毕业论文35kv变电站设计原件

毕业论文设计论文题目35KV变电站设计毕业论文（设计）的要求1选题结合实际，应具有理论价值和现实意义，符合专业方向2查阅国内外已有的相关文献资料并进行比较全面的综述，能基本反映出该研究领域的研究现状；中文参考文献不少于15篇，外文参考文献不少于5篇3论文格式符合“大学本科生毕业论文基本规范”。4结论与建议具有一定的参考价值；主要参考资料1熊信银发电厂电气部分水利电力出版社，1992年2何仰赞等电力系统分析华中理工大学电力出版社，1991年3贺家李等电力系统继电保护原理水利电力出版社，1992年4应智大高电压技术浙江大学出版社，1994年5雍静供配电技术机械出版社，1994年6刘从爱电力工程机械工业出版社，1992年学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日摘要本设计根据某某县北王里的电力负荷资料，作出了该区地面35KV变电所的初步设计。设计说明书内容共分为十三章，包括主接线的设计、负荷计算与变压器选择、高压电器的选择、变电所的防雷及变电所的布置等。本设计以实际负荷为依据，以变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足该区供电要求的35KV变电所初步设计。设计中先对负荷进行了统计与计算，选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定主接线设计，考虑到短路对系统的严重影响，设计中进行了短路计算。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。关键词35KV变电站总体设计目录1变电站站址的选择原则和作用111变电站的选择原则112变电所在电力系统的地位213电力系统供电要求214电力系统运行的特点315电力系统的额定电压32主接线设计421对电气主接线的基本要求422所要选择的主接线形式43负荷计算531计算负荷64变电站主变压器的选择741绕组数量和连接方式的确定742主变阻抗及调压方式选择743电容电流的计算844变压器中性点接地方式和中性点设计845主变容量选择原则95短路电流的计算1051计算短路电流的意义1052短路电流计算的规定1153本次设计中短路电流的计算116高压电器设备的选择1461电器设备选择的一般原则1562高压断路器的选择原则1563各电压等级侧断路器的选择1764隔离开关的选择1865电压互感器和电流互感器的选择2066电抗器的选择2167高压熔断器的选择227变电站的防雷保护2371变电站对直击雷的的防护2372避雷针保护范围的计算方法2573对雷电入侵波的防护278配电装置的平面设计2981配电装置的要求2982配电装置设计的基本步骤2983配电装置型式的选择原则选择2984各种配电装置的特点2985本设计中配电装置的选择30结论40参考文献41致谢42前言本论文35KV变电站总体设计以实际工程技术水平为基础，以变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖发电厂电气部分、变电站综合自动化、供电技术、高电压技术等主要专业课。目的是通过变电站设计，综合运行所学知识，结合实际工作贯彻执行我国电力工业有关方针政策及技术标准，做到理论联系实际。培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时也为今后工作打下良好的基础。在写作过程中，初步体现了工程设计的精髓内容，如根据规程选择方案、用对比的方法对方案评价等。锻炼了我们用实际工程的思维方法去分析和解决问题的能力,为今后工作奠定基础。1变电站站址的选择原则和作用11变电站的选择原则变电所的设计应根据工程年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，510正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能；变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案；变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。变电所应建在靠近负荷中心位置，这样可以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量，这是供配电系统设计的一条重要原则。变电站站址的选择，根据下列要求综合考虑确定（1）靠近负荷中心。（2）节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地。（3）与乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。交通运输方便。（4）具有适应地形，地貌，地址条件。本设计的变电站位于某某县北王里乡，地理坐标北纬37050,东经114039。该地区地势平坦，无高山丘陵，气候宜人，年平均气温在126度，年平均降雨量562毫米，全年平均日照时间19164小时，无霜期191天，地势在海拔339466米之间。本设计变电站靠近负荷中心，交通运输较为便利，赵（某某县）元（元氏）公路横贯全区。综上所述，可满足建所的要求，建站地基是天然地基。12变电所在电力系统的地位电力系统是由变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。其中变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类（1）枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电所高压侧一般为110220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。