【正文】 避雷針設(shè) 計(jì)計(jì)算 ......................................................................................39 避雷針整定計(jì)算: ..........................................................................................39參考資料 ......................................................................................................................41附圖 ..............................................................................................................................42第一部分: 說(shuō)明書(shū)第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 原始資料：待設(shè)變電所在城市近郊，地勢(shì)平坦，交通方便。電源情況：待設(shè)變電所連著電力系統(tǒng)及兩個(gè) 220KV 發(fā)電廠。負(fù)荷情況：（1）110KV 負(fù)荷：為開(kāi)發(fā)區(qū)的煉鋼廠，最大負(fù)荷為 42MW ，功率因數(shù)為，以兩回線送出。序號(hào) 用 戶 名 稱 最 大 負(fù) 荷 M W負(fù) 荷 性 質(zhì) 功 率 因 素1 印 染 廠 1．82 自 行 車(chē) 廠 0．93 機(jī) 械 廠 2．14 肉 聯(lián) 廠 2．45 木 材 加 工 廠 2．06 建 材 廠 0．6I 0．95（3）最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) ，同時(shí)率取 ?氣象及地質(zhì)條件（1）年最高溫度 ，年最熱月平均溫度 ，年最低溫度 。 設(shè)計(jì)任務(wù)：選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型式；設(shè)計(jì)變電所電氣主接線，并論證其最佳接線方案；計(jì)算短路電流及選擇主要電氣設(shè)備；進(jìn)行配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)。 220KV 側(cè)接線：220KV 側(cè)是變電所的電源部分，若發(fā)生故障將使整個(gè)變電所包括由變電所供給的所有一類(lèi)負(fù)荷都會(huì)停電，這是不滿足供電可靠性的，因此該側(cè)接線首先要滿足可靠性準(zhǔn)則要求，因此擬定了三種主接線方案可供選擇：方案一：采用單母線分段接線方式：（1）單母線分段接線特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同處引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障檢修時(shí)，該段都要在檢修內(nèi)停電，2）當(dāng)雙線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。（2）這種接線適用范圍：1）6~10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)。3）110~220KV 配電裝置出線回路線為 3~4 回時(shí)。缺點(diǎn)：1）增加一組母線和使每回路需增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)； 2）當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電氣容易誤操作。這種接線適用范圍是：1）6~10KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需帶電抗器時(shí)。3）110~220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)，或當(dāng) 110~220KA 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上時(shí)。綜合以上分析，對(duì)于該變電所 220KV 主接線，采用方案 2，雙母線接線方式，這種接線方式可靠性高，且無(wú)母聯(lián)斷路器操作問(wèn)題和旁路操作等問(wèn)題，因此確定雙母線接線方式為 220KV 主接線方式。2）本單元均經(jīng)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)接至公共聯(lián)接點(diǎn)心匯流母線，其正 常投切與故障切除互不干擾、靈活方便，具有完全獨(dú)立性。缺點(diǎn)：1）母線范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，與母線相聯(lián)的所有電源回路均需切除，全部負(fù)載中斷供電使整個(gè)裝置在修復(fù)間停止工作。3）各接線單元的斷路器檢修時(shí)，該單元中斷工作。2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向衡擴(kuò)建。2） 35—63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回時(shí)。方案三、 采用內(nèi)橋式接線：這種接線特點(diǎn)：這種接線為無(wú)母線接線，因此可節(jié)省一條母線，但要增加斷路器，接線如下圖。綜合以上分析，對(duì)該變電所 110KV 主接線，最終確定為單母線分段接線方式。3）接線簡(jiǎn)單，清晰，設(shè)備量少，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。2）母線式母線隔離開(kāi)關(guān)在停電檢修期間，整個(gè)裝置停止供電。方案二、 單母線分段：?jiǎn)文妇€分段接線特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同引出兩個(gè)回路，有個(gè)電源供電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障檢修時(shí)，該段都要在檢修內(nèi)停電；2）當(dāng)雙線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。