某重型機械制造廠35kV總降變電所及高壓配電設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.某重型機械制造廠35KV總降壓變電所電氣設(shè)計原始資料設(shè)計原始資料：（1） 工廠總平面布置圖（2） 生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠承擔某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的大（3） 型電機、變壓器、鍋爐配件制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為制造大型電機配件7500臺，總?cè)萘繛?5萬kw ，制造電機總?cè)萘?萬kw ，制造單機最大容量為5520kVA ；生產(chǎn)電氣配件60萬件。本廠為某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重要組成部分。（4） 工廠各車間負荷情況及轉(zhuǎn)供負荷情況如表1所示。（5） 供電協(xié)議：1） 當?shù)毓╇姴块T提供兩個供電電源，共設(shè)計者選用。從某220/35kV區(qū)域變電所提供電源，該變的所距廠南10km

2、 。從某220/35kV區(qū)域變電所提供電源，該變的所距廠南5km 。2） 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)如表2所示。3） 供電部門提出的技術(shù)要求：a) 區(qū)域變電所35kV饋出線定時限過電流保護整定時間為1.8s ，某變電所35kV饋出線過電流保護整定時間為1.1s 。b) 工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9 。c) 在總降壓變電所35kV側(cè)進行計量。d) 供電貼費為700元/ (kVA)，每月電費按兩部分電價制：基本電費為18元/(kVA)，動力電費為0.4元/(kVA)，照明電費為0.5元/(kVA)。e) 工廠負荷性質(zhì)。本廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班制或三班制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為230

3、0h。鍋爐房供生產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會使鍋爐發(fā)生危險，又由于該廠距離市區(qū)較遠，消防用水需要廠方自備。鍋爐房供電要求有較高的可靠性，其中60%為一、二級負荷。f) 工廠自然條件： 氣象資料。年最高氣溫31OC，年平均氣溫20 OC，年最低氣溫-27 OC，年最熱月平均最高氣溫31OC，年最熱月地下0.71m處平均溫度20 OC，常年主導(dǎo)風向為南風。年雷暴日37天。 地質(zhì)水文資料。平均海拔31m，地層以沙質(zhì)粘土為主且可耕地，自然接地電阻10，地下水位35m，地耐壓力為20t/m2 。2負荷計算2.1負荷分級根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對人身和設(shè)備安全的影響，電力負荷通常可分為三個等級

4、：一級負荷：為中斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來極大的政治經(jīng)濟損失者。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。本礦屬于國有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟損失，屬于一級負荷。 二級負荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長時間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟損失者。二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)）允許由一回架空線路供電。 三級負荷：不屬于一級和二級負荷的一般電力負荷，三級負荷對供電無特殊要求，允許長時間停電，可用單回線路供電。本例屬于比較重要的工場，其供配電采用兩條進線，下設(shè)兩個35KV的電力變壓器。2.2

5、負荷具體計算 目前，負荷計算常用需用系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項式法。本設(shè)計采用需用系數(shù)法進行負荷計算，步驟如下：需用系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。(1)用電設(shè)備分組，并確定各組用電設(shè)備的總額定容量。(2)用電設(shè)備組計算負荷的確定。 用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，在分別計算各用電設(shè)備組的計算負荷。其計算公式為: （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）、該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負荷；該用電設(shè)備組的設(shè)備總

6、額定容量；功率因數(shù)角的正切值；額定電壓；該用電設(shè)備組的計算負荷電流；需要系數(shù)，根據(jù)資料查得。(3)多組用電設(shè)備組的計算負荷 在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應(yīng)再計入一個同時系數(shù)K。具體計算如下： i1、2、3，m （2-5） （2-6） （2-7） （2-8）式中P、Q、S為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、視在計算負荷；同時系數(shù)；該干線變電站低壓母線上的計算負荷電流;該干線或低壓母線上的額定電壓;m該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)；用電設(shè)備組的需要系數(shù)