13电力系统供电要求（1）保证可靠的持续供电供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。（2）保证良好的电能质量电能质量包含电压质量，频率质量，和波形质量三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定值的，给定的允许频率偏移为等，波形质量则以畸变率是否超过给定值5025HZ来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。（3）保证系统运行的经济性电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3，而且电能在变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当客观。因此，降低每生产一度电能消耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，有极其重要的意义。14电力系统运行的特点（1）电能生产的重要性电能与其它能量之间转换方便，易于大量生产，集中管理，远距离输送，自动控制，因此电能是国民经济各部门使用的主要能源，电能供应的中断或不足将直接影响国民经济各部门的正常运行。这就要求系统运行的可靠性（2）系统暂态过程的快速性发电机，变压器，电力线路，电动机等原件的投入和退出，电力系统的短路等故障都在一瞬间完成，并伴随暂态过程的出现，该过程非常短促，这就要求系统有一套非常迅速和灵敏的监视，检测，控制，和保护装置。（3）电能发，输，配，用的同时性电能的生产，分配，输送和使用几乎是同时进行，即发电厂任何时候生产的电能必须等于该时刻用电设备使用的电能与分配，输送过程中损耗的电能之和，这就要求系统结构合理，便于运行调度。15电力系统的额定电压（1）额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。在系统中，各部分电压等级是不同的。三相交流系统中，三相视在功率S3UI。当输出功率一定时，电压越高，电流越小，线路，电气等的载流部分所需的截面积就越小，有色金属的投资也越小，同是由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损失也较小。另一方面，电压越高，对绝缘水平的要求则越高，变压器，开关等设备的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，但从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化和系列化，又不应随意确定输电电压。（2）用电设备的额定电压经线路向用电设备输送电能时，由于用电设备大都是感性负荷，沿线路的电压分布往往是首段高于末端，系统标称电压于用电设备的额定电压取值一致，使线路沿线的实际电压于用电设备要求的额定电压之间的偏差不致太大。（3）变压器额定电压变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于电源，因此变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电压。由于变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，额定负载下变压器内部的电压降落约为，当供电线路5较长时，为使正常运行时变压器二次测电压较系统标称电压高，以便补偿线路电压损失。变压器二次测额定电压应较用电设备额定电压高，只有当变压器二次测与用电设10备间电气距离很近时，其二次侧额定电压才取为用电设备额定电压的倍。1052主接线设计21对电气主接线的基本要求电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线设计代表了变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的抑定都有决定性的关系，对电气主接线的基本要求，概括的说包括可靠性，灵活性和经济性三方面。电气主接线的设计原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针，政策，技术规定为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足多项技术要求的前提下，兼顾运行维护方便，尽可能节省投资，就地取材，力争设备元件先进性和可靠性，坚持可靠，先进，适用，经济，美观的原则。22所要选择的主接线形式由负荷资料知，35KV上近期无负荷。而10KV的负荷中有纺织厂、化纤厂、化工厂等负荷，若断电将造成较大的经济损失和资源浪费，因而需要保证供电的可靠性；同时，由于10KV承担着北王里地区的居民用户和排灌用电，对电力供应的可靠性要求也是较高的，综合考虑35KV站的投资规模，故而在设计过程中应在保证供电的可靠性的基础上考虑经济因素。22135KV、10KV接线形式的选择本期从网里变电站出35KV线路2回，分别至某某县北王I、北王II，根据设计原则可采用单母线分段的接线形式。本期10KV出线回路数为6回，可采用单母线分段。表21接线形式方案对比单母线分段双母线分段对重要用户可以从不同分段供电可靠，母线分段使检修任一供电可靠性引出两回馈电线路，由两个电源供电。当一条母线发生故障是还能保证另一条母线的正常供电。供电可靠性较高。回路都不用停电。运行灵活性接线简单清晰，运行操作方便。接线相对复杂，调度灵活节约投资少用了断路器、隔离开关，占地面积小，较经济。双母分段占地面积大，土建投资大，所用的隔离开关多。不够经济。