【正文】 論文能夠順利完成，離不開我?guī)啄陙?專業(yè) 知識的積累，離不開眾老師、父母、朋友、同學(xué)們的指導(dǎo)和支持。 30 致 謝 “ 冰凍三尺，非一日之寒 ” ，我在寫論文的過程中深深體會到了這句話的哲理。眾所周知，畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。保護接地是為了保護人身安全，防止觸電，而將在正常情況下不帶電的電氣設(shè)備外殼或金屬結(jié) 構(gòu)與接地體之間作良好的金屬連接。 發(fā)電廠和變電所中的接地裝置按工作性質(zhì)可分為工作接地和保護接地。接地線可分為接地干線和接地支線。接地體按結(jié)構(gòu)可分為自然接地體和人工接地體；按形狀可分為管形接地體和帶形接地體等。 接地裝置的作用 電氣設(shè)備的任何部分與土壤間作良好的電氣連接，稱為接地。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程設(shè)計 35kV、10kV 系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。 本工程設(shè)計采用裝設(shè)兩支獨立避雷針進行直 接防雷保護。 第三類建筑物 ： 凡不屬于第一、第二類建筑物有需要作防雷保護的建筑。 第二類建筑物 ： 條件同第一類，但電火花不易引起爆炸或不致于造成巨大破壞和人身傷亡。這類建筑物應(yīng)裝設(shè)獨立避雷針（或消雷器）防止直擊雷。對 6— 10kV 進線可以不裝設(shè)避雷線，只要在線路上裝設(shè)避雷器即可。如果變電所位于附近的高大建筑物（構(gòu)）上的避雷針保護范圍內(nèi)，或者變電所本身是在室內(nèi)的，則不必考慮直擊雷的防護。 變電所的防雷保護 變電所的防雷保護主要有兩個方面 ， 一是要防止變電所建筑物和戶外配電裝置遭受直擊雷；二是防止過電壓雷電波沿進侵入變 電所，危及變電所電氣設(shè)備的安全。 雷電的機械效應(yīng) ： 雷電產(chǎn)生強大的電動力可以擊毀桿塔，破壞建筑物，人畜亦不能幸免。為了防止干擾二次電纜采用屏蔽電纜。為了防止火災(zāi)蔓延和動物進入屋內(nèi)，電纜溝進建筑物時加裝穿墻孔板，施工完后按防火規(guī)程采用防火膠泥封墻。 測量表計 本工程 35kV 進線及 10kV 線路進出線均采用 級的干式電流互感器 ， 級的多功能智能型電度表 ， 其它回路采用 級的電流互感器 ， 智能型電度表 ， 具體根據(jù)《電氣測量儀表裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》配置。直流系統(tǒng)采用單母線接線方式。 直流系統(tǒng) 本變電所為了給斷路器合閘、微機綜合自動化系統(tǒng)、通訊及事故照明等直流用電 ， 裝設(shè)一套三面 GZDW30120Ah/220M 型智能微機高頻開關(guān)電源模塊直流成套裝置。 本變電所設(shè)計遠(yuǎn)動信息按二遙配置 。完全滿足于遙測、遙信、遙控、遙脈等功能和無人值班的需要 . 變電所采用的各種保護裝置均預(yù)留遠(yuǎn)動接口或直接帶有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口。變電站微機中央信號、事故及預(yù)告信號不依賴于后臺監(jiān)控主機。保護及監(jiān)控裝置為一獨立系統(tǒng) ， 組屏安裝 ， 35kV、10kV 保護能夠?qū)崿F(xiàn)有機整體配合。通信網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)現(xiàn)場控制總線 CAN總線。 繼電保護的配置 該變電所采用主控制室控制方式 ， 按無人值班有人值守設(shè)計 ， 采用分層分布式微機保護及監(jiān)控綜合自動化系 統(tǒng) ， 設(shè)計上系統(tǒng)縱向分為兩層 ： 變電層和間隔層。 電流互感器一般按三相配置。 （ 2） 電流互感器的配置 所有斷路器的回路均裝設(shè)電流互感器，以滿足測量儀表、保護和自動裝置的要求。 10kV 出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電容式電 壓互感器。 35kV 母線的三相上裝設(shè)電壓互感器一組三只。 本工程設(shè)計按照監(jiān)視、測量、繼電保護和自動化裝置的要求，配置互感器。 互感器的作用： ①將一次回路的高 電壓或大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓或小電流，使測 25 量儀表和保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。 互感器的配置 互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況，是一種專供測量儀表、控制及保護設(shè)備用的特殊變壓器。（ 2）單母線簡易分段的 10kV 配電裝置也采用屋外中型布置。 屋外電氣設(shè)備外絕緣體距地小于 時，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。 屋外配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于表 371所列數(shù)據(jù)。 