7、、功率因數(shù)角正切值、總設(shè)備容量；a.電機修理車間計算負荷.1=2550kw 1=0.25 =0.77 1=0.82.1=1=0.252550=562.5kw.1=.1=562.50.82=461.3kva.1=.1= =562.5/0.77=730.5kva =/=730.5kva/1.73210000=42.18A.2=1190kw .2=0.2 .2=0.53 .2=1.58.2=.2.2=0.21190=238kw.2=.2.2=2381.58=449kva2=22 =238/0.53=449kva=.2/=449kva/1.73210000=25.92A.3=650kw .3=0.35

8、 .3=0.55 .3=1.51=.3.3=0.35650=227.5kw.3=.3.5=227.51.51=343.5kva.3=.3 .3= =227.5/0.55=413.6kva.3=.3/=413.6kva/1.73210000=23.88Ab.機械加工車間計算負荷.1=520kw .1=0.6 .1=0.6 .1=0.85.1=.1.1=5200.6=312kw.1=1.1=3120.85=265kva.1=.1.1=520kva.1=.1/=828/1.73210000=80A同理.2=200kw.2=156.2kva.2=250kva.2=.2/=14.4A.3=220kw.3

9、=354.2kva.3=440kva.3=.3/=25.4Ac.新產(chǎn)品車間計算負荷.1=225kw.1=198kva.1=300kva.1=.1/=17.3A.2=190.4kw.2=167.5kva.2=253kva.2=.2/=14.6A.3=91.2kw.3=82kva.3=123kva.3=.3/=7.1A.4=364kw.4=233kva.4=433kva.4=./=25Ad.原料計算負荷.1=370.5kw.1=296.4kva.1=475kva.1=.1/=27.4A.2=690kw.2=517.5kva.2=862.5kva.2=.1/=49.8Ae.配件計算負荷.1=448k

10、w.1=380.8kva.1=589.5kva.1= .1/ = 34A .2=184.8kw.2=243.2kva.2=157.1kva.2=9Af.鍛造車間計算負荷=2280kw=2246.4kva=3600kva=/=207.8A根據(jù)變壓器損耗公式：P=0.02P10KV Q=0.1Q10KV則有:P=248(KW) Q=600(Kvar)考慮變壓器損耗后全變電所計算負荷，即35KV母線處計算負荷： =12407+248=12655(KW)=6005+600=6605(Kva)=14274(Kva)則自然功率因數(shù)：COS=12655/14274=0.76（已計算出所需數(shù)據(jù)）以下是用電設(shè)備

11、負荷表2-1各車間負荷情況及轉(zhuǎn)供負荷情況序號車間名稱設(shè)備容量（KW)需用系數(shù)計算負荷KdcostanP30(KW)Q30(kvar)S30(KVA)1電機修理車間25500.250.770.82562.5461.3730.511900.20.531.582383764496500.350.551.51227.5343.5413.62機械加工車間5200.60.60.85312265.25205700.350.80.78200156.52508800.250.51.61220354.24403新產(chǎn)品試驗車間3000.750.750.882251983003400.560.750.88190167

12、.52531600.570.740.991.2821236500.560.840.643642334334原料車間5700.650.780.8370.5296.447523000.30.80.75690517.5862.55備件車間7000.640.760.85448380.8589.55280.350.760.85184.8243.21576鍛造車間36000.80.80.7822802246.43600 表2-1各車間負荷情況從表2-1中知本礦變電所的最大連續(xù)負荷為15508KW，無功負荷為6321KVar. 計算有功負荷時的值相應(yīng)取0.85，計算無功負荷時的值相應(yīng)取0.95。即10KV母

13、線計算負荷：P10KV=15508x0.8=12407（KW），Q10KV=6321x0.95=6005（Kvar）。2.3功率補償（1）功率補償因數(shù)計算 根據(jù)本礦變電所負荷統(tǒng)計的結(jié)果可知：35KV側(cè)的計算負荷=12655+6605j，其自然功率因數(shù)為0.76，現(xiàn)利用電容器補償，假設(shè)補償后的功率因數(shù)為0.9，根據(jù)礦井安裝電容器容量公式：計算負荷；自然功率因數(shù)的正切值；補償后的正切值。因此補償?shù)臒o功功率為：=12655(tanarccos0.8tanarccos0.9=2362KVar)則全所總無功計算負荷為：=66052362=4243（KVar）3 主變器的選擇3.1變壓器臺數(shù)的選擇(1)對

