【正文】 電波沿導(dǎo)線運動至變電所，需裝設(shè)閥型避雷器等保護(hù)。（3） 雷電波的危害 雷電波的電壓很高，容易將變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的絕緣擊穿。如果在電氣設(shè)備附近裝上避雷器，對雷電波的放電電壓比電氣設(shè)備絕緣的擊穿電壓低，所以當(dāng)雷電波侵襲到電氣設(shè)備的附近時，避雷器現(xiàn)行放電，將雷電波削弱，可以保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣免受雷電波的損壞。（4） 變電所防雷接線的基本方式過電壓波會對電氣設(shè)備造成重大危害，必須加以限制。限制這種過電壓波的主要方法是采用性能較好的閥型避雷器。為了使閥型避雷器不致負(fù)擔(dān)過重，應(yīng)在靠近變電所的一段線路上加強防雷措施，該線段就是所謂的“進(jìn)線段”。閥型避雷器配合以“進(jìn)線段”，是現(xiàn)代變電所防雷接線的基本方式。63變電所的直擊雷保護(hù)避雷針裝設(shè)的基本原則（1） 被保護(hù)設(shè)備包括露天配電裝置及變電所中一些重要的隔離設(shè)備和建筑物。所有的被保護(hù)物都應(yīng)該處在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，使其免遭直擊雷。（2） 在主控制室配電裝置的房頂上不宜裝設(shè)避雷針，主要原因是在這些建筑物上裝設(shè)避雷針后，防止反擊雷有很大困難。因在配電室上裝設(shè)避雷針，落雷時屋內(nèi)配電裝置會發(fā)生反擊事故。尤其是有些變電所裝用了晶體管保護(hù)裝置，往往在雷直擊時發(fā)生誤動作。在有爆炸危險的建筑物上，嚴(yán)禁裝設(shè)避雷針。（3） 應(yīng)避免逆閃絡(luò)或反擊。如果避雷針與被保護(hù)設(shè)備間的絕緣距離不夠，就有可能在受雷擊后電位升高，使避雷針對保護(hù)設(shè)備又發(fā)生放電，這種現(xiàn)象叫做避雷針對被保護(hù)設(shè)備的逆閃絡(luò)或反擊。 顯而易見，逆閃絡(luò)仍將高電位加到保護(hù)設(shè)備上，因此仍然會造成電氣設(shè)備絕緣的損壞。64 避雷針高度的確定根據(jù)變電所的平面布置圖，采用四根等高避雷針對變電站進(jìn)行防直擊雷保護(hù)。根據(jù)最小安全距離確定四根避雷針的具體位置如下圖61所示：計算能有效全部保護(hù)改變電站所需的避雷針高度：門型架構(gòu)高： 橋型線路高：4 主變高：3 建筑物高：6 設(shè)避雷針高度小于30，則高度影響系數(shù)取1 獨立避雷針的高度為12小于30，原假設(shè)成立。校驗：即當(dāng)選擇獨立避雷針的高度為12時，能有效全保護(hù)該變電所。65 變電所入侵波的保護(hù)避雷器變電站的雷電過電壓，主要是侵入雷電波過電壓，也就是線路上的直擊雷或感應(yīng)雷過電壓行波沿導(dǎo)線傳導(dǎo)至變電所，由于變配電所有大量的配電設(shè)備，侵入雷電波過電壓對這些設(shè)備的絕緣構(gòu)成了威脅，由雷電過電壓行波行至變電所后，傳輸通道的特性發(fā)生變化，最明顯的變化就是電氣設(shè)備的波阻抗與傳輸線路的波阻抗不一致，使波的行為復(fù)雜化，再由于避雷針動作前后對過電壓行波產(chǎn)生的不同作用，更使問題變得復(fù)雜化，因此對變配電所過電壓及其防護(hù)的精確計算工是一個極為復(fù)雜的問題，因此這里化作定性的討論。避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電器設(shè)備，它實質(zhì)上是一個放電器，當(dāng)雷侵入波或操過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(hù)設(shè)備放電，使過電壓值被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。對避雷器的基本要求：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系統(tǒng)，若兩相或三相同時存在工頻續(xù)流，則相當(dāng)于相間短路，因此避雷器必須切斷工頻續(xù)流以消防工頻短路，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(hù)設(shè)備放電，這主要靠兩者之間 的伏秒特性配合來實現(xiàn)。（2）避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力，以使在工頻續(xù)流第一次過零點時就能夠迅速地切斷工頻續(xù)流。為了使避雷器可靠地保護(hù)設(shè)備，首先必須滿足以下條件：（1）避雷器的伏秒特性應(yīng)能與被保護(hù)設(shè)備配合，在任何過電壓波形下，避雷器伏秒特性都應(yīng)在被保護(hù)物絕緣伏秒特性之下。（2）避雷器的殘壓要低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊擊穿電壓。 