1画出主接线图，本设计中电气总设计图见大图所示。3负荷计算表31负荷原始资料负荷组成（）电压等级线路名称最大负荷MVA一级二级三级自然功率IFMAXA线长KM备注黄市村线6213325702007818251沟岸线63208520200784678168康贾村线63310620075581343610KV南王里线6341955203007210713404河庄线63115903030075879968贾吕线623208303007811411627备用一备用二备用三31计算负荷综合最大计算负荷1COSMAXITJSPKSK同时系数，对于出线回数较少的情况，可取09095,出线回数较多时，取T08509在本设计中，10KV中取095，6KV中取085线损，取5311对于35KV段负荷的计算MAX351COSITPSKMVA095（332508510619551590208）/09（15）1203MVA312对于10KV段负荷的计算MAX61COSITPSK0853325/078（0851590）/075106/0721955208/08（15）1252MVA综上总的计算负荷120312522455MVAJSJS4变电站主变压器的选择41绕组数量和连接方式的确定411绕组数量确定原则在具有两种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。在本变电站中1203/243604915总S/351252/24550515总10因此，在本变电站设计中主变压器选为三绕组变压器。412连接方式的选择依据电力工程设计手册规定指出第条在具有三种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压容214量的15以上，主变压器宜采用三绕组变压器。第条变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有和型两种。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用0连接，35KV亦采用型，其中性点通过消弧线圈接地。35KV以下电压变压器绕组都采用连接。本设计中变电站电压等级为35/10KV，接线方式采用YN/D11的接线方式。42主变阻抗及调压方式选择421主变阻抗的选择根据电力工程电气设计手册（电气一次部分），变压器的阻抗实质就是绕组间的漏抗，阻抗的大小主要取决于变压器的结构和采用的材料。从系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变压器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系统短路电流增加，高、低压电器设备选择遇到困难；另外阻抗的大小要考虑变压器并联运行的要求。主变阻抗选择原则各侧阻抗值的选择须从电力系统稳定、潮流计算、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑；对普通两绕组变，目前有“降压型”一种；422调压方式的选择为保证供电所或发电厂的供电质量，电压必须维持在允许的范围内，调压方式有两种，一种称为无激磁调压，调整范围在225以内；另一种成为有载调压，调整范围达30，其结构复杂，价格昂贵，在下例情况下选用接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证用电质量，要求母线电压恒定时，且随着各方面的发展，为了保证电压质量及提高变压器分接头质量。所以选用有载调压。43电容电流的计算电网的电容电流计算应包括电气连接的所有架空线路、电缆回路、发电机、变压器以及母线和电器的电容电流，并考虑电网510年的发展。架空线路的电容电流可按下式计算32710CEIUL式中27适用于无架空地线的线路；33适用于有架空地线的线路。同杆双回线路的电容电流为单回路的1316倍。由电气工程手册变电所增加的接地电容电流35KV附加值13；10KV附加值16。43110KV侧电容电流的计算由于出线上为架空出线16072163LUIEC27105181081343613404996811627103116193A6KV的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以10KV段选择的断路器型号为ZN65A12/T630KAI7205130MAX25，其基本参数如下表62型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间ZN65A12/T630251263031540315015012下面对所选的断路器进行校验，通过断路器的短路电流IK663A，所选断路器的额定开断电流为315KA，故断流能力满足要求。所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为40KA，流过断路器的冲击电流为1691KA，所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。最后进行热稳定校验，设后备保护动作时间为19S，所选断路器的分闸时间为015S，选择熄弧时间为003S，则短路持续电流时间短路热效应19053208TS“222841071KQITKAS所选断路器允许的热效应，即，热稳定也满足要2231596ITKAS2ITQ求，以上各种参数校验均满足要求，故选择ZN65A12/T63025断路器。64隔离开关的选择641隔离开关的作用它的主要用途是隔离电源，保证电气设备与线路在检修时与电源有明显的断口。隔离开关无灭弧装置，和断路器配合使用时，合闸操作应先和隔离开关，后合断路器，分闸操作应先断开断路器，后断开隔离开关。