14、大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。(2)對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。(3)對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的12級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。(4)本礦采用兩臺主變，平時只用一臺，一臺備用。3.2 變壓器選擇計算由于=14274 (KVA)所以按條件選變壓器。=(0.6-0.7)14274=8564=S30(1+2)因此每臺主變壓器的容量應(yīng)選10000 KVA 。 故經(jīng)過以上的驗證，選用兩臺35/ 10kv，額定容量為10000KVA的SF

15、710000/35變壓器，地面低壓變壓器選用S9-500,10/0.4KV,所用變壓器選用S9-50/35。 4 電氣主接線的設(shè)計4.1變電所的主結(jié)線方式變電所的主接線是由各種電氣設(shè)備及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路數(shù)、電壓和負荷的大小、級別以及變壓器的臺數(shù)、容量等因素有關(guān)，所以變電所的主接線有多種形式。確定變電所的主接線對變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的配置及運行的可靠性等都有密切的關(guān)系，是變電所設(shè)計的重要任務(wù)之一。（1）線路-變壓器組接線發(fā)電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機變壓器組，稱為單元接線。它具有接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，以及因不設(shè)

16、發(fā)電機電壓級母線，使得在發(fā)電機和變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流相對而言于具有母線時，有所減小等特點；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。（2）橋式接線為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用有兩回路電源受電和裝設(shè)兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為內(nèi)橋、外橋和全橋三種，其接線如圖4-1所示。 圖4-1橋式接線圖中WL1和WL2為兩回電源線路，經(jīng)過斷路器QF1和QF2分別接至變壓器T1和T2的高壓側(cè)，向變電所送電。斷路器QF3猶如橋一樣將兩回線路聯(lián)在一起，由于斷路器QF3可能位于線路斷路器QF1、QF2的內(nèi)

17、側(cè)或外側(cè)，故又分為內(nèi)橋和外橋接線。（3）單母線分段式結(jié)線 有穿越負荷的兩回電源進線的中間變電所，其受、配電母線以及橋式接線變電所主變二交側(cè)的配電母線，多采用單母分段，多用于具有一二級負荷，且進出線較多的變電所，不足之處是當其中任一段母線需要檢修或發(fā)生故障時，接于該母線的全部進出線均應(yīng)停止運行。（4） 雙母線接線這種接線方式有兩組母線，兩組母線之間用斷路器QF聯(lián)絡(luò)，每一回線路都通過一臺斷路器和兩臺隔離開關(guān)分別接到兩組母線上。因此，不論哪一回線路電源與哪一組母線同時發(fā)生故障，都不影響對用戶的供電，故可靠性高、運行靈活。雙母線接線的缺點是設(shè)備投資多、接線復(fù)雜、操作安全性較差。這種接線主要用于負荷容量

18、大，可靠性要求高，進、出線回路多的重要變電所。 圖4-2 電氣主接線方案該方案中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電的可靠性。可以保證當任一母線發(fā)生故障或檢修時，都不會中斷對類負荷的供電。綜合比較本礦的35kv側(cè)采取全橋形式的主接線，全橋型接線靈活可靠。10千伏側(cè)則選用單母線分段接線。5 短路電流計算5.2 短路回路參數(shù)的計算在進行短路電流計算時，首先需要計算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計算通常采用有名值和標么值兩種計算方法。前一種計算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。對較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計算短路

19、電流時采用標么制進行計算比較簡便。標么制屬于相對電位制的一種，在用標么制計算時，各電氣元件的參數(shù)都用標么值表示。5.2.1標么值標么值一般又稱為相對值，是一個無單位的值，通常采用帶有*號的下標以示區(qū)別，標么值乘以100，即可得到用同一基準值表示的百分值。在標么值計算中。首先要選定基準值。雖然基準值可以任意選取，但實際計算中往往要考慮計算的方便和所得到的標么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準電壓。尚須指出，在電路的計算中，各量基準值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個物理量的基準值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系

