【正文】 （2）在被保護物高度 hx水平面上的保護半徑應按下式確定：①當時， 式中 —避雷針在高度水平面上的保護半徑，m；—被保護物的高度，m； —高度影響系數(shù)，；，以下各式中值均同此。②當時， 35m的避雷針在高度10m水平面上的保護半徑圖71 單支避雷針的保護范圍 兩支等高避雷針的保護范圍圖72 高度為h的兩等高避雷針1及2的保護范圍（1）兩針外側的保護范圍應按單支避雷針的計算方法確定。（2）兩針間的保護范圍應按通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點O的圓弧確定，圓弧的半徑為R0。O點為假想避雷針的頂點，其高度應按下式計算：式中 —兩針間保護范圍上部邊緣最低點的高度，m；D—兩避雷針間的距離，m。兩針間水平面上保護范圍的一側最小寬度應按下式計算：式中 ——保護范圍的一側最小寬度(m)；當時。求得后，可按圖72繪出兩針間的保護范圍。兩針間距離與針高之比D／h不宜大于5。8 繼電保護與自動裝置 概述在變電所中，主要的自動裝置有繼電保護設備、控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等。簡單的說，繼電保護設備的基本作用就是自動、迅速、有選擇性將系統(tǒng)中的故障切除，或在系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運行情況時，發(fā)出各種信號，提醒運行人員及時處理。 控制設備則是幫助運行人員遠方合閘、分閘等，方便、安全。電氣控制設備一般包括控制屏或者說測控屏，后臺機，匯控箱等。測控屏上有斷路器和刀閘的一次接線狀態(tài)圖，以及斷路器的分閘、合閘按鈕，還有同期開關，可以在上面分合斷路器。后臺機有全站的一次接線圖，可以對開關刀閘進行遙控，并可以查看各元件的工作狀況。匯控箱在設備現(xiàn)場實現(xiàn)對斷路器、刀閘的控制。 變壓器的繼電保護變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元器件，所以，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能的良好，工作可靠的繼電保護裝置。變壓器的故障可分為油箱內部的故障和油箱外部的故障，油箱內部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。 對于上述故障和不正當工作狀態(tài)，根據(jù)DL40091《繼電器保護和安全起動裝置技術規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應裝設以下保護：（1）瓦斯保護：為了反應變壓器油箱內部各種短路故障和油面降低。（2）縱差動保護或電流速斷保護為了反應變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點直接接地電網(wǎng)側繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應裝設縱差保護或電流速斷保護。縱差動保護適用于：并列運行的變壓器，容量為6300kVA以上時；單獨運行的變壓器，容量為10000kVA以上時；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300kVA以上時。電流速斷保護適用于1000kVA以下的變壓器。（3）外部相間短路時，應采用的保護：過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流；復合電壓啟動的過電流保護，一般用于升壓變壓器及過電流保護靈敏度不滿足要求的降壓變壓器上；負序電流及單相式低電壓啟動的過電流保護，一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器；阻抗保護，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器，當采用前兩種保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。（4）系統(tǒng)外部接地短路時，應采用的保護對中性點直接接地電力網(wǎng)內，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應裝設零序電流保護。（5）過負荷保護對400kVA以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況，裝設過負荷保護。（6）過勵磁保護高壓側電壓為500kV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應裝設過勵磁保護。本設計所選變壓器容量為31500kVA，根據(jù)以上保護原則，可裝設以下保護：（1）裝設反應內部短路和油面降低的瓦斯保護。（2）裝設反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護。（3）裝設反應變壓器外部相間短路和內部短路的后備保護的過電流保護。（4）裝設零序電流保護以反應大接地電流系統(tǒng)外部接地短路。（5）裝設過負荷保護防止變壓器過負荷。 母線保護母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進一步擴大，后果極為嚴重。根據(jù)有關規(guī)程規(guī)定，以下情況應裝設專用母線保護：（1）發(fā)電廠和變電所的220~500kV電壓的母線，應裝設能快速有選擇地切除故障的母線保護，并考慮實現(xiàn)保護雙重化。（2）110kV單母線，重要發(fā)電廠或重要變電所的35~66kV母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求，需要快速切除母線上的故障時。 按構成原理的不同，母線保護主要有單母線完全電流母線差動保護、高阻抗差動保護、電流比相式母線保護。