保護物高度hx水平面上、其保護半徑rx可按下式計算θ=45176。θhrhxhrx 55hrx圖82 單根避雷線的保護范圍當(dāng)hx≥時， rx＝(h—hx)P 當(dāng)hx時, rx＝(—2hx)P 式中 h——避雷針高度，單位為m；hx——被保護物高度，單位為m； P——高度影響系數(shù)．當(dāng)h≤30m時,P=1；當(dāng)30m＜h≤120m時，P＝。 兩支等高避雷針兩支等高避雷針聯(lián)合的保護范圍要比兩針各自保護范圍的疊加還要大。兩針外側(cè)的保護范圍按單針的方法確定。兩針之間的保護范圍由通過0、2三點的圓弧畫出，O點的高度h0按下式計算： 式中 D——兩針之間的距離，m P——高度影響系數(shù)，其值的確定同上。在O—O’截面上高度為hx的水平保護寬度為2bx, bx由下式計算 hx水平面上保護范圍的截面Dbxbxrxh/2O’Oh0D/7PrxhhxhaHa圖83 兩等高避雷針的保護范圍當(dāng)bx0時，兩針聯(lián)合保護范圍比兩單針保護范圍疊加還有所擴大。由此可見，要使兩針能有效構(gòu)成聯(lián)合保護，兩針間的距離太大是不行的。即使被保護高度為0，兩針的距離必須小于7hP，而當(dāng)被保護物高度為hx時，兩針間的距離必須小于7(hhx)P。一般兩針之間的距離與針高度之比D/h不宜大于5。 本設(shè)計中避雷針的選擇根據(jù)本設(shè)計變電站的大小D12=60m,D23=45m,D34=60m,D41=45m；所內(nèi)最高建筑物高度；取避雷針的高度為h=30m。，我們采用四支等高的避雷器對建筑物進行保護。保護計算： ﹛ 得：p=11. 1－2針聯(lián)合保護：.則：；圖84四支等高避雷針對變電站的保護圖D12D23避雷針1避雷針2. 則：；2. 1－3針聯(lián)合保護：.則：；. 則：；3. 2－4針聯(lián)合保護：.則：；. 則：；4. 3－4針聯(lián)合保護：.則：；. 則：；5. 4號針保護：經(jīng)過上述計算，采用四支等高的避雷針可保護變電站全站。 對雷電入侵波的防護 避雷器的作用避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設(shè)備。變電站內(nèi)安裝著類型繁多的高、低壓變、配電設(shè)備，這些設(shè)備均直接和供電系統(tǒng)的線路相連，而線路上發(fā)生雷電過電壓的機會較多，因此入侵波常常是變電站的主要雷害，所以必須對入侵波有足夠的防護措施。變電站中防護入侵波的主要裝置是安裝閥型避雷器，避雷器的作用是限制過電壓以保護電器設(shè)備，它實質(zhì)上是一個放電器，當(dāng)雷電入侵波或操作過電壓超過某一電壓值時，避雷器將先于與其并聯(lián)的被保護設(shè)備放電，使電壓值被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護。 對避雷器的基本要求圖85 避雷器與被保護設(shè)備伏秒特性的配合u/VOt/s避雷器伏秒特性被保護物伏秒特性避雷器放電時，相當(dāng)于對地短路，當(dāng)強大的沖擊電流泄入大地后，短路通道在工頻電壓作用下又會成為工頻電流通過的通道，由于短路通道阻抗很低，這時的工頻電流往往很大，稱之為“工頻續(xù)流”。對于大接地電流系統(tǒng)，只要有一相存在工頻續(xù)流，就相當(dāng)于單相短路；對于小接地電流系統(tǒng)，若有兩相或三相同時存在工頻續(xù)流，則相當(dāng)于相間短路。因此，避雷器必須迅速切斷工頻續(xù)流以消除工頻短路，才能保證系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常運行。因此，對避雷器有以下基本要求：(1)在過電壓作用下，避雷器應(yīng)該先于被保護設(shè)備放電，這主要靠兩者之間的伏秒特性配合來實現(xiàn)，如圖7—3所示。(2)避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力以便在工頻續(xù)流第一次過零點時就能迅速可靠地切斷工頻續(xù)流。 避雷器的選擇避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設(shè)備。避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。保護間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和發(fā)、變電所進線段的保護。閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在220KV及一下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。變電站內(nèi)最重要的設(shè)備是主變壓器，它的價格高，絕緣水平又很低，為了減少變壓器所受過電壓幅值，閥型避雷器應(yīng)盡量安裝在電氣距離靠近主變壓器的地方。從保證保護的可靠性來說，最理想的結(jié)線方式是把避雷器和變壓器直接并聯(lián)在一起，但是考慮變電站的電氣設(shè)備具體布置時，由于變壓器和母線之間還有開關(guān)設(shè)備，按照設(shè)備相互之間應(yīng)留有一定的安全間距的要求，所以安裝在母線上的避雷器和主變壓器之間必然會出現(xiàn)一段距離L，當(dāng)入侵波的波陡度和聯(lián)線距離較大時，則絕緣被擊穿而使變壓器破壞。本設(shè)計中變電站母線采用的避雷器型號為，母線采用的避雷器型號為，母線采用的避雷器型號為。9 配電裝置的平面設(shè)計 配電裝置的要求配電裝置是變電所的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。配電裝置是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。其作用是在正常運行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行的裝置。配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內(nèi)型。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：（1）配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，如節(jié)約土地。（2）保證運行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離。