35kV變電站一次部分設(shè)計(jì)中

1、第6章 無(wú)功補(bǔ)償 6.1 無(wú)功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場(chǎng)來(lái)傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)約占全部負(fù)荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率很大，必須有足夠的無(wú)功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 電力系統(tǒng)中的無(wú)功電源由三部分組成：1、發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無(wú)功功率（一般為有功功率的40%-50%）；2、無(wú)功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無(wú)功功率；3、110kV及以上電壓線路的充電功率。電力系統(tǒng)中如無(wú)功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時(shí)，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)

2、備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%70%時(shí)，用戶的電動(dòng)機(jī)將不能啟動(dòng)甚至造成燒毀。所以進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是非常有必要的。6.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 補(bǔ)償前cos=0.75，求補(bǔ)償后達(dá)到0.9。因此可以如下計(jì)算：設(shè)需要補(bǔ)償XMva 的無(wú)功則 cos=0.9 (6-1)解得 X=3.377MVar 6.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類(lèi)。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類(lèi)。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可

3、無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無(wú)功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵(lì)補(bǔ)償容性無(wú)功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國(guó)經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無(wú)功，降低電壓波動(dòng)和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過(guò)電壓的功能。其運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價(jià)太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可

4、集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?.4 并聯(lián)電容器裝置的分組6.4.1分組原則（1）對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。（2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時(shí)，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動(dòng)投切。負(fù)荷變化不大時(shí)，可按主變壓器臺(tái)數(shù)分組，手動(dòng)投切。（3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電

5、壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)2.5%。 6.4.2分組方式并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級(jí)數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開(kāi)斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。6.5 并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。從電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分）502頁(yè)表9-17可比較得出，應(yīng)采用Y形接線，因?yàn)檫@種接線

6、適用于6kV及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時(shí)不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。選用BFM115003型號(hào)的高壓并聯(lián)電容器7臺(tái)。額定電壓11kV。額定容量500kVar。第7章 總平面布置設(shè)計(jì)及配電裝置的選擇7.1 總平面布置設(shè)計(jì)概述 電氣總平面布置是一項(xiàng)綜合性的工作， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先滿足本專(zhuān)業(yè)的要求, 還需考慮系統(tǒng)、線路甚至是土建等各專(zhuān)業(yè)的多方面要求。但首先應(yīng)從工藝的角度出發(fā), 而且作為工藝專(zhuān)業(yè)應(yīng)積極主動(dòng)對(duì)各專(zhuān)業(yè)所遇到的矛盾及問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)解決。變電電氣專(zhuān)業(yè)是變電站設(shè)計(jì)中的工藝專(zhuān)業(yè), 而

7、配電裝置布置是實(shí)現(xiàn)電氣生產(chǎn)工藝流程的核心內(nèi)容。電氣總平面應(yīng)從配電裝置人手, 全面了解各級(jí)電壓各型配電裝置的布置特點(diǎn), 并將其作為解決好各專(zhuān)業(yè)之間問(wèn)題及矛盾的重要手段。 配電裝置均要采用較為緊湊的布置, 要充分考慮到站址周?chē)h(huán)境的實(shí)際情況, 做到了因地制宜, 統(tǒng)籌安排, 合理緊湊, 節(jié)約用地和基建投資。 站址的選擇需兼顧城市規(guī)劃、環(huán)保、軍事設(shè)施、國(guó)土資源、航空、文物等諸多因素, 開(kāi)展工作的難度較大。設(shè)計(jì)方案在滿足規(guī)程規(guī)范及功能性要求下，應(yīng)優(yōu)化變電站的布置，盡量減少占地面積，從而為電力建設(shè)的順利開(kāi)展打下基礎(chǔ)。變電站的地址選擇、設(shè)計(jì)以及建設(shè)工作都應(yīng)當(dāng)本著節(jié)約資源與保護(hù)土地的基本原則進(jìn)行。還應(yīng)當(dāng)盡量做

8、到遠(yuǎn)近相結(jié)合,并且能夠考慮遠(yuǎn)期規(guī)劃的規(guī)模。變電站施工前期的布置設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)有科學(xué)性、合理性,緩解地區(qū)供電負(fù)荷的壓力外,為地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量,努力為我國(guó)的社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)添磚加瓦。7.2 總平面布置設(shè)計(jì) 電氣總平面布置的要求：1、充分利用地形，方便運(yùn)輸、運(yùn)行、監(jiān)視和巡視等；2、出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設(shè)備之間的連線；3、符合外部條件，安全距離要符合要求。 7.2.1 變電站地址選擇 變電站的選址工作是決定變電站建設(shè)能夠順利完成的基礎(chǔ)。它除了要求自然地形略有起伏、地勢(shì)較高并且地形相對(duì)平坦的區(qū)域、不受洪水的影響、并且雨水排散條件良好的地域、進(jìn)出交通便利等自然因素外,還應(yīng)當(dāng)兼顧城市規(guī)劃

