【正文】 同時也感謝其他老師在我畢業(yè)設(shè)計開題、末檢期間給予的關(guān)懷和幫助，以及 母校 為我提供良好的畢業(yè)設(shè)計環(huán)境。老師求實的治學(xué)態(tài)度，認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，深厚的學(xué)術(shù)造詣和豐富的實踐經(jīng)驗，使我受益匪淺。 (2)進(jìn)線段為電纜線：經(jīng)電纜進(jìn)線接到架空線上的 GIS 保護(hù)接線，則采用圖83所示接線方式。在負(fù)極性時，導(dǎo)體電極附近的高場強(qiáng)使電子崩容易發(fā)展而形成擊穿，故負(fù)極性擊穿電壓比正極性低（參見圖 81），所以 GIS的絕緣水平?jīng)Q定于雷電沖擊水平，降低雷電過電壓，就是降低 GIS 變電站 的絕緣先決條件。因此， GIS 的絕緣水平主要取決于雷電沖擊電壓水平。 TGPR 的危害 (1)對弱電設(shè)備產(chǎn)生騷擾，影響正常的功能，以致誤動或拒動； (2)對弱電二次設(shè)備的絕緣形成威脅，甚至擊穿短路；也可能擊穿 GIS 的某一絕緣 部件，乃至間隔造成接地短路事故。由于各匝之間的串聯(lián)電容和匝對地電容數(shù)值不同，其電容上電壓的分布就有差異。 （ 3） 沿 GIS 母線導(dǎo)管傳播的 VFTO 和沿 GIS 殼體與接地系統(tǒng)的 TGPR 都會形成暫態(tài)電磁場，形成輻射騷擾。這不僅影響 GIS 本身運行的可靠性，而且對電力系統(tǒng)的其他高壓設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)造成很大危害。因此， GIS 在山區(qū)水電站、污穢地區(qū)配電系統(tǒng)和城市電網(wǎng)改革中得到廣泛的應(yīng)用，而且在空氣稀薄的高海拔地區(qū)和地震頻繁活動的地區(qū)，選用 GIS 也有著極為廣闊的前途。安全可靠，人身安全，設(shè)備運行可靠。它是由短路器、母線、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管 7 種高壓電器組合而成的高壓配電裝置。該穩(wěn)態(tài)值就是中性點的零序電壓 U0，可計算如下 000 XIU ?? 因零序電流 0120 XXUI ?? ? 故 ?UXXXXU102100??? （ 74） 式中的 ?U 為相電壓， X0、 X1分別為零序、正序電抗。在選擇避雷器時，應(yīng)按照以下要求加以考慮 。 海拔愈高，愈應(yīng)加以重視。當(dāng)避雷器至被保護(hù)設(shè)備的連接導(dǎo)線較長時，應(yīng)該校核這段導(dǎo)線附加的壓降對 保護(hù)裕度的影響，此時式（ 71）和（ 72）中的避雷器保護(hù)水平應(yīng)計入這一附加壓降。 U O BIL 2 1 SIL i 圖 71 避雷器特性與被保護(hù)設(shè)備絕緣水平的配合 ； 25 （ 4）當(dāng)選擇用于頻繁發(fā)生操作過電壓場所的避雷器時，例如保護(hù)輸電線路的串聯(lián)或并聯(lián)補償電容器組和真空開關(guān)控制的經(jīng)電纜饋電的冶煉變壓器等設(shè)備，氧化鋅避雷器的性能更為理想。我國主要是采用金屬氧化物避雷器西方國家除用外，還在所有電 氣裝置上安裝空氣間隙，作為失效后的后備保護(hù) ，選擇避雷器時，通常經(jīng)過以下幾個步驟。 根據(jù)運行經(jīng)驗與研究結(jié)果，美、日等國的電力設(shè)備一般在雷電過電壓作用時采取的保護(hù)裕度推薦值不小于 20%，在操作過電壓作用時采取的保護(hù)裕度不小于24 15%。s 的沖擊電流殘壓。 （ 2）對于操作過 電壓，碳化硅避雷器應(yīng)在波頭 30～ 60181。 保護(hù)裕度 PM的計算式如下： %1 0 0??? 避雷器的保護(hù)水平 避雷器的保護(hù)水平設(shè)備的絕緣耐受強(qiáng)度MP （ 71） 在考慮雷電過電壓和操作過電壓作用時，設(shè)備的絕緣耐受強(qiáng)度分別用它的基準(zhǔn)絕緣水平（ BIL）和操作沖擊絕緣水平（ SIL）來表示，同時，避雷器保護(hù)水平相應(yīng)按如下方法取值。 