根據(jù)以上原則，配合本設計電氣主接線特點，結合此站的重要性，110kV母線采用專門的母線保護，利用與母線相連的元件，如變壓器、分段斷路器，裝設相同的變比和型號的電流互感器，電流互感器按差動原理連接，在差動回路中接入差動繼電器構成。這樣的母線保護稱之為母線完全電流差動保護。35kV、10kV不設置專門的母線保護，由主變和母聯(lián)的過流保護來完成。 線路保護110kV線路的繼電保護沒有采用常用的三段式相間短路的電流保護，即第一段無時限電流速斷保護，第二段帶時限電流速斷保護，第三段定時限過電流保護。在這里我采用兩段式電流保護，也就是去除三段式電流保護中的第二段帶時限電流速斷保護，用定時限過電流保護來保護線路的全長，并作相鄰線路短路故障的遠后備保護。這時因為三段式電流保護對于多級線路效果好，但本次設計中，只是設計三個電壓等級的出線，并沒有下級線路，所以用兩段式保護就可以滿足要求。兩段式電流保護： 35kV、10kV線路采用的也是兩段式電流保護。 自動裝置(1)重合閘：因為架空線路故障大都是瞬時性的，把斷開的線路斷路器再合上，就能夠恢復正常的供電，提高供電的可靠性，減少線路停電次數(shù)和電力系統(tǒng)并列運行的可靠性。雖然重合閘有很多優(yōu)點，但它在面對永久性故障時可能降低超高壓系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，使斷路器工作條件惡劣，所以在這里我們對于110kV的線路不使用重合閘，提高系統(tǒng)的可靠性，而35kV、10kV線路電壓等級比較低，應以減少停電次數(shù)，提高供電的可靠性為主，所以采用重合閘。(2)自動低頻減載裝置：自動低頻減載裝置是一種有著高度選擇性的發(fā)事故自動控制裝置。當電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的有功功率缺額時，它能夠在系統(tǒng)被破壞前，迅速計算出當前缺少的有功功率，并相應地切除一定的負荷用戶，使電力系統(tǒng)能夠很快地恢復有功功率的平衡，使頻率趨于穩(wěn)定，以避免電力系統(tǒng)遭到嚴重的破壞。由于35kV、10kV出線是帶下級變電站或變電所，更加靠近負荷用戶，所以比高壓側更適合裝設低頻減載裝置。(3)小電流接地選線裝置：在我國10~35kV電網(wǎng)中，普遍采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式，這兩種方式統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。而小電流接地系統(tǒng)單相接地故障是電網(wǎng)最常見的故障之一，但發(fā)生單相接地故障時，雖然在高壓側發(fā)生了故障相電壓降低和非故障相電壓升高，引起中性點位移，但線電壓仍然是對稱的且故障電流小，對供電設備不致造成危害，但單相接地故障有可能發(fā)展稱為兩項接地短路故障或其他形式的故障，為保證設備及人員安全，應及時找出接地故障線路以便迅速處理。隨著微機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了為急性小電流接地選線裝置，這種裝置可以在不對稱線路拉閘停電的情況下找到故障線路，因此比傳統(tǒng)檢測有很大的優(yōu)越性。結束語經(jīng)過了三個多月的學習，我終于完成了110kV變電站電氣設計。在這段時間里，我學到了很多知識，加深了對專業(yè)認識的理解。在指導老師的幫助，通過查詢相關資料和同學們之間的互相探討，讓原來模糊的設計思路逐漸清晰，每一次設計的改進都讓我們學到了不少的東西。這次設計讓我們充分認識到了電氣工程專業(yè)知識的博大與深奧。通過設計，我掌握了變電所電氣一次系統(tǒng)的運行原理，并根據(jù)常規(guī)變電所的設計要求與步驟，完成了110kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設計，包括電氣主接線的選擇與論證，主變壓器的選擇，短路電流的計算，電氣設備的選擇，配電裝置設計和總平面布置，防雷及接地系統(tǒng)設計等。這次設計的經(jīng)歷讓我懂得了做設計的每一部分都必須用嚴謹?shù)木窈涂茖W的態(tài)度去對待。設計是真正的學習和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不可能有所突破，希望這次的設計經(jīng)歷能激勵我在以后的生活、學習中繼續(xù)進步。致謝經(jīng)過三個多月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲。本設計在張文忠老師的精心指導下，從開題報告到資料查閱、論文的撰寫，無一不有老師的悉心教導和無私幫助。張文忠老師在理論分析和工作經(jīng)驗方面給了我諸多指導性的建議，他有著豐富的知識和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，幫助我順利完成了畢業(yè)設計，在此向老師表示我最誠摯的感謝！其次要感謝我的同學對我無私的幫助，特別是在繪圖軟件的使用方面，他們給了我很大幫助，正因為如此我才能順利的完成設計，另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。最后，衷心感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！參考文獻[1] 馮建勤，2010[2] ，2010[3] 劉天琪，2011[4] ，2006[5] 尹項根，2005[6] 程浩忠，2009[7] ,2000[8] ：，2008[9] 程浩忠，2009[10] [11] —[12] ，2008[13] 周澤存，2004[14] ，2005[15] 陳家斌，2010[16] ,VijayStateUniversityPress，1973.[17] Hadi Saadat. PowerSystem，1999.51