20、： = = （5-1）式中、功率、電壓、電流、阻抗的基準5.2.2短路回路中各元件阻抗的計算序號元件名稱標幺值有名值（）短路功率（MVA）1發(fā)電機（或電動機）=2變壓器RT=XT=3電抗器4線路(1) 圖5-1等效短路電流計算 選取選基準容量取=100MVA計算點，=35kV 則=1.65KA計算點及其其它短路點時，選取=10kV則=5.8KA 主變壓器電抗= =0.075100/10 =0.7535KV架空線路電抗=100.4100=0.33 5.3短路電流的計算過程一般選取各線路始、末端為短路計算點，線路時段的最大三相短路電流常用來校驗電氣設(shè)備的動、熱穩(wěn)定性，并作為上一級繼電保護的整定參數(shù)

21、之一，線路末端的最小兩相短路電流常用來校驗相關(guān)繼電保護的靈敏度。在接下來的計算中可選35KV母線、6KV母線和各6KV母線末端為短路計算點。(1) K1短路電流的計算 最大運行方式下的三相短路電流=+=0.17+0.33=0.5=1=2 =21.65=3.3(KA) =2.55=7.43(KA) =1.52 =5.0=2100=200(MVA)(2) K12點短路電流計算 K12=K2最大運行方式下的三相短路電流 0.5+0.375=0875=1=1.14=1.145.8=6.6(KA)=2.55=14.85 (kA)=1.52=10 (kA)=114(MVA)6 .電氣設(shè)備的選擇和校驗6.1

22、母線的選擇6.1.1 35KV母線的選擇35kV母線，在室外一般選用鋼芯鋁絞線，母線截面按經(jīng)濟電流密度選，按常時負荷電流校驗。此設(shè)計的供電系統(tǒng)是采用的分列運行，當一臺變壓器故障時候另一臺變壓器應(yīng)承擔全部負荷。本礦的總負荷電流為：=1.05/=1.0514974/35=259A。查表得知經(jīng)濟電流密度J=1.15因此截面 S=/J=225(mm2) 所以選取LGJ-185型鋼芯鋁絞線，載流量515A，40C時候的載流量是446A259A校驗合格。6.1.2 10KV母線的選擇已知6KV側(cè)最大長時負荷電流(k為分配系數(shù)取0.8)=1.05/=10000/10=907.7A=k=0.8907.7=72

23、6A查得鋁母線LMY1008平放在40，其最大允許載流量為1210A, 所選型號滿足要求。熱穩(wěn)定校驗A /c已知 =1.8s =6.6KA 查得C=95 =93.2mm，因此符合技術(shù)條件。（3)63kA，7.43kA 滿足動穩(wěn)定校驗。（5）由于變壓器容量為10000KVA，變壓器設(shè)有差動保護，在差動保護范圍內(nèi)短路，其為瞬時動作，繼電器保護動作時限為0，短路持續(xù)時間小于1s，需要考慮非周期分量的假想時間。此時假想時間由斷路器的全開斷時間0.1s和非周期分量假想時間0.05s構(gòu)成，當斷路發(fā)生在6KV母線上時，差動保護不動作，此時過電流保護動作時限為2s，短路持續(xù)時間大于1s，此時假想時間由繼電保護

24、時間和斷路器全開斷時間構(gòu)成，即 =2.1s。熱穩(wěn)定電流=3.3=0.64(KA)Imax2，因此符合技術(shù)條件。（3）63kA，14.85kA 滿足動穩(wěn)定校驗。(4） 熱穩(wěn)定電流=6.6=1.3(KA)=7.43KA符合要求。熱穩(wěn)定校驗：短路發(fā)生后，事故切除靠上一級的變電所的過流保護，繼電器的動作時限比35KV進線的繼電保護動作時限2.5s大一個時限級差，故=2.5+0.5=3s =+=0.1+3=3.1s相當于5s的熱穩(wěn)定電流為=3.3=2.6KA = 259A符合要求。 動穩(wěn)定性校驗=42.8KA=7.43KA符合要求。熱穩(wěn)定校驗=17.14=1170=3.33.33.1=101符合要求。此