對于一般變電所的雷電侵入波保護(hù)設(shè)計主要在于選擇避雷器安裝位置，其原則是在任何可能運行方式下，變壓器和各設(shè)備到避雷器的電氣距離均應(yīng)小 于其最大電氣距離。在變電所設(shè)計時，應(yīng)使所有設(shè)備到避雷器的電氣距離都在保護(hù)范圍內(nèi)，即滿足 jUnU ? jUKvlabU ??? 25 (610) 對于一定陡度的入侵波 a，最大允許電氣距離 lmax為 KvabUjUl25ma x ??? (611) 當(dāng)以空間陡度 a’ =a/v kV/m 計算時，式（ 611）改寫為 a bUjUl 5m ax ??? (612) 22 實踐證明，由于設(shè)備電容存在，母線上出線多于兩條時， a 會降低，可將 l加大，即將式（ 612）乘系數(shù) k即 ka bUjUl 5m ax ??? (613) 當(dāng)母線上出線 4時， k值分別 取 、 、 、 。 綜合以上的分析可得出：為保證設(shè)備安全，必須限制避雷器動作后流過避雷器的電流在 5kA 以下，同時，也要限制侵入波的陡度 a 和注意電氣設(shè)備與避雷器之間的電氣距離 l。 如圖 65 所示為雷電波侵入變電所時變壓器上的電壓波形，其電壓具有振蕩性，振蕩軸為避雷器殘壓，這是由于避雷器動作后產(chǎn)生的負(fù)電壓波在 B 點與 T點之間多次反射引起的。（ 2）進(jìn)線刀閘上的電壓 uL(t)和變壓器上的電壓 uT(t) 從表 62 和表 63中可以看出，進(jìn) 線刀閘處電壓的最大值 UL為 vlabULU 125 ??? （ 66） 圖 64 接線上各點的電壓波形 uB i 2i2 if 2a(iif) 2a(iif) Ub5 =2a(if i2 ) 2a(ii1i2) ai 2(i1+i2) i1+2i2 Ub5 +2ai1 Ub5 +2ai2 Ub5 Ub5 2ai2 if 2i2 2i2 (a) (c) (b) i uL uT i 19 表 62 進(jìn)線刀閘上電壓 uL（ t） i Lu ? ?v li 21l2 ?＜ ai ? ?v llivlfi 21212 ?? ＞＞ ? ? ?????? ????????? ??? v lliav lliaai 212212 vlfii 12?＞ vlabUv lliavliiav llia 12521121212212 ??????????? ????????? ???????? ??????????? ?? 表 63 變壓器上電壓 uT(t) i Tu fii＜ ai2 fii? vlabUfai 2252 ??? vlfii 22?? vlabUvlfiavlfifiavlia 2252222242212 ??????????? ???????? ???????? ??????????? ? vlfii 24?? vlabUfai 2252 ??? ?? ?? 變壓器上電壓的最大值 UT為 vlabUTU 125 ??? (67) 由式 (64)和式 (65)表明，不論被保護(hù)設(shè)備位于避雷器前還是避雷器后，只要設(shè)備離避雷器有一段距離 l，則設(shè)備上所受沖擊電壓的最大值必然高于避雷器殘壓 Ub5。 ZnO 避雷器裝設(shè)在母線上，進(jìn)線刀閘離母線為l1，變壓器離母線距離為 l2，在等效電路中忽略各電氣設(shè)備的對地電容，點 L、 B、T分別表示進(jìn)線斷路器、避雷器和變壓器的位置。 2u U ub 1 2 Z Ub ub Z1 ib 2u Z1 (a)接線圖 (b)動作前等值電路 (c)動作后等值電路圖 圖 61 避雷器接在變壓器端的接線和等值電路 16 避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間的距離（ l≠ 0） 變電所中有很多電氣設(shè)備，我們不可能在每個設(shè)備旁裝設(shè)一組避雷器加以保護(hù)，一般只在變電所母線上裝設(shè)避雷器，變壓器是最重要的設(shè)備，避雷器應(yīng)盡量靠近變壓器。 當(dāng)避雷器上的電壓 2u(t)與避雷器伏秒特性 uf(1)相交時，如圖 62 所示，間隙放電，其后等效電路如圖 61（ c） 所示，可得 12 Zbibuu ?? （ 61） 15 式中： ib為流過避雷器的電流； Z1為線路的波阻。 首先分析避雷器直接 裝設(shè)在變壓器出線端的簡單接線，如圖 61（ a） 所示。