【正文】 體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地保持等電位,電力系統(tǒng)的接地按其功用可分三類:工作接地:根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行的需要而設(shè)置的接地。保護(hù)接地:不設(shè)這種接地，電力系統(tǒng)也能正常運行,但為了人身安全而將電氣設(shè)備的金屬外殼等加以接地,它是在故障的條件下才發(fā)揮作用的,它所要求的接地電阻值處于110的范圍內(nèi)。防雷接地:用來將雷電流順利泄入大地,以減小它所引起的過電壓,它的性質(zhì)似乎介于前兩種接地之間,它防雷保護(hù)裝置不可缺少的組成部分，它有些像工作接地。但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才發(fā)揮作用，它又有些像保護(hù)接地,它的阻值一般在130的范圍內(nèi)。由此可見,接地電阻取10較合適。查接地裝置 (沖擊系數(shù))與 (接地裝置的沖擊利用系數(shù))表,選用一字形的接地體。查得: ＝ ＝(式中:—沖擊電流下的電阻。 —工頻電流下的電阻)＝10＝ 雷電侵入波保護(hù)因為雷擊線路機(jī)會比雷擊變電所多，所以沿線路侵入變電所的雷電過電壓行波是很常見的。又因為線路的絕緣水平要比變壓器或其它設(shè)備的沖擊試驗電壓高許多，所以變電所對行波的保護(hù)十分重要。雷電侵入波保護(hù)是利用閥型避雷器以及與避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段。 本設(shè)計的防雷保護(hù)方案變電所是重要的電力樞紐,一旦發(fā)生雷擊事故,就會造成大面積停電。一些重要設(shè)備如變壓器等,多半不是自恢復(fù)絕緣,其內(nèi)部絕緣如故發(fā)生閃絡(luò),就會損壞設(shè)備。因此,變電所實際上是完全耐雷的。變電所的雷害事故來自兩個方面:一是雷直擊變電所。二是雷擊輸電線路產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電所。對直擊雷的防護(hù)一般采用避雷針或避雷線。對雷電侵入波的防護(hù)的主要措施是閥式避雷器限制過電壓幅值,同時輔之以相應(yīng)措施,以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。為了防止變電所遭受直接雷擊,需要安裝避雷針、避雷線和輔設(shè)良好的接地網(wǎng)。裝設(shè)避雷針(線)應(yīng)該使變電所的所有設(shè)備和建筑物處于保護(hù)范圍內(nèi)。還應(yīng)該使被保護(hù)物體與避雷針(線)之間留有一定距離，因為雷直擊避雷針(線)瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發(fā)生放電，這種現(xiàn)象稱避雷針(線)對電氣設(shè)備的反擊或閃絡(luò)。逆閃絡(luò)一旦出現(xiàn),高電位將加到電氣設(shè)備上，有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣的損壞。為了避免這種情況發(fā)生,被保護(hù)物體與避雷針間在空氣中以及地下接地裝置間應(yīng)有足夠的距離。按實際運行經(jīng)驗校驗后，我國標(biāo)準(zhǔn) 目前推薦和應(yīng)滿足下式要求:≥＋, ≥≥＋≥在對較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時,采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。因此，為了對本站覆蓋,采用四支避雷針。,查手冊，門型架構(gòu)高15m。避雷針的擺放如圖所示。＝＝。＝＝＝＝135m ＝－所以,需要避雷針的高度為: ＝15＋＝四只避雷針分成兩個三只避雷針選擇.驗算:首先驗算123號避雷針對保護(hù)的高度:1﹑2號針之間的高度：＝－＝23m＞15m2﹑3號針之間的高度：＝－＝＞15m1﹑3號針之間的高度: ＝－＝－19＝＞15m由上可見,對保護(hù)物的高度是能滿足要求的。對保護(hù)寬度:1﹑2號針的保護(hù)寬度:＝ (－)＝(23－15) ＝12＞02﹑3號針之間的寬度:＝ (－)＝(－15) ＝＞0由此可見,對保護(hù)物的寬度是能滿足要求的。所以,123針是滿足要求的。由于4針的擺放是長方形,所以，134針也是滿足要求的。即,四只高度選為35m的避雷針能保護(hù)整個變電所。 接地裝置無論是工作接地還是保護(hù)接地，都是經(jīng)過接地裝置與大地連接，接地裝置包括接地體和接地線兩部分。（網(wǎng)）待設(shè)計變電所為長方形，則接地網(wǎng)也可取為長方形，若取直徑為48mm，長為250cm的鋼管作接地體，,接地體之間連接一般用鍍鋅扁鋼，應(yīng)保證接地地電阻R≤4Ω。 接地線接地線是連接接地體和電氣設(shè)備接地部分的金屬部分的金屬導(dǎo)體，一般接地采用截面積不小于4mm12mm的扁鋼，直徑不 應(yīng)小于6mm的圓鋼。8　無功補(bǔ)償裝置的選擇 補(bǔ)償裝置的意義無功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 無功補(bǔ)償裝置類型的選擇 無功補(bǔ)償裝置的類型無功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。 常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇 這三種無功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變配電所的母線上。