根據(jù)上面的討論可知，一般采用閥式或金屬氧化物避雷器對變電站設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，避雷器一般安裝在母線上，應(yīng)晝靠近變壓器和其他設(shè)備，避雷器與所有被保護(hù)設(shè)備的電氣距離均不能超過其最大允許值，若不能滿足要求，則應(yīng)增設(shè)避雷器，本設(shè)計220KV側(cè)、110KV側(cè)采用閥式避雷器，10KV側(cè)采用氧化鋅避雷器。各種避雷器的主要應(yīng)用場合（1）保護(hù)間隙和管式避雷器的作用是限制線路上的雷電過電壓，主要用于線路的過電壓保護(hù)，保護(hù)間隙主要用10KV以下低壓配電網(wǎng)線路的保護(hù)，管式避雷器主要用于發(fā)電廠、變電站進(jìn)線段保護(hù)。（2）閥式避雷器和金屬氧化物避雷器主要用于發(fā)電廠和變電站中的過電壓保護(hù)。變電站的進(jìn)線段保護(hù)進(jìn)線段保護(hù)是指在進(jìn)入變電站有1—2km這一段架空線路上加強防雷措施，因此將這段線路稱為進(jìn)線段。 進(jìn)線段保護(hù)的目的，一是要降低雷電流幅值，二是要降低雷電波陡度，因閥式避雷器的通流容量是有限的，且殘壓與電流大小相關(guān)，因此減少雷電流幅值很有必要，而被保護(hù)設(shè)備上電壓高出避雷器的部分與雷電波陡度成正比，或者說保護(hù)最大允許距離與雷電波陡度成反比，因此降低雷電波陡度是有好處的。變電所中限制雷電入侵波過電壓的主要措施是裝設(shè)避雷器。（1）在變電所進(jìn)出線端分別裝設(shè)一組避雷器；（2）在10母線上裝設(shè)一組避雷器；（3）在主變上分別裝設(shè)一組避雷器；（4）該變電所進(jìn)線為35雙回架空線路，提高線路耐雷水平，防止由雷擊線路引起的過電壓波入侵變電所。避雷器和避雷線的型號及安裝點如下表62所示：種類避雷器避雷線型號FZ35FZ10FCZ35LGJ30安裝點35進(jìn)線端10母線主變壓器35線路66 接地體和接地網(wǎng)的設(shè)計（1）接地體的設(shè)計避雷針的接地體采用長3 規(guī)格為 的角鋼制成獨立垂直接地體。土壤電阻率取200，則接地電阻：從安全的角度考慮，接地體電阻應(yīng)小于10，故采用多根垂直接地體并聯(lián)來降低接地電阻，則需要的角鋼根數(shù)為：避雷針的獨立接地體為9根角鋼并聯(lián)制成的垂直接地體。（2）接地網(wǎng)的設(shè)計變電所內(nèi)需要有良好的接地裝置以滿足工作接地、保護(hù)接地和防雷接地的要求，一般做法是根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后再在避雷器與地網(wǎng)的連接點增加接地體以滿足防雷接地的要求。接地網(wǎng)通常用的扁鋼或直徑為20的圓鋼水平敷設(shè)，埋入地下。在水平距離與避雷針相距5的地方敷設(shè)地網(wǎng)。敷設(shè)地網(wǎng)的面積：接地網(wǎng)的總體接地電阻：。在該范圍內(nèi)，符合要求。第七章 繼電保護(hù)的配置71繼電保護(hù)的基本知識在變電所的設(shè)計和運行中，應(yīng)當(dāng)考慮到電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運行的可能性，如設(shè)備的相間短路、對地短路及過負(fù)荷等故障。為了保證對用戶的可靠供電，防止電氣設(shè)備的損壞及事故擴大，應(yīng)盡快地將故障切除。這個任務(wù)靠運行人員進(jìn)行手動操作控制是無法實現(xiàn)的，必須由繼電保護(hù)裝置自動地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備切除，而當(dāng)不正常運行情況時，要自動地發(fā)出信號以便及時處理，這就是繼電保護(hù)的任務(wù)。① 繼電保護(hù)設(shè)計的方法② 設(shè)計繼電保護(hù)前首先會想到，應(yīng)該采用哪些保護(hù)裝置，各種保護(hù)之間如何進(jìn)行配合，這些問題處理是否合理，不僅可能影響電力系統(tǒng)的安全運行，而且還關(guān)系到有關(guān)部門的安全生產(chǎn)。③ 合理選擇繼電保護(hù)方式、正確進(jìn)行正定計算和擬定接線圖是非常重要的。繼電保護(hù)內(nèi)容設(shè)計一般分為兩個階段進(jìn)行，即初步設(shè)計階段和技術(shù)設(shè)計階段。 初步設(shè)計根據(jù)電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，為保護(hù)系統(tǒng)安全運行和生產(chǎn)單位用電可靠，從保護(hù)裝置的快速性、選擇性、靈敏性、可靠性出發(fā)，選定保護(hù)方式，確定整定值。因此，初步設(shè)計是確定繼電保護(hù)設(shè)計方案是否合理的重要階段。