【正文】 構(gòu)焊接成網(wǎng)并接地，為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。 變電站的侵入雷電波保護 變電站采用避雷針保護后，電氣設(shè)備幾乎可以免受直接雷擊。而在與變電站相連的長達數(shù)十、數(shù)百公里的輸電線路上，雖然有避雷線保護，但由于雷電的繞擊和反擊，仍然會危及變電站中的電氣設(shè)備。雷擊線路時無論發(fā)生繞擊還是反擊，都會自雷擊點產(chǎn)生向變電站方向傳播的入侵電壓波，入侵電壓波的最大幅值等于線路絕緣的沖擊放電電壓，而變電站電氣設(shè)備的絕緣水平通常低于低壓線路的絕緣水平，因此入侵波對變電站的電氣設(shè)備會構(gòu)成嚴重威脅。變電站中限制雷電入侵波過電壓的主要措施是裝設(shè)避雷器。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。對于 220kV 及以下的一般變電站，無論變電站的電氣主接線形式如何，實際上只要保證每一段可能單獨運行的母線上都裝有一組避雷器，就可以使整個變電站得到保護。只有當母線或設(shè)備連接線很長的大型變電站，或靠近大跨越、高桿塔的特殊變電站，經(jīng)過計算或驗證證明以上布置不能滿足要求時，才需要考慮是否在適當位置增設(shè)避雷器。根據(jù)避雷器的配置原則，本設(shè)計中配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。此外，變壓器中性點接地必須裝設(shè)避雷器，并接在變壓器和斷路器之間。避雷器的類型選擇為閥式避雷器。（1）磁吹閥式避雷器的電氣參數(shù)如下：1）額定電壓 Ube：避雷器的額定電壓應(yīng)與其安裝地點系統(tǒng)的額定電壓等級相同。2）滅弧電壓 Umi：對 10kV 及以下的中性點不接地系統(tǒng)，滅弧電壓取為最高工作線電壓的 100%～110%；對 110kV 及以上的中性點直接接地系統(tǒng)，滅弧電壓取為系統(tǒng)最大工作線電壓的 80%。3）工頻放電電壓 Ugf：指在工頻電壓作用下，避雷器發(fā)生放電的電壓值。在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運行相電壓的 倍；在中性點直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運行相電壓的 3 倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 倍。4）殘壓 ：按 ( )bc mibc??235.計算來確定。5）沖擊放電電壓 ：我國生產(chǎn)的避雷器其沖擊放電電壓與 5kA 的殘壓基本相同。chfsU（2）避雷器的選擇與校驗1）220kV 側(cè)避雷器的選擇與校驗①型式的選擇 根據(jù)規(guī)程及本設(shè)計，選用 FCZ 系列磁吹閥式避雷器。②額定電壓的選擇： kVUNbc20??因此選 FCZ220 避雷器，其參數(shù)如下表 所示。表 FCZ220 避雷器參數(shù)工頻放電電壓有效值（kV）型號 額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV） 不小于 不大于沖擊放電電峰值（）不s?大于（kV）沖擊殘s?20/8壓不大于（kV）FCZ220 220 252 503 580 710 740③滅弧電壓校驗：最高工作電壓： ??直接接地： ( )cdi 08??滿足要求。④工頻放電電壓校驗：下限值： ( )kVUKkVxggfx ???上限值： ＜580kV ( ))(?上、下限值均滿足要求。⑤殘壓校驗： ( )kVUmibc . ???? ）（滿足要求。⑥沖擊放電電壓校驗： ( )kVUbcchfs 710)(. ????滿足要求。綜上，所選 FCZ220 型避雷器滿足要求2）110kV 側(cè)避雷器的選擇和校驗①型式的選擇 根據(jù)規(guī)程及本設(shè)計，選用 FCZ 系列磁吹閥式避雷器。②額定電壓的選擇： ( )kVUNbc10??因此選 FCZ110 避雷器，其參數(shù)如下表 所示。表 FCZ110 避雷器參數(shù)③滅弧電壓校驗：最高工作電壓： ）（ ????直接接地： ，滿足要求。cdi ?④工頻放電電壓校驗：下限值： kVKkVxggfx 13250????上限值： 290)(6218..1?Ugfxgfs上、下限值均滿足要求。⑤殘壓校驗： ＜365kV，滿足要求。）（ kVmibc ?????⑥沖擊放電電壓校驗： ＜345kV，滿足要求。）（bcchfs 790.綜上，所選 FCZ110 型避雷器滿足要求。3）10kV 側(cè)避雷器的選擇和校驗①型式的選擇 根據(jù)規(guī)程及本設(shè)計，選用 FZ 系列普通閥式避雷器。②額定電壓的選擇：工頻放電電壓有效值（kV）型號 額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV） 不小于 不大于沖擊放電電峰值（）s?不大于（kV）沖擊s20/8殘壓不大于（kV）FCZ110 110 126 255 290 345 365 kVUNbc10??因此選 FZ10 避雷器，其參數(shù)如下表 ：表 FZ10 避雷器參數(shù)工頻放電電壓有效值（kV）型號 額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV） 不小于 不大于沖擊放電電峰值（）不s?大于（kV）沖擊s20/8殘壓不大于（kV）FZ10 10 22 31 134 134③滅弧電壓校驗：最高工作電壓： ( )）（ ????