9、、環(huán)境保護(hù)、軍事設(shè)施、國(guó)土資源保護(hù)以及地方文物保護(hù)等社會(huì)因素。所以,變電站的選址應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的論證以及現(xiàn)場(chǎng)勘探,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,才能夠最終確定。 7.2.2 變電站的進(jìn)出道路 為保證施工期間大件工程設(shè)施的運(yùn)輸方便和日后維修便利,變電站的選址交通條件應(yīng)當(dāng)較好。依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦魏徒煌ňW(wǎng),考慮到主變壓器主要是由大貨車(chē)運(yùn)輸,所以在考慮自然因素以及社會(huì)因素外,最適合建變電站的應(yīng)當(dāng)連接主要公路要道?？梢苑奖阕冸娬窘ㄔO(shè)工作的順利進(jìn)行的同時(shí),也能夠改善當(dāng)?shù)氐慕煌ā?7.2.3 變電站總平面的布置設(shè)計(jì) 變電站的總平面布置設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合站區(qū)的總體性規(guī)劃和工藝要求。在滿足了自然條件以及工程特點(diǎn)外,還必須考慮變電站的安全設(shè)

10、施、周邊衛(wèi)生環(huán)境、運(yùn)行和檢修等各方面的因素。龍興35kV變電站設(shè)計(jì):變電站的總平面設(shè)計(jì)可在站區(qū)A點(diǎn)方向作為北方向。在站區(qū)的南邊,由南出線,布置35kV的配電裝置。于站區(qū)北面,向東西兩個(gè)方向出線,布置10kV的配電裝置。站區(qū)中間再布置主變以及兩邊配置10kV的無(wú)功補(bǔ)償裝置(也可以將繼電器小室布置在站區(qū)中間)。站區(qū)南面的中部設(shè)置為站前區(qū),站區(qū)大門(mén)設(shè)置在向南方向。而在站區(qū)前可集中對(duì)主控制建筑以及污水處理裝置等進(jìn)行設(shè)置。 之所以把主控制建筑設(shè)置于站區(qū)南面的中間,除了主控制樓連接各處的配電裝置地區(qū)的電纜可大大縮短,有利于對(duì)全站設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行觀測(cè)外,還使得站外的引水能夠便利地進(jìn)入主控制建筑、處理好的污水

11、可以方便排出站區(qū)。而且,主控制建筑與進(jìn)站大門(mén)相近,有利于對(duì)出入站內(nèi)的車(chē)輛進(jìn)行管理。主控制建筑面向南方,通風(fēng)與采光條件極佳,保障站內(nèi)工作人員的生活質(zhì)量。 變電站的站前區(qū)可進(jìn)行通道式的廣場(chǎng)布置,在其背面布置為變電站的主控制建筑,南面則可設(shè)計(jì)成主要運(yùn)輸?shù)缆贰Ｍ瑫r(shí)為了美化變電站的環(huán)境,對(duì)施工后的主變區(qū)域較雜亂的場(chǎng)所進(jìn)行掩蓋,通過(guò)人工處理、綠化等措施進(jìn)行施工。在變電站的大門(mén)進(jìn)口處,布置綠化帶,重點(diǎn)處理。并且在站前區(qū)域的圍墻內(nèi)側(cè)種一些灌木,起到襯托變電站的建筑群,起到美化環(huán)境的效果。同時(shí),根據(jù)實(shí)際需求,在靠近各個(gè)配電裝置區(qū)域和站內(nèi)交通要到布置若干保護(hù)小室、主變無(wú)功的電源小室和站用的配電室,以保證變電站的安

12、全無(wú)患。 7.2.4 變電站的豎向布置設(shè)計(jì) 變電站區(qū)域的豎向布置設(shè)計(jì),首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合該區(qū)域的地形特征,對(duì)變電站工程的施工、所需設(shè)施的運(yùn)輸以及日后的檢修等方面進(jìn)行綜合的考慮、研究后方可確定。應(yīng)當(dāng)最大化地避免場(chǎng)地的平整土方以及邊坡等的工程量。所以,在對(duì)變電站的方案特征以及工藝的布置綜合研討后,應(yīng)當(dāng)把工作的重心放在豎向的布置形式設(shè)計(jì)、坡度測(cè)量以及坡向的定位、變電站的土方平衡點(diǎn)的設(shè)置上。變電站的站址選擇一般為山前坡腳,此處地形通常會(huì)略有起伏,且地勢(shì)會(huì)較為寬闊,所需占用農(nóng)田面積較少。綜合考慮了變電站區(qū)域的總平面布置、建筑群地基處理、區(qū)域地形特點(diǎn)等因素,同時(shí)也對(duì)以往變電站的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參考后,可規(guī)劃變電