⑵技術(shù)設(shè)計在核準(zhǔn)初步設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)設(shè)計，主要任務(wù)是擬定保護(hù)和自動裝置的原理接線圖，選定所用繼電器和輔助裝置的型號，并提出設(shè)備訂貨清單。⑶兩個設(shè)計階段結(jié)合根據(jù)工程需要，在某些情況下也可以把初步設(shè)計和技術(shù)設(shè)計兩個設(shè)計階段結(jié)合起來進(jìn)行。⑷繼電保護(hù)設(shè)計應(yīng)力求簡單在設(shè)計繼電保護(hù)時應(yīng)力求簡單，采用簡單的保護(hù)裝置來達(dá)到系統(tǒng)所提出要求。只有當(dāng)簡單保護(hù)不能滿足要求時，才考慮采用復(fù)雜的保護(hù)。運行經(jīng)驗證明：保護(hù)裝置越簡單，調(diào)整試驗也越簡單，而工作可靠性越高。72輸電線路的保護(hù)配置10~35KV中性點非直接接地電網(wǎng)中，輸電線路的相間短路保護(hù)必須動作于斷路器跳閘。單相接地時，由于故障點的接地電流很?。ㄒ蚨撾娋W(wǎng)又稱為小電流接地系統(tǒng)），三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負(fù)荷供電沒有影響，因此，在一般情況下允許再繼續(xù)運行1~2h，而不必立即跳閘，這也是采用中性點非直接接地運行的主要優(yōu)點。但是在單相接地以后，其他兩相對地電壓要升高倍。為了防止故障進(jìn)一步擴大成兩點接地或相間短路，應(yīng)及時發(fā)出信號，以便運行人員采取措施予以消除。因此，在單相接地時，一般只要求繼電保護(hù)能有選擇性地發(fā)出信號，而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對人身安全和設(shè)備安全構(gòu)成威脅時，則應(yīng)動作于跳閘。10~35KV中性點非直接接地電網(wǎng)，其輸電線路應(yīng)針對相間短路和單相接地故障配置相應(yīng)的保護(hù)裝置。721相間短路保護(hù)的配置相間短路保護(hù)一般均采用兩相式電流保護(hù)。對單側(cè)電源線路，一般裝設(shè)兩段式電流保護(hù)。第Ⅰ段為不帶時限的電流速斷保護(hù)，第Ⅱ段為待時限的過電流保護(hù)。對于35KV的線路，必要時也可采用三段式電流保護(hù)，即在上述兩段式保護(hù)的基礎(chǔ)上，再增設(shè)一段帶時限的電流速段保護(hù)。無論兩段式或三段式電流保護(hù)，均可稱作為階段式電流保護(hù)。也可根據(jù)需要對35KV線路采用階段式的電流、電壓保護(hù)。對雙側(cè)電源線路，一般裝設(shè)帶或不帶方向元件的階段式電流電壓保護(hù)。當(dāng)電流電壓保護(hù)不能滿足靈敏性要求時，可采用簡化的距離保護(hù)對短線路（＜4km），當(dāng)采用電壓電流保護(hù)不能滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時宜采用縱聯(lián)差動保護(hù)作為主保護(hù)，以帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作為后備保護(hù)。對平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)方向差動保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)，以接于兩回線路電流之和的電流保護(hù)作后備保護(hù)。722過負(fù)荷保護(hù)的配置對可能時常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，或電纜與架空混合線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)宜帶時限動作與信號，必要時可動作于跳閘。723單相接地保護(hù)由于中性點非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時電氣量的特殊性，對單相接地故障可采用無選擇性的絕緣檢視信號裝置或有選擇性的小電流接地信號裝置。對于出線較少的中性點不接地電網(wǎng)，可采用無選擇性的絕緣監(jiān)視信號裝置。該裝置動作后，靠人工選線找出故障線路。有條件的應(yīng)裝設(shè)具有選擇性、動作于信號的單相接地保護(hù)。對于出現(xiàn)較多的中性點不接地電網(wǎng)，可采用零序電流保護(hù)及零序功率方向保護(hù)等有選擇性的小電流接地信號裝置。目前，有選擇性的接地保護(hù)廣泛采用微機選線裝置，其原理是利用基波零序電流的數(shù)值大小和方向做自動接地選線的依據(jù)。另外，根據(jù)人身和設(shè)備安全的要求，必要時應(yīng)裝設(shè)動作于跳閘的單線接地保護(hù)。中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，故障線路的零序電流方向與非故障線路的零序電流方向完全相同，而數(shù)值大小也無明顯差異。