非直接接地： kV ( )cdiax?滿足要求。④工頻放電電壓校驗：下限值： ）（ kVUKkVxggfx ????上限值： )(1)(..1gfxgfs ?上、下限值均滿足要求。 變壓器的防雷保護三繞組變壓器在正常運行時，可能出現(xiàn)只有高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的情況。這時，當高壓或低壓側(cè)有雷電波作用時，因處于開路狀態(tài)的低壓側(cè)對地電容較小，低壓繞組上的靜電分量可達很高的數(shù)值以致危及低壓繞組的絕緣。為了限制這種過電壓，需在低壓繞組出線端裝一組避雷器，但若在低壓繞組接有 25m 以上金屬外皮電纜時，因?qū)Φ仉娙菰龃?，足以限制靜電感應(yīng)過電壓，故可不必再裝避雷器。主變壓器 220kV、110kV 側(cè)中性點是直接接地，因而需在中性點裝設(shè)雷電過電壓保護裝置，選用金屬氧化物避雷器。10kV 側(cè)中性點是非有效接地，其中性點采用全絕緣，運行經(jīng)驗表明不加保護時的故障率很低，故一般不需保護。所用變壓器高、低壓側(cè)均需裝設(shè)閥式避雷器避雷器。 內(nèi)部過電壓保護內(nèi)部過電壓是指由于短路器操作、故障或其它原因，使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，從而引起電網(wǎng)電磁能量的轉(zhuǎn)化或積累所造成的電壓升高。內(nèi)部過電壓可分為操作過電壓和暫時過電壓兩類。操作過電壓的持續(xù)時間一般很短（ 以內(nèi)） ，采用某些限壓裝置和其它技術(shù)措施加以限制。 暫時過電壓持續(xù)的時間一般較長，應(yīng)采用相應(yīng)的措施加以限制。如為了限制電弧接地過電壓對設(shè)備絕緣的威脅，本設(shè)計主變壓器 220kV、110kV 側(cè)采用中性點直接接地的方式，這樣單相接地將會造成很大的單相短路電流，斷路器將立即跳閘而切斷故障，經(jīng)過一段短時間歇，讓故障點電弧熄滅后再自動合閘，如能成功，可立即恢復(fù)送電；如不能成功，斷路器將再次跳閘，不會出現(xiàn)斷續(xù)電弧現(xiàn)象，可限制電弧接地過電壓。 接地設(shè)計 接地概述接地就是將需要接地的部分與大地相連。根據(jù)接地目的接地可分為防雷接地、工作接地和保護接地等。而與大地的連接都是靠接地裝置來實現(xiàn)，接地裝置由埋入地中的接地體和引下線構(gòu)成。變電站的接地裝置除了減小接地電阻，以降低雷電流或短路電流通過時其上的電位升高的作用，而且還有均衡地面電位分布、降低接觸電位差和跨電位差的作用。而變電所中防雷接地是關(guān)鍵，防雷設(shè)備限壓功能的發(fā)揮離不開良好的接地。防雷接地是將雷電流安全導(dǎo)入大地進行的姐弟，避雷針、避雷器的接地就是防雷接地。就防雷保護而言，其接地電阻都不能超過國家有關(guān)標準規(guī)定的數(shù)值。影響接地裝置接地電阻的主要因素是土壤電阻率、接地裝置的形狀和尺寸，接地電阻可通過相關(guān)的公式計算。按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流所造成的接地電位升高及地面的電位分布不致于危及人員和設(shè)備的安全，將變電站范圍的接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內(nèi)的原則，進行本變電站接地裝置的設(shè)計。 接地網(wǎng)型式的選擇220kV 及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶布置按經(jīng)驗設(shè)計，水平接地帶間距通常為 5m～8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點設(shè)置 ～3m 的垂直接地極，進所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。長孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗確定，沒有輔助的計算程序和對計算結(jié)果進行分析，設(shè)計簡單而粗略。因為接地網(wǎng)邊緣部分的導(dǎo)體散流大約是中心部分的 3～4 倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場強度比中心部分高，電位梯度較大，整個地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟性差。在 220kV 及以下的變電工程中采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因為入地故障電流相對較小，地網(wǎng)面積不大，缺點不太突出。7 繼電保護的設(shè)計 概論電力系統(tǒng)繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分，繼電保護的裝設(shè)應(yīng)符合可靠性選擇性、靈敏性、速動性四個基本要求。設(shè)計應(yīng)滿足繼電保護的技術(shù)規(guī)程。供電系統(tǒng)的繼電保護是保證安全供電的重要工具。電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路應(yīng)有主保護和后備保護以及必要時增設(shè)的輔助保護。主保護—能快速并有選擇地切除被保護區(qū)域內(nèi)的故障。