（3）便于檢修、巡視和操作。（4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。（5）安裝和擴建方便。 配電裝置設(shè)計的基本步驟（1）選擇配電裝置的型式。選擇時應(yīng)根據(jù)配電裝置的電壓等級、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式。（2） 配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。（3）按照所選設(shè)備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(shè)計和手冊，設(shè)計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。 配電裝置型式的選擇原則配電裝置的型式，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關(guān)，并受材料供應(yīng)、施工、運行和檢修要求等因素的影響和限制。（1）普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。缺點是占地面積較大。（2）高型配電裝置的最大優(yōu)點是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地50%左右。但耗用鋼材多，檢修運行不及中型方便。一般在下列情況下宜采用高型：①在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)②地形條件限制③原有裝置需改、擴建而場地受限制。 本設(shè)計中配電裝置的選擇結(jié)合本設(shè)計中變電站的實際情況，本所位于鎮(zhèn)郊，地價較低，故采用普通半高型。各電壓等級采用是的屋外半高型配電裝置。 結(jié) 論 在雷乃清老師的辛勤指導(dǎo)下，經(jīng)過幾個月的努力，我終于完成了馬谷田鎮(zhèn)變電站的設(shè)計任務(wù)。做為馬谷田鎮(zhèn)的主體供電工程，該變電站將大大提高該區(qū)的供電可靠性，能滿足該區(qū)不斷增長的負荷和人民生活的需要。在電氣一次部分設(shè)計中，考慮到該變電站的重要性，和均采用雙母帶旁路的接線，可滿足可靠性要求；對于因其出線較多，且出現(xiàn)故障的幾率較大，一旦停電，將會造成大面積的停電，故側(cè)采用單母線分段的接線形式。本變電站110KV和35KV都采用斷路器，可靠性較高。在35KV斷路器的選擇上，由于多油斷路器已經(jīng)淘汰，我們本著推廣新技術(shù)的原則，大膽使用了新產(chǎn)品斷路器。由于泌陽縣馬谷田鎮(zhèn)地勢平坦、土地寬廣，則在配電裝置的布置上，各電壓等級均采用室外半高型布置。為保護屋外半高型配電裝置，本站采用避雷針保護，共設(shè)4根獨立避雷針。為了加深對電氣一次部分的設(shè)計的理解，繪制了變電所的主接線圖。通過對該變電站的設(shè)計，加深了對發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)高電壓技術(shù)，變電站綜合自動化等課程全面的了解和認識，并把書面知識和和實際變電站運行進行了一次有機且印象深刻的結(jié)合，提高了查閱各種資料及處理某些問題的能力，受益匪淺。在本次變電站的設(shè)計過程中，參考和借鑒了許多教材和資料中的部分論述，對本論文的完成起到了很大的作用。在此次設(shè)計中雖充分采納了老師和同學(xué)們的經(jīng)驗和意見，幾經(jīng)修改，但由于是初次設(shè)計，尚不能縱觀全局以至不能很好的理解老師們的教誨和同學(xué)們的建議，這就使本次設(shè)計及論述過程中難免有錯誤和不妥之處，敬請各位老師和同學(xué)批評指正。 致 謝在本次設(shè)計完成之際，我由衷感謝在設(shè)計中雷乃清導(dǎo)師能在百忙之中能對我的選題、設(shè)計報告、設(shè)計內(nèi)容的完成給予的幫助和指導(dǎo)。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對以前學(xué)習(xí)的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進一步的鞏固，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了把工作做好的信心，相信這次設(shè)計會對今后的學(xué)習(xí)乃至工作都會有很大幫助的！同時雷老師對人的熱心也是我學(xué)習(xí)的榜樣；同時感謝在設(shè)計中馬谷田鎮(zhèn)變電站工作人員對我去參觀了解時提供的方便和指導(dǎo)。河南理工大學(xué)電氣工程系電子研究室的廣大老師們對本論文的研究工作都給予了大力的支持和幫助，以及在廣大學(xué)友的幫助下得以順利完成,在此一并表示感謝。再次向在我的學(xué)習(xí)和設(shè)計過程中幫助過我的人表示深深地謝意！參考文獻[1] [M].北京：水利電力出版社，1992[2] [M].湖北：華中理工大學(xué)電力出版社，1991[3] [M].北京：水利電力出版社，1992[4] [M].杭州：浙江大學(xué)出版社，1994[5] [M]. 北京：機械出版社，1994[6] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1990[7] [M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1988[8] [M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1988 [9] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991[10] [M]. 北京：北京出版社，1991[11] [M]. 北京：水利電力出版社，1992[12] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1992[13] 王崇林、[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1996[14] [M]. 北京：水利電力出版社，1991 [15] [M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社， [16] [S]. 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