25、外根據(jù)需要10KV側(cè)選擇有LA-10,200/5、LA-10,500/5型電流互感器。所選電流互感器參數(shù)如下表技術(shù)參數(shù)如下表。表6-6 LA-10,200/5型電流互感器技術(shù)參數(shù)變比準確級次組合二次負載值0.5級1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)200/5 0.5/3、1/30.817.114表6-7 LA-10,500/5型電流互感器技術(shù)參數(shù)變比準確級次組合二次負載值0.5級1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)500/5 0.5/3、1/30.460110經(jīng)過動熱穩(wěn)定校驗均符合要求。6.2.4電壓互感器的選擇該變壓器不進行絕緣檢測，只需測量線路電壓，可選兩臺JDJ35型單相雙繞組油浸式戶外電壓互感器，分別接在35

26、KV兩段母線上。10KV母線上選用兩臺JSJW-10三相屋內(nèi)式電壓互感器，以及兩臺單相屋內(nèi)式電壓互感器JDZ-10。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表。表6-8 JDJ-35型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓工頻試驗電壓二次電壓極限容量JDJ35 35KV95KV0.1KV1000/V.A表6-9 JDZ-10型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定變壓比額定變壓比0.5級極限容量JDZ-10 10KV10000/10080500/V.A表6-10 JSJW-10型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定變壓比額定變壓比0.5級極限容量JSJW-10 10KV1000/1000/100/3120960/V.A6.2.5

27、高壓熔斷器的選擇本設(shè)計35千伏高壓側(cè)采用RW5-35/200-800型戶外高壓跌落式熔斷器和RN1-6室內(nèi)高壓熔斷器。其技術(shù)參數(shù)如下表。表 6-11 RW5-35/200-800型熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)額定電 壓（KV）額定 電 流（A）斷流容量上限/MV.A斷流容量下限/MV.A3520080030經(jīng)校驗符合條件。表 6-12 RN1-10高壓熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)額定電 壓（KV）額定電流A三相最大斷流容量/MV.A最大開斷電流（KA）最小開斷電流（KA）過電壓倍數(shù)1010010002001.32.5 經(jīng)校驗符合條件。10kV側(cè)高壓熔斷器的選擇RN310型戶內(nèi)高壓熔斷器。其技術(shù)參數(shù)如下表6-13：表6-1

28、3 RN310型高壓熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓熔斷器額定電流最大斷流容量三相RN3-1010 KV50-200 A200 MVA經(jīng)校驗符合條件。6.2.6開關(guān)柜的選擇開關(guān)柜是金屬封閉開關(guān)設(shè)備的俗稱，是按一定的電路方案將有關(guān)電氣設(shè)備組裝在一個封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電設(shè)備。金屬封閉開關(guān)設(shè)備分為三種類型：鎧裝式，即各室間用金屬板隔離且接地，如KYN型和KGN型；間隔式，即各室間是用一個或多個非金屬板隔離，如JYN型；箱式，即具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或間隔式，如XGN型。從中壓斷路器的置放方式來看，分為：落地式，即斷路器手車本身落地推入柜內(nèi)；中置式，即手車裝于開關(guān)柜中部。主要根據(jù)負荷等級選

29、擇高壓開關(guān)柜的型號。一般情況下，一、二級負荷選擇移開式開關(guān)柜，如KYN2/JYN1型開關(guān)柜，三三級負荷選擇固定式開關(guān)柜，如KGN型開關(guān)柜。所選開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)如下表。表6-14 JYN1-35型開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)型號額定電壓(KV)額定電流（A）類別形式JYN1-35351000單母線移開式表6-15 KYN-10型開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)型號額定電壓(KV)額定電流（A）類別形式KYN-1010630-2500單母線移開式表6-16 KGN-10型開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)型號額定電壓(KV)額定電流（A）類別形式KGN-1010630，1000單母線固定式 7.變電所的防雷保護8.1 變電所防雷概述 雷電引起的大氣過