A值可根據(jù)電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)試驗電壓和相應(yīng)電壓與最小放電距離試驗曲線確定，其它電氣距離是根據(jù) A值并結(jié)合一些實際因素確定的。對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離 中，最基本的是帶電部分對接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即A1和 A2 值。 外配電裝置的安全凈距 安全凈距是從保證電氣設(shè)備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)定的各電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應(yīng)該保持的最小空氣間隙。節(jié)約占地，降低造價，做到經(jīng)濟上合理。滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設(shè)備的安全。 （ 2）基本要求 配電裝置是變電所的重要組成部分，為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟的運行，配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：裝置的設(shè)計必 須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策。 屋內(nèi)配電裝置的特點：①占地面積??；②不受氣候影響；③外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響??；④房屋建筑投資大。按其組裝方式，有又可分為：如在現(xiàn)場組裝配電裝置的電氣設(shè)備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的開關(guān)電器、互感器等電器設(shè)備裝配在封閉或不封閉的金 屬柜中，構(gòu)成一個獨立的單元，成套供應(yīng)，則稱為成套配電裝置。它的主要作用：接受電能，并把電能分配給用戶。 因而，本工程設(shè)計的母線選用鋼芯鋁絞線。采用圓形截面的目的是為了防止產(chǎn)生電暈，因為圓形截面母線消除了電場集中的現(xiàn)象，而矩形截面母線的四角電場強度集中，易引起電暈。 矩形母線主要用在 35kV 及以下的屋內(nèi)配電裝置中。 （ 2） 母線截面形狀的選擇 母 線的截面形狀應(yīng)保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低，散熱良好，機械強度高，安裝簡單，連接方便。 鋼電阻率為銅的 6— 8 倍，而且用在交流電路中還會產(chǎn)生很大的渦流損耗和磁滯損耗，因此，在實際應(yīng)用中使用的較少。解決這個問題的方法，一般采用特制的銅鋁過渡連接器（由銅板和鋁板焊成的部件），但其效果不太理想。但當(dāng)鋁與銅或其它金屬連接時，由于鋁在常溫下迅速氧化，生成一層氧化鋁薄膜，它的電阻很大（電阻率達到 23 m??1010 ），而且不容易清除。但它在工業(yè)上有重要的用途，而且儲量不多，價值較貴，因此銅母線只用在空氣中含腐蝕性氣體（如靠近海岸或化工廠）的屋外配電裝置中。 （ 1） 母線材料的選擇 配電裝置的母線材料有銅、鋁和鋼。 母線的選擇 變電所屋內(nèi)和屋外配電裝置的主母線、變壓器等電氣設(shè)備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線、各種電器之間的連接導(dǎo)線，統(tǒng)稱為母線。此外，還需校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 （ 7） 校驗短路時的動穩(wěn)定 ij≥ ich 式中 ： ij— 斷路器的極限通過電流的幅值， kA； ich— 三相短路沖擊電流， kA。按額定開斷電流選擇斷路器時，必須滿足這樣的條件，就是在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的開斷電流不應(yīng)小 于高壓斷路器的滅弧觸頭開始分離電路內(nèi)的短路電流有效值，即 Iekd≥ Idt 式中 ： Iekd— 斷路器的額定開斷電流， kA； Idt— 短路器滅弧觸頭開始分開瞬間的短路電流有效值， kA。 （ 5） 按額定開斷電流選擇 斷路器除滿足正常工作條件外，還要求它能可靠地切斷最大短路電流。農(nóng)村變電所過去常采用少油斷路器和多油斷路器。當(dāng)屋外配電裝置處于嚴(yán)重污穢地區(qū)或積雪覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采用高一級電壓的斷路器。 （ 3） 按裝置種類選擇 裝置種類是指斷路器裝設(shè)的場所。 d 式中 ： Ie— 斷路器的額定電流； Ig下面敘述具體選擇的方法： （ 1） 按額定電壓選擇 Ue≥ Uw 式中 ： Ue— 斷路器的額定電壓； Uw— 斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。 斷路器的選擇 高壓斷路器是根據(jù)其主要技術(shù)參數(shù)來選擇的。 根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則，按正常運行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗設(shè)備。 