13、站區(qū)域的豎向布置設(shè)計(jì)方案,并且對(duì)其進(jìn)行土方計(jì)算。因?yàn)樽冸娬镜恼嫉孛娣e比較大,地形的高低差也較大,所以變電站的站址在方位上的變化會(huì)對(duì)土方計(jì)算工作造成極大的影響。對(duì)變電站豎向的布置設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從其線路的通暢、便捷等角度進(jìn)行考慮,同時(shí)也要結(jié)合考慮變電站站址的地形特征,最終確定在變電站區(qū)域的長(zhǎng)方向、與地形的等高線平行進(jìn)行布置。由于豎向的地形高低相差較大,自然底面的坡度也相應(yīng)的較高,所以變電站的豎向布置的排水系統(tǒng)通常會(huì)用道路的人工設(shè)施排水系統(tǒng)和自然地形的排水兩者結(jié)合在一起的方案。 變電站的豎向坡度應(yīng)當(dāng)依據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行以及安裝。結(jié)合實(shí)際的地形條件,主要確定35kV的配電裝置和10kV配電裝置區(qū)域

14、的坡度、坡向布置設(shè)計(jì)方案,同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的土方量的計(jì)算。35kV的配電裝置設(shè)置為懸吊形的管形母線,它的設(shè)置方向定位變電站的B點(diǎn)方向。由于管形母線均平行,因此B點(diǎn)的方向坡度不宜過(guò)大。為了考慮到變電站區(qū)域內(nèi)的地形同地面的連貫性,因此,35kV的配電裝置坡度為0,在B點(diǎn)方向。由于35kV的連線均是軟線,所以受設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和安裝的影響偏小,所以其坡度可設(shè)置較大,一般定在1.5%2.2%之間。其坡向應(yīng)當(dāng)和自然地形坡向相同,形成北高南低;10kV的配電裝置根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置為懸吊式的管形母線,管形與連續(xù)的5跨架構(gòu)平行于A點(diǎn)的方向。因?yàn)榭紤]到10kV的設(shè)備安裝及其運(yùn)轉(zhuǎn),底面坡度設(shè)計(jì)于A點(diǎn)方向是高低不可太大。所以控制

15、連續(xù)跨構(gòu)架、管形母線在A點(diǎn)方向垂直于管形母線的方向,形成東高西低,坡度設(shè)計(jì)為1.5%左右。 變電站站址區(qū)域內(nèi)若土質(zhì)是粉土、石方混合,土質(zhì)的分布應(yīng)當(dāng)分布連貫并且具有自重的中等濕陷性。綜合了地質(zhì)和變電站的總平面與豎向布置設(shè)計(jì)情況,通常要對(duì)變電站區(qū)域中的填方區(qū)地基進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)夯處理,以保證變電站站址區(qū)域內(nèi)的土方平衡。 7.3 配電裝置概述配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。7.3.1配電裝置特點(diǎn)屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：1、由于允許安全凈距

16、小和可以分層布置而使占地面積較??；2、維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；3、外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；4、房屋建筑投資較大。屋外配電裝置的特點(diǎn)：1、土建工作量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；2、擴(kuò)建比較方便；3、相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；4、占地面積大；5、受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件差，須加強(qiáng)絕緣；6、不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。7.3.2 配電裝置類(lèi)型及應(yīng)用配電裝置按電壓等級(jí)的不同，可分為高壓配電裝置和低壓配電裝置；按安裝地點(diǎn)的不同，可分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置；按其結(jié)構(gòu)形式，又可分為裝配式配電裝置和成套配電裝置。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝

17、置可以分為中型、半高型和高型等。1、中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作人員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。2、半高型配電裝置：半高行配電裝置是將母線

18、置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)上下重疊布置。半高型配電裝置介于高型和中型之間。具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.占地面積約在中型布置減少30%；2.節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；3.旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開(kāi)關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。3、高型配電裝置，它是將母線和隔離開(kāi)關(guān)上下布置，母線下面沒(méi)有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行條件均較差，一般適用下列情況：1.配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；2.原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到