避雷器應(yīng)安裝在母線上，在任何情況下，變壓器均應(yīng)受到避雷器的保護(hù)，所以各段母線上都應(yīng)裝設(shè)避雷器。 雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。 中性點保護(hù)的作用有： （ 1）中性點直接接地運行時，零序電流保護(hù)起作用，避雷器作后備保護(hù)（防止直接接地運行因故變成中性點不接地運行）； （ 2）不接地運行時，在大氣過電壓或系統(tǒng)接地故障瞬態(tài)過電壓下，避雷器動作； （ 3）不接地運行時，系統(tǒng)故障引起工頻過電壓，棒間隙放電，同時間隙零序電流保護(hù)動作切除變壓器，母線 3U0過電壓保護(hù)做后備。由于現(xiàn)在斷路器都是連動的，因此出現(xiàn)上述情形比較少，但在實際變電站運行中曾出現(xiàn)過，在中性點過電壓保護(hù)設(shè)計中也要給予考慮。這種非正常運行狀態(tài)曾在不少地區(qū)出現(xiàn)，引起健全相及中性點避雷器爆炸。由于電網(wǎng)各處 X0/X1 不容易準(zhǔn)確提供，且有效接地系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一般 K≤ 3，當(dāng) K=3 時過電壓最嚴(yán)重。內(nèi)部過電壓分為兩類，即：因操作和故障引起的瞬間（以毫秒計）電壓升高，稱為操作過電壓；在瞬間完成之后出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的工頻電壓。內(nèi)部過電壓主要是由于電力系統(tǒng)內(nèi)部運行方式改變引起的過電壓反映，其主要包括操 作過電壓和暫時過電壓。 由此可見 ,接地電阻取 10?較合適。 接地是指將地面上的金屬物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，它所要求的接地電阻值約在 ?的范圍內(nèi)。被保護(hù)變電所總長 ,寬 ,查手冊，門型架構(gòu)高 15m。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)。 變電所的雷害事故來自兩個方面 :一是雷直擊變電所 。上述防護(hù)措施均未考慮低壓部分過電壓，未考慮雷電入侵波或危險電位通過進(jìn)所金屬管線引入構(gòu)成對電子設(shè)備的威脅。以前裝設(shè)的避雷器大多為裝在線路端的管型避雷器和裝在母線、設(shè)備處的閥型避雷器，目前均由性能更好的金屬氧化物避雷器所取代。雷擊避雷針時，雷電流流經(jīng)避雷針及其接地裝置，避雷針與被保護(hù)設(shè)備或構(gòu)架之間的空氣間隙被擊穿而造成跳火事故，雷電流越大，跳火的可能性越大。如果一個變電站有 4 根針，每邊相距 50m，雷擊概率則為 次 /年。 n球與地面接觸點到針尖這段弧，如果碰不到被保護(hù)物體，則被保護(hù)物處在保護(hù)范圍內(nèi)。目前國際上流行的一種滾球法理論校核獨立避雷針的保護(hù)范圍比較符合實際。特別注意的是電子設(shè)備的高阻抗輸入回路，信號回路等引線較長，且直接連接的金屬體積較大處，雖 然已作電磁屏蔽（采用屏蔽電纜且屏蔽層兩端接地）仍會遭受厄運。 事實上，在生產(chǎn)實踐中，雷擊的靜電感應(yīng)破壞力數(shù)倍于電磁感應(yīng)。雷電流變化梯度很大，會產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場，使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流可能向周圍物體放電，如附近有可燃物就會引發(fā)火災(zāi)和爆炸，而感應(yīng)到正在聯(lián)機(jī)的導(dǎo)線上就會對設(shè)備具有強(qiáng)烈的破壞性。連接在不同等電位地網(wǎng)上的電子設(shè)備，如果其間有電信號聯(lián)系，那么超過其容許承受能力的地電位差將導(dǎo)致設(shè)備損壞。如果受雷擊變電站輸電線路來自另一個5 不同地網(wǎng)的變電站，那么上升的地電位與輸電線上的電位將形成巨大反差，導(dǎo)致與輸電線路相連的電氣設(shè)備的損壞。該式還表明，地表安裝獨立避雷針后，將會在其附近出