后備保護—在主保護或斷路器拒絕動作時切除故障。后備保護可分為遠后備和近后備兩種形式。其中：遠后備指當主保護或斷路器拒絕動作時，由相鄰設(shè)備或線路的保護實現(xiàn)后備；近后備指當主保護拒絕動作時，由本設(shè)備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備；當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現(xiàn)后備。輔助保護—當需要加速切除線路故障或消除方向元件的死區(qū)時，可采用由電流速斷構(gòu)成的輔助保護。 繼電保護裝置的設(shè)計原則（1）當被保護原件發(fā)生短路或足以破環(huán)系統(tǒng)正常運行的情況時，保護裝置應(yīng)動作于跳閘；在發(fā)生不正常運行時，保護裝置應(yīng)動作于信號。（2）為保證系統(tǒng)非故障部分的正常供電，保護裝置應(yīng)以足夠小的動作時限去切除故障。（3）系統(tǒng)故障時，保護裝置要有選擇地動作于跳閘，在必須加快動作時，可無選擇性跳閘，而有自動重合閘來補救保護的無選擇性動作。（4）選擇保護方式時，不考慮可能性很小的故障類型和運行方式。（5）保護裝置的電壓回路斷線時，如可能造成保護裝置的誤動作，則應(yīng)裝設(shè)電壓回路斷線閉鎖裝置并發(fā)出信號。（6）在表示保護裝置動作的出口上應(yīng)裝設(shè)信號繼電器。（7）主保護裝置除完成主保護任務(wù)外，如有可能還應(yīng)作為相鄰元件的后備保護。（8）當保護裝置因動作原理而不能起相鄰原件后備保護作用時，應(yīng)在所有或部分斷路器上裝設(shè)單獨的后備保護。（9）為了相鄰元件后備保護作用而使保護裝置復(fù)雜化，或在技術(shù)上不能達到完全的后備作用時，允許縮短后備作用范圍。（10）在實際可能出現(xiàn)的最不利運行方式和故障類型下，保護裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)。（11）保護裝置的靈敏性應(yīng)該與相鄰設(shè)備或線路配合。（12）保護裝置所用的電流互感器在最不利的條件下其誤差應(yīng)小于 10%。 繼電保護裝置的電源保護裝置的電源，包括了保護裝置本身各元件的工作電源和相關(guān)斷路器跳閘的操作電源。一般情況下工作電源與操作電源可分為直流操作和交流操作兩大類。直流操作包括蓄電池復(fù)式整流和電容器儲能等，發(fā)電廠和 110kV 及以上變電站通常用蓄電池作為直流電源。110kV 以下的終端變電站也可用電容儲能直流電源或復(fù)式整流電源。電源應(yīng)具有好的可靠性和穩(wěn)定性，電源容量和電壓質(zhì)量均應(yīng)在最嚴重的事故情況下保證用電設(shè)置的可靠性。交流操作一般是利用被保護元件的電流互感器作為短路保護裝置的操作電源。用在不重要的終端變電站。 電力變壓器保護的設(shè)計 概述電力變壓器是電力系統(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件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損等，對變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因為油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質(zhì)的劇烈氣化，從而可能引起爆炸，因此，這些故障應(yīng)該盡快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。上述接地短路均系對中性點直接接地電力網(wǎng)的一側(cè)而言。變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負荷超過容量引起的過負荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度相當接近于鐵心的飽和磁通密度，因此在過電壓或低頻率等異常運行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。根據(jù)上述故障類型和不正常運行狀態(tài)，對變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護。（1）瓦斯保護油浸式變壓器一般應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，保護裝置應(yīng)瞬時作用于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保護應(yīng)動作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護的變壓器容量界限是：800kVA 及以上的油浸式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。（2）縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護對變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)根據(jù)容量的不同，裝設(shè)縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護?？v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