30、電壓將會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重的危害，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。運行經(jīng)驗表明，當前變電所中采用的防雷保護措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計性，故防雷措施也是相對的，而不是絕對的。 變電所的雷電危害主要來自兩個方面：一個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，強大的雷電沖擊電流通過被擊物泄放入地時，引起機械力破壞和熱破壞；另外一個是雷電感應(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)備對地絕緣擊穿或燒毀。所以對于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保護，對于沿線路侵入變電所的雷電

31、侵入波的防護，主要靠在變電所內(nèi)合理地配置避雷器。8.2 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，從而保護了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。避雷針的設(shè)計一般有以下幾種類型：1.單支避雷針的保護；2.兩針避雷針的保護；3.多支避雷針的保護。本次設(shè)計采用單支避雷針進行防直擊雷的保護。避雷針的保護范圍是指被保護物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。單支避雷針的保護范圍是一個旋轉(zhuǎn)的圓錐體。避雷針的保護半徑rx可按下式計算，即 ，當時； （9-1） ，當時。 （9-2）式中 h避雷針高度，單位m； hx被保護

32、物的高度，單位m； p高度影響因數(shù)，當時，p=1；當時，。 這次選擇在距變電所外10m的地方裝設(shè)單支避雷針，安裝在進線終端塔頂，塔頂高度為21m，針高12m，取33m作為計算高度。 表9.1 避雷針保護范圍計算表針號h（m）p（m）(m)保護范圍避雷針高度高度影響因數(shù)被保護物高度保護半徑#1330.9617.015.36#1#1330.968.032.16#1#1330.964.039.84#18.3 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，作為電力變壓器等電氣設(shè)備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護設(shè)備。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無續(xù)流、通流

33、容量大、性能穩(wěn)定和動作迅速等優(yōu)點。 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，相對地電壓為40.5/=23.4kV，避雷器相對地電壓為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)運行電壓40.5kV，此值大于23.4kV。 （3）標稱放電電流的選擇 35kV氧化鋅避雷器標稱放電電流選擇5A。 （4）雷電沖擊殘壓的選擇 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，計算避雷器標稱放電電流引起的雷電沖擊殘壓為 （9

34、-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變壓器類設(shè)備的內(nèi)絕緣截斷雷電沖擊耐受電壓為220kV，計算陡坡沖擊電流下的殘壓為 （9-4） 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電壓為170kV，計算變壓器35kV側(cè)操作沖擊電流下的殘壓為 （9-5） 選擇操作沖擊電流下峰值殘壓為114kV。 （7）根據(jù)上述計算和校核，選擇Y5WZ53/134型氧化鋅避雷器能滿足35kV側(cè)變壓器的過電壓保護要求。 2 . 10kV側(cè)避雷器的選擇 具體計算過程與上類似，選用Y5WS517/5

35、0L型氧化鋅避雷器。表9.2 Y5WS517/50L型氧化鋅避雷器計算結(jié)果表計算結(jié)果Y5WS517/50L額定電壓（kV）1.3811.5=15.87額定電壓(kV)17持續(xù)運行電壓（kV）11.5/=6.6持續(xù)運行電壓（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氧化鋅避雷器標稱放電電流為5kA 9 繼電保護9.1 概述本廠變電所主要電氣設(shè)備是電力變壓器。電力變壓器是電力系統(tǒng)的主要設(shè)備。它的故障對供電的可靠性及用戶的生活將產(chǎn)生嚴重的影響。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)適當?shù)谋Ｗo裝置。變壓器的故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。變壓器的異常工作狀態(tài)主要是指由于外部線路 短路和負荷引起的電流增大和溫度升高超過允許值和由于漏油等原因引起的油面降低原因。根據(jù)故障類