19、限制；3.場(chǎng)地狹窄或需要大量開(kāi)挖。7.4 配電裝置的確定本變電所兩個(gè)電壓等級(jí)：即35kV、10kV。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所采用屋內(nèi)配電裝置。表7-1 屋內(nèi)配電裝置的安全凈距符號(hào)適用范圍額定電壓（kV）361015203560110J110220JA11. 帶電部分至接地部分之間2.網(wǎng)狀和板狀遮攔向上延伸線距地2.5m處，與遮攔上方帶電部分之間701001251501803005508509501800A21. 不同相的帶電部分之間2. 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的斷口兩側(cè)帶電部分之間751001251501803

20、0055090010002000B11. 柵狀遮攔至帶電部分之間2. 交叉的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮攔帶電部分之間82585087590093010501300160017002550B2網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間17520022525028040065095010501900C無(wú)遮攔裸導(dǎo)體至地（樓）面之間2375240024252450248026002850315032504100D平行的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮攔裸導(dǎo)體之間1875190019251950198021002350265027503600E屋外出線套管至屋外通道路面400040004000400040004000450050005000

21、5500第8章 變電所的防雷接地設(shè)計(jì) 8.1 變電所防雷設(shè)計(jì) 8.1.1 變電所防雷概述 雷電引起的大氣過(guò)電壓將會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)前變電所中采用的防雷保護(hù)措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計(jì)性，故防雷措施也是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的。 變電所的雷電危害主要來(lái)自兩個(gè)方面：一個(gè)是直接雷擊變電所的建筑物、構(gòu)筑物或裝設(shè)在露天的設(shè)備，強(qiáng)大的雷電沖擊電流通過(guò)被擊物泄放入地時(shí)，引起機(jī)械力破壞和熱破壞；另外一個(gè)是雷電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓波沿輸電線路侵入變電所內(nèi)，使主要電氣設(shè)備對(duì)

22、地絕緣擊穿或燒毀。所以對(duì)于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保護(hù)，對(duì)于沿線路侵入變電所的雷電侵入波的防護(hù)，主要靠在變電所內(nèi)合理地配置避雷器。 8.1.2 避雷針的選擇 防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高并具有良好的接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。避雷針的設(shè)計(jì)一般有以下幾種類(lèi)型：1單支避雷針的保護(hù)；2兩針避雷針的保護(hù)；3多支避雷針的保護(hù)。本次設(shè)計(jì)采用3支避雷針進(jìn)行防直擊雷的保護(hù)。避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓錐體。避雷針的保護(hù)半

23、徑rx可按下式計(jì)算，即 ，當(dāng)時(shí)； (8-1) ，當(dāng)時(shí)。 (8-2) 式中 h避雷針高度，單位m； hx被保護(hù)物的高度，單位m； p高度影響因數(shù)，當(dāng)時(shí)，p=1；當(dāng)時(shí)，。 這次選擇裝設(shè)3支避雷針，安裝在變電所塔頂，塔頂高度為23m，針高12m，取35m作為計(jì)算高度。表8-1 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算表針號(hào)h（m）p（m）(m)保護(hù)范圍避雷針高度高度影響因數(shù)被保護(hù)物高度保護(hù)半徑#1、#2350.9316.016.5#1、#2#2、#3350.9310.015.5#2、#3#3、#1350.9313.021.5#3、#18.1.3 避雷器的選擇目前在新建或技術(shù)改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力

24、變壓器等電氣設(shè)備的大氣過(guò)電壓、操作過(guò)電壓及事故過(guò)電壓的保護(hù)設(shè)備。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無(wú)續(xù)流、通流容量大、性能穩(wěn)定和動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。 8.1.3.1 35kV側(cè)避雷器的選擇 （1）按額定電壓選擇 35kV系統(tǒng)最高電壓40.5kV，相對(duì)地電壓為40.5/=23.4kV，避雷器相對(duì)地電壓為1.25U=1.2540.5=50.6kV，取避雷器額定電壓為53kV。 （2）按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇 35kV系統(tǒng)相電壓23.4kV,選擇氧化鋅避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓40.5kV，此值大于23.4kV。 （3）標(biāo)稱放電電流的選擇 35kV氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流選擇5A。 （4）雷電沖擊殘壓的選擇