同步調(diào)相機(jī)： 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運行的同步電動機(jī)在過勵磁時運行，它向系統(tǒng)提供無功功率而起到無功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵磁裝置時，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器：靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無功功率，來調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足無功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運行維護(hù)簡單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價太高，不在本設(shè)計中不宜采用）。電力電容器：電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無功功率值與所節(jié)點的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功率，運行時功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。 無功補(bǔ)償裝置容量的確定（根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗）現(xiàn)場經(jīng)驗一般按主變?nèi)萘康?0％30％來確定無功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計中主變?nèi)萘繛?3MVA故并聯(lián)電容器的容量為：4MVA—12MVA為宜，在此設(shè)計中取12MVA。 并聯(lián)電容器裝置的分組 分組原則⑴ 并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。⑵ 對于單獨補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時投切。對于110KV—220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實行自動投切。⑶ 終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。％。 分組方式⑴ 并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。⑵ 各種分組方式比較① 等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會在改變?nèi)萘拷M合的操作過程中，會引起無功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時間縮短，從而使電容器組退出運行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。② 帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時，將造成整個并聯(lián)電容器裝置退出運行。③ 等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。綜上所述，在本設(shè)計中，無功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。從《電氣工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分）P502頁表917中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點接地方式：對該變電所進(jìn)行無功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點不接地方式。 并聯(lián)電容器對10KV系統(tǒng)單相接地電流的影響10KV系統(tǒng)的中性點是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對10KV系統(tǒng)造成影響。9 變電站綜合自動化 綜合自動化概述及其特點現(xiàn)代變電站綜合自動化是二次設(shè)備完全用計算機(jī)實現(xiàn)對一次設(shè)備的安全運行監(jiān)視與記錄、安全操作監(jiān)視、系統(tǒng)故障記錄、故障分析、繼電保護(hù)等多方面自動化的綜合。其結(jié)構(gòu)可以是一個功能一套設(shè)備，也可以是一體的或多機(jī)一體分層分布的。從某種角度上可以說，變電站的綜合自動化由計算機(jī)繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成。變電站綜合自動化最明顯的特征有以下四個方面：⑴ 功能綜合化變電站綜合自動化技術(shù)是從建立在計算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、模塊化軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它綜合了變電站內(nèi)除交直流以外的全部二次設(shè)備。計算機(jī)保護(hù)代替了電磁式保護(hù)，監(jiān)控裝置綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、變送器、遠(yuǎn)動裝置、有載調(diào)壓無功補(bǔ)償、中央信號系統(tǒng)和光字牌；計算機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)一起還綜合了故障錄波和故障測距、小信號接地等裝置。⑵ 結(jié)構(gòu)電腦化分布式、多CPU綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各主要插件全是計算機(jī)化的，采用分布式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)總線連接。