所以在中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中，就不能利用基波零序電流的數(shù)值大小和方向來構(gòu)成接地保護(hù)的依據(jù)，也不能利用基波零序電流的數(shù)值大小和方向做自動接地選線的依據(jù)。故中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，可采用無選擇性的絕緣監(jiān)視信號裝置，但不可采用零序電流保護(hù)及零序功率方向保護(hù)等小電流接地信號裝置。中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，比較有效的判別接地的方案是5次諧波判別法和有功分量判別法。故一般采用5次諧波判別法與基波零序電流判別法構(gòu)成的接地選線裝置。為了提高接地判別的準(zhǔn)確率，當(dāng)消弧線圈采用自動跟蹤消弧線圈并經(jīng)阻尼電阻接地時，系統(tǒng)單相接地選線可采用基波有功分量判別法原理構(gòu)成的接地選線裝置724輸電線路的保護(hù)配置結(jié)果待設(shè)計變電站35KV和10KV側(cè)的線路相間短路保護(hù)應(yīng)配置三段式電流保護(hù)；單相接地保護(hù)應(yīng)配置絕緣監(jiān)視信號裝置。輸電線路保護(hù)配置結(jié)果表：35KV進(jìn)線10KV出線相間短路保護(hù)三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)單相接地保護(hù)絕緣監(jiān)視信號裝置絕緣監(jiān)視信號裝置73變壓器的保護(hù) 變壓器的保護(hù)分為電量保護(hù)和非電量保護(hù)。反應(yīng)變壓器故障的保護(hù)動作于跳閘，反應(yīng)變壓器不正常工作狀態(tài)的保護(hù)動作于發(fā)信號。 對于上述故障和不正常工作狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：(1) 氣體保護(hù)。反應(yīng)油箱故障和油面降低。(2) 縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路。電流速斷保護(hù)適用于以下場合：，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。縱差保護(hù)適用于以下場合：1)。2)容量為10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器。3)容量為2MVA及以上的變壓器，當(dāng)采用電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足要求時，應(yīng)采用縱差保護(hù)。(3)相間短路后備保護(hù)。反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為氣體保護(hù)、縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。例如：過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)等。(4)零序保護(hù)。用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。變壓器中性點直接接地運行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)；變壓器中性點可能接地或不接地運行時，應(yīng)裝設(shè)零序過電流、電壓保護(hù)。(5)過負(fù)荷保護(hù)。反應(yīng)變壓器過負(fù)荷。(6)過勵磁保護(hù)。反應(yīng)500kV及以上變壓器過勵磁。待設(shè)計變電站主變壓器的保護(hù)配置如下：主保護(hù)：瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)相間后備保護(hù)：過電流保護(hù)和復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)接地短路保護(hù)：零序電流保護(hù)其他保護(hù)：過負(fù)荷保護(hù)所用變的保護(hù)配置與主變壓器基本相同。由于所用變的容量較小，其住保護(hù)為瓦斯保護(hù)和電流速斷保護(hù)。變壓器的保護(hù)配置結(jié)果表：主變所用變主保護(hù)瓦斯、縱聯(lián)差動瓦斯、電流速斷保護(hù)相間后備保護(hù)復(fù)合電壓啟動過電流復(fù)合電壓過電流接地后備保護(hù)零序過電流、電壓零序過電流、電壓其他保護(hù)過負(fù)荷、過勵磁保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)74母線保護(hù)母線保護(hù)的方式通常分為兩種：一是利用供電元件的保護(hù)兼作母線故障的保護(hù)；二是采用專用的母線保護(hù)。利用供電元件的保護(hù)兼作母線故障的保護(hù)在不太重要的較低電壓的廠、站中可以利用供電設(shè)備（發(fā)電機