25、35kV額定雷電沖擊外絕緣峰值耐受電壓為185kV，內(nèi)絕緣耐受電壓為200kV，計(jì)算避雷器標(biāo)稱放電電流引起的雷電沖擊殘壓為 (8-3) 選擇氧化鋅避雷器雷電沖擊電流下殘壓（峰值）為134kV。 （5）校核陡坡沖擊電流下的殘壓 35kV變壓器類(lèi)設(shè)備的內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓為220kV，計(jì)算陡坡沖擊電流下的殘壓為 選擇陡坡沖擊電流下殘壓（峰值）為154kV。 （6）操作沖擊電流下的殘壓 35kV變壓器線端操作波試驗(yàn)電壓為170kV，計(jì)算變壓器35kV側(cè)操作沖擊電流下的殘壓為 (8-4) 選擇操作沖擊電流下峰值殘壓為114kV。 （7）根據(jù)上述計(jì)算和校核，選擇Y5WZ53/134型氧化鋅避雷器能

26、滿足35kV側(cè)變壓器的過(guò)電壓保護(hù)要求。 8.1.3.2 10kV側(cè)避雷器的選擇 具體計(jì)算過(guò)程與上類(lèi)似，選用Y5WS517/50L型氧化鋅避雷器。表8-2 Y5WS517/50L型氧化鋅避雷器計(jì)算結(jié)果表計(jì)算結(jié)果Y5WS517/50L額定電壓（kV）1.3811.5=15.87額定電壓(kV)17持續(xù)運(yùn)行電壓（kV）11.5/=6.6持續(xù)運(yùn)行電壓（kV）8.6雷電沖擊殘壓（kV）53雷電沖擊電流下殘壓峰值（kV）50陡坡沖擊殘壓（kV）60.7陡坡沖擊電流下殘壓峰值（kV）57.5操作沖擊殘壓（kV）52.17操作沖擊電流下殘壓峰值(kV)42.510kV氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流為5kA8.2 變

27、電所接地設(shè)計(jì)隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對(duì)接地裝置的要求越來(lái)越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所的正常運(yùn)行，更涉及到人身與設(shè)備的安全。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計(jì)考慮不全面、施工不精細(xì)、測(cè)試不準(zhǔn)確等原因，近年來(lái)，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過(guò)二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。 電氣設(shè)備根據(jù)接地裝置的作用和目的可分：1.工作接地：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行需要將網(wǎng)絡(luò)的某一點(diǎn)接地，穩(wěn)定電網(wǎng)對(duì)地電位，使對(duì)地絕緣降低及有利于實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)措施；2.保護(hù)接地：為了人身安全將高壓電氣設(shè)備的金屬外殼接地，保護(hù)人員的安全；3.防雷接地：

28、是為了減小電流通過(guò)接地裝置時(shí)電位升高。8.2.1 接地設(shè)計(jì)的原則按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時(shí)，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(jìn)行本變電站接地裝置的設(shè)計(jì)。1、 由于變電站各級(jí)電壓母線接地故障電流越來(lái)越大，在接地設(shè)計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997交流電氣裝置的接地中R2000/I是非常困難的?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個(gè)很明顯的區(qū)別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要達(dá)到0.5，而是允許放寬到5，但這不是說(shuō)一般情況下，接地電阻都可以采用5，接地電阻放寬是有附加條件的，即：

29、防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施;考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，3-10kV避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后不應(yīng)損壞;應(yīng)采取均壓措施，并驗(yàn)算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求,施工后還應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和繪制電位分布曲線。2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上要求，還是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既不是0.5，也不是5，而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過(guò)5都是合格的。8.2.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析220kv及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶布置按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，水平接地帶間距通常為5m8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強(qiáng)分

30、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(diǎn)設(shè)置2.5m3m的垂直接地極，進(jìn)所大門(mén)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(zhǎng)孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗(yàn)確定，沒(méi)有輔助的計(jì)算程序和對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而粗略。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣部分的導(dǎo)體散流大約是中心部分的34倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場(chǎng)強(qiáng)度比中心部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟(jì)性差。在220kV及以下的變電工程中采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬?duì)較小，地網(wǎng)面積不大，缺點(diǎn)不太突出。而在500kV變電站采用，上述缺點(diǎn)的表現(xiàn)會(huì)十分明顯，建議500kV變電站不采用長(zhǎng)孔或方孔地網(wǎng)。8.2.3 接地部分及接地裝置計(jì)算接地部分：（1）變壓器、電器、照明設(shè)備的底座和外殼,電氣設(shè)備傳動(dòng)裝置；（2）互感器的二次繞組，但繼電保護(hù)方面另有規(guī)定者除外；（3）配電屏與控制臺(tái)框架；（4）屋外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土架構(gòu)以及帶電部分的金屬遮攔接地裝置計(jì)算。35KV為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，其接地電阻要求只可根據(jù)單相接地