方案三、 雙母線：這種接線方式特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）供電可靠；　　　2）調(diào)度靈活；　　　3）擴(kuò)建方便；4）便于試驗(yàn)；缺點(diǎn)：1）增加一組母線和使每回路需增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)；　　　2）當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電氣容易誤操作。這種接線適用范圍是：1）6—10KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需帶電抗器時(shí)。3）110—220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)，或當(dāng) 110—220KA配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上時(shí)。 變電所總體電氣主接線：　經(jīng)過(guò)三個(gè)電壓等級(jí)電氣主接線的選技組合成為變電所的總體電氣主接線，見(jiàn)圖 10。因本變電所有三個(gè)電壓等級(jí)，分別為 220KV、110KV 和 10KV，因此要求變壓器采用三繞組變壓器。此外，一臺(tái)三繞組變壓器代替兩臺(tái)甚至三臺(tái)雙繞組變壓器可節(jié)約本體設(shè)備費(fèi)用。最后結(jié)合計(jì)算出的 SH 值和設(shè)計(jì)要求，該變電所有三個(gè)電壓0K等級(jí)，因此最終選定變壓器為太原變壓器廠生產(chǎn)型號(hào)為：SFSZ9——40000/220的三繞組變壓器。所選變壓器參數(shù)：型號(hào)：SFSZ9——40000/220。第四章 短路電流計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)的變電所電氣主接線，給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，采用標(biāo)么值計(jì)算，?。?，則網(wǎng)絡(luò)中各元件的阻抗標(biāo)么值如圖１１所示。表１－１　　　　　　　　　　短路電流計(jì)算結(jié)果表　短路點(diǎn)編號(hào)支路名稱 I?220KV母線短路KAKAKAKAKAKAKA2d10KV母線短路KAKAKAKAKAKAKA3110KV母線短路KAKAKAKAKAAKA第五章 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇 選擇導(dǎo)體和電器遵循的原則： （1） 所選導(dǎo)體和電器力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理，貫徹以鋁代銅，節(jié)約占地等國(guó)策。遲鈍滿足正常運(yùn)行，檢修和短路情況的要求。按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行計(jì)算。（5） 所選的導(dǎo)體和電器，應(yīng)按當(dāng)?shù)氐臍鉁?，風(fēng)速，覆冰，海拔等環(huán)境條件校核。表 12：220KV 變電所導(dǎo)體和電器選擇表電壓等級(jí)（KV）項(xiàng)目名稱 220KV 110KV 10KV主變壓器 1和 2變壓器為太原變壓器廠生產(chǎn)的三繞組變壓器： SFSZ9（SFPZ9）——40000/220 型結(jié)線方式 雙母線方式 單母線分段方式 單元母線分段方式布置形式 高型 中型 中型進(jìn)線回路數(shù) 4 2 2出線回路數(shù) 2 2 12出線方式 導(dǎo)線 架空出線 架空出線主要設(shè)母線 LMY220 LMY110 LMY10斷路器 LW□(SFM)220 LW□ (SFM)110 40125/10???SN隔離開(kāi)關(guān) GW4220 Gw4110套管絕緣 CWL10/1000避雷器 496/201?WYFCZ110J FZ35電壓互感器 JDC220 JDC6110 JSW10備型號(hào)電流互感器 LB1220 LB1110 LB10電壓互感器和電壓互感器的配置為初步配置，后面還需和繼電保護(hù)配合。初步定 220KV 電流互感器的型號(hào)為：LB1220；110KV 電流互感器的型號(hào)為：LB1110；10KV 電流互感器的型號(hào)為：LB10。即母線都在不同的高層上的方式。 110KV 屋外配電裝置：根據(jù) 110KV 主接線方案，110KV 母線采用單母線方式，因此從簡(jiǎn)單布置方面考慮，采用中型布置配電裝置的方式，即除母線在高處外。其配置見(jiàn)附圖 2（a） ；平面布置圖見(jiàn)附圖 2(b)；剖面圖見(jiàn)附圖 2（c） 。10KA 采用手車(chē)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜，將柜內(nèi)主要設(shè)備（例如斷路器）裝置配在特制的小車(chē)上，檢修這些設(shè)備時(shí)，只要按定操作程序?qū)⑿≤?chē)?yán)?，再用同型的備用小?chē)推入，便可迅速恢復(fù)送電，并可在柜外方便檢修，由于通常不需進(jìn)入柜內(nèi)檢修設(shè)備，加上用插入式隔離觸頭代替隔離開(kāi)關(guān)，柜體尺較固定式為縮小。第七章 變電所防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 避雷針的布置及保護(hù)范圍計(jì)算：避雷針是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護(hù)直擊雷過(guò)電壓的主要設(shè)施。廠房、主控室和屋內(nèi)配電室采用屋頂上的避雷帶進(jìn)行防雷。宜設(shè)置（ 8）個(gè)避雷針，其中 1~8避雷針設(shè)立在變電所門(mén)型架上，這樣即可減少避雷針長(zhǎng)度，又可增大保護(hù)范圍。 各電壓等級(jí)的避雷器選擇：避雷器是發(fā)電廠，變電所防護(hù)雷電侵入波的主要設(shè)施。氧化鋅避雷器的工頻電壓參數(shù)和通流能力應(yīng)滿足以下要求：1）氧化鋅避雷器的額定電壓應(yīng)大于電網(wǎng)工頻過(guò)電壓。3）氧化鋅避雷器通流能力應(yīng)滿足電網(wǎng)向避雷器的放電能量。按以上要求，計(jì)算 220KV 電網(wǎng)的實(shí)際參數(shù)：電網(wǎng)最高運(yùn)行相電壓有效值為：???xqU電網(wǎng)最大工頻過(guò)電壓有效值為：母線側(cè)： ..xq電網(wǎng) 2ms 方波電流按下式估算：（KA）EUIbcb??0式中： ,根據(jù)《規(guī)程》220KV 系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)線 路 操 作 過(guò) 電 壓 幅 值?cU= ???相應(yīng)于