電氣設(shè)備的選擇 電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，其運行條件不完全一樣，選擇方法也不完全相同，但對他們的基本要求是相同的。 根據(jù)本變電所電源側(cè) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃，計算出系統(tǒng)最大、最小運行方式下的短路電流，為母線系統(tǒng)的設(shè)計和電氣設(shè)備的選擇做好準(zhǔn)備，若短路電流過大，就要考慮采取限流措施。 （ 2）選擇和整定用于短路保護的繼電保護裝置時，需應(yīng)用短路電流參數(shù)。所以必須設(shè)法消除可能引起短路的一 21 切因素，使系統(tǒng) 安全可靠地運行。 （ 6）不對稱的接地短路，其不平衡電流將產(chǎn)生較強的不平衡磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備及其他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號，使通訊失真、控制失靈、設(shè)備產(chǎn)生誤動作。 （ 4）短路可造成停電狀態(tài)，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。 （ 2）短路點的電弧可能燒壞電氣設(shè)備的載流部分。如此大的短路電流會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。 短路電流水平 短路的危害 發(fā)生短路時，由于部分負(fù)荷阻抗被短接掉，供電系統(tǒng)的總阻抗減小，因而短路回路中短路電流比正常工作電流大得多。不對重要用戶回路，均以雙回線路供電，以保證供電的可靠性。單母線分段接線的優(yōu)點：①用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線不間斷供電和不致使大面積停電。斷路器選用六氟化硫斷路器。每條引出線回路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的隔離開關(guān)稱作線路隔離開關(guān)。供電電源是變壓器或高壓進線回路。 按 GB50059— 92《 35～ 110kV 變電所設(shè)計規(guī)范》（國家標(biāo)準(zhǔn)）的有關(guān)規(guī)定，本變電所為簡易變電所，從投資方面考慮要減少投資，但要保證供電可靠性，因而按照規(guī)程要求： 35kV 側(cè)的接線方式 出線為三回，考慮到主變不會經(jīng)常投切，線路檢修 操作方便、便于擴建和采 20 用成套配電裝置等因素，采用單母線接線方式。特別是農(nóng)村終端變電所，可適當(dāng)采用熔斷器或接地開關(guān)等簡易開關(guān)電器，以達到提高經(jīng)濟性的目的。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，終端或分支變電所如只有一個電源時 ， 也可只裝設(shè)一臺主變壓器。 （ 4）變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 變電所根據(jù) 5— 10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。農(nóng)閑季節(jié)負(fù)荷低時，可以切除一臺，以減少空載損耗。為此，應(yīng)考慮下列情況： （ 1）確定變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 各類變電所在電力系統(tǒng)中的地位是不同的，所以對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性等的要求也不同，因此，就決定了有不同的電氣主接線。 （ 4） 過負(fù)荷能力校驗 19 關(guān)于過負(fù)載能力校驗的計算略去，因所選主變?nèi)萘?6300kVA。對裝設(shè)一 臺主變，其容量應(yīng)為 6300kVA，但考慮到今后 5— 10 年內(nèi)的發(fā)展情況并根據(jù)《精河縣“十五”國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》報告，“十五”期間精河縣計劃投產(chǎn)有較大耗電項目，并結(jié)合規(guī)劃要求，且由緒論中負(fù)荷預(yù)測可知需加大主變壓器容量，因而選用兩臺 S96300/35 型變壓器作為主變，二次電壓為 10kV。對具有兩臺主變的變電所，其中一臺主變的容量應(yīng)大于等于 70%的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷，兩者中取最大值作為確定主變?nèi)萘康囊罁?jù)。 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊⑴》（電氣一次部分）的要求，并根據(jù)本變電所的具體情況和可靠性的要求，以及今后 5～ 10 年城市負(fù)荷的增長，由于該變電所為城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～20年的負(fù)荷發(fā)展要求，選用同型號的三相雙繞組變壓器