計算機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制等環(huán)節(jié)的CPU群構(gòu)成了一個有機(jī)整體，以實現(xiàn)各種功能。一個系統(tǒng)往往有幾個甚至幾十個電腦同時并行運行。⑶ 操作監(jiān)視屏幕化不管有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)就是在遠(yuǎn)方調(diào)度室或操作中心內(nèi)面對屏幕顯示器進(jìn)行變電站的全方位監(jiān)視與操作。常規(guī)方式下的指針儀表讀數(shù)被屏幕數(shù)據(jù)所代替；常規(guī)龐大的模擬屏被CRT屏幕上的實時接線畫面所取代；常規(guī)在操作屏上進(jìn)行的跳合閘操作被計算機(jī)鍵盤或鼠標(biāo)操作所取代；常規(guī)光字牌報警被CRT屏幕畫面閃光和文字提示所取代。簡而言之，面對計算機(jī)的彩色可以窺視若大變電站內(nèi)的瞬變?nèi)f化。⑷ 運行管理智能化變電站綜合自動化另一個特征是運行管理智能化。智能化不僅表現(xiàn)在常規(guī)的自動化功能上，如自動報警、自動報報表、電壓無功自動調(diào)節(jié)、小信號接地自動選線、事故判別與處理等方面，還表現(xiàn)在能夠在線自診斷并不斷將自診斷的結(jié)果送向遠(yuǎn)方的主控端。這是區(qū)別常規(guī)二次系統(tǒng)的重要特征。簡言之，常規(guī)二次系統(tǒng)只能檢測一次設(shè)備，而對自己本身的故障診斷困難，必須更多的靠維護(hù)人員去檢查發(fā)現(xiàn)；綜合自動化系統(tǒng)不僅檢測一次設(shè)備還時刻檢查自己是否有故障，這就充分體現(xiàn)了其智能化。 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式歸納起來，變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式有集中式、分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏三種類型。集中式的一般采用功能較強(qiáng)的計算機(jī)擴(kuò)展其I/O及外圍接口，集中采集信息、集中處理與計算，有的甚至將保護(hù)功能也做在一起，如下圖所示。這種方式提出得較早，主要受條件限制，當(dāng)時計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)還沒有發(fā)展，這種方式可靠性差，功能也有限，很難推廣應(yīng)用。人機(jī)聯(lián)系I/O接口主計算機(jī)打印機(jī) 調(diào)度所/控制操作中心 入 出 控制回路變電站集中式綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖隨著計算機(jī)特別是單片機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是位總線技術(shù)的問世，用于變電站所控制的分布式結(jié)構(gòu)裝置與系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，一般按回路進(jìn)行設(shè)計。將數(shù)據(jù)采集、控制單元和計算機(jī)保護(hù)單元就地裝在開關(guān)柜內(nèi)或其他一次設(shè)備附近就地安裝，相互之間有網(wǎng)絡(luò)電纜或光纜連接起來，構(gòu)成一個分布分散式的綜合自動化系統(tǒng)，如下圖所示。這種系統(tǒng)最大的優(yōu)點就是節(jié)省電纜，并避免了電纜傳送信息的電磁干擾，其次是最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。這種模式在高壓變電站應(yīng)用可能更為適合。另一種形式是分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏，這種方式在中低壓變電站用得最多。這種系統(tǒng)具有分布式結(jié)構(gòu)全部的優(yōu)點，系統(tǒng)便于擴(kuò)充、便于維護(hù)，一個環(huán)節(jié)故障不影響其他部件的正常運行?？紤]到中低壓變電站的一次設(shè)備都比較集中，有不少是組合式設(shè)備，分布面不廣，所用信號電纜不長，因而采取集中組屏方式，比分散式就地安裝多不了多少電纜，優(yōu)點在于集中組屏后便于設(shè)計、安裝與維護(hù)管理。人機(jī)聯(lián)系主控機(jī)(或雙機(jī))線路開關(guān)柜保護(hù)與控制單 元饋線開關(guān)柜保護(hù)與監(jiān)控單 元變壓器保護(hù)單 元電容器保護(hù)打印機(jī)或 調(diào)度所/控制操作中心其它接口 光纜或電纜 TV/TA 操作 TV/TA 操作 TV/TA 保護(hù) TV/TA 保護(hù)狀態(tài)信號 回路 狀態(tài)信號 回路 狀態(tài)信號 出口 狀態(tài) 出口 油溫分布分散式綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的主要功能變電站綜合自動化主要包括安全監(jiān)控、計算機(jī)保護(hù)、開關(guān)操作，電壓無功控制、遠(yuǎn)動、低頻減載以及自診斷等功能。 監(jiān)控系統(tǒng)功能監(jiān)控系統(tǒng)功能包括數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)視、事件順序記錄、電能計算、控制操作、與計算機(jī)保護(hù)裝置通信等。⑴ 數(shù)據(jù)采集與顯示。采集變電站電力運行實時數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)并通過當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方的顯示器將運行工況以數(shù)據(jù)和