运行中必须严格遵守“倒闸操作规定”，并应在隔离开关与断路器之间设置闭锁机构，以防止误操作。隔离开关按电网电压，长时最大工作电流及环境条件选择，按短路电流校验其动、热稳定性。64235KV侧隔离开关的选择为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。该回路额定电压为，因此所选的隔离开关的额定电压35KV，而且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流35EUKV，因此选择GN27405型接地高压隔离开AI694501320MAX关，其主要参数如下表63极限通过电流（KA）型号额定电压（KV）额定电流（A）最大工作电压（KV）有效值峰值2S热稳定电流（KA）接地刀闸（A）GN2740540512504052850202000下面校验所选择的隔离开关，短路时通过该隔离开关的短路冲击电流ISH4029KA，所选择的隔离开关的动稳定电流即极限通过电流的峰值50KA，即，因此动稳定满足DWSHI要求。该隔离开关允许的热效应短路时的热效应2208IRTKAS即，热稳定满足要求，经过以上校验，所“2510841KQITKAS541选隔离开关满足要求，故确定选用GN27405型高压隔离开关，该隔离开关配用手动式杠杆操作机构。64310KV侧隔离开关的选择为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。该回路额定电压为，因此所选的隔离开关的额定电压6KVUE10KV，而且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流，因此选择GN3012型接地高压隔离开关，AKI872051320MAX其主要参数如下表64型号额定电压V额定电流允许的热效应2AS动稳定电流KAGN30121212503200100下面校验所选择的隔离开关，短路时通过该隔离开关的短路冲击电流ISH1691KA，所选择的隔离开关的动稳定电流为，即，因此动稳定满足要求。该隔离开关10KADWSHI允许的热效应为短路时的热效应，即230S“222841071KQITKAS，热稳定满足要求，经过以上校验，所选隔离开关满足要求，故确定选用320147GN3012型高压隔离开关，该隔离开关配用手动式杠杆操作机构。65电压互感器和电流互感器的选择互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反应电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。（2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。651电压互感器的选择变电站的每组母线上均安装电压互感器，电压互感器应按工作电压来选择一般电压互感器一次绕组所接电网的电压应在（0812）范围内变动，即应满足NSU1NU，本设计中根据主变的参数11082NSNU选择的电压互感器的型号为35KV电压互感器选择JDZX935Q，10KV电压互感器选择JDZX912G。下面以JDZX935Q为例，该互感器用于35KV、50HZ输电线路作电压测量和接地保护用。JDZX935Q为接地电压互感器，该二型产品均由器身、储油柜、高低压引出瓷套、二次接线盒、变压器油等组成，系油纸绝缘结构。一次、二次线圈为宝塔结构，铁芯由冷轧硅钢片叠成壳式，整个器身固定在箱盖上，置于变压器油中。该互感器参数如下表65二次绕组额定输出（VA）型号额定一次电压（KV）额定二次电压（KV）02053P极限输出额定绝缘水平（KV）油重KG总重KGJDZX935Q3501751505001000405/95/18535115根据变电站的设计要求，选择准确级为05级的。652电流互感器的选择凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量符合测量仪表、保护和自动装置的要求。（1）35KV电流互感器的选择型号为LZZBJ735，变比选择800/5。（2）10KV电流互感器的选择型号为LZZBJ912，变比选择为300/5。10KV电流互感器参数如下表66型号额定工作电压额定最大电压频率额定一次电流额定二次电流1S短时电流动稳定电流LB7110W35/3126KV50HZ600800A5A45KA100KA66电抗器的选择661普通电抗器的选择原则（1）电抗器几乎没有过负荷的能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按回路最大工作电流选择，而不能用正常工作电流选择。（2）变电站母线分段回路的电抗器应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷的要求。662本设计中电抗器的选择根据本设计中，在10KV母线段加装型号为OKSQ87545/1145的电抗器。先进行电压损失校验，即满足MAX20SIN16453KNIUXA要求。热稳定应满足，其中TJITJBDTT式中给定的热稳定电流；TI给定的持续电流；短路电流的稳定值；I短路电流假想作用时间；JT保护装置动作时间；B断路器分断时间；DT根据计算，即满足要求。2048412TJIIT动稳定校验即满足要求。3195DFCHII67高压熔断器的选择671熔断器的作用高压熔断器是一种过流保护元件，由熔件与熔管两部分组成。当过载或短路时，电流增大，熔件熔断，达到切除故障保护设备的目的。熔件通过的电流越大，其熔断时间越短。电流与熔断时间的关系曲线叫熔件的安秒特性曲线。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下熔件不被熔断外，为了使保护具有选择性，还应使其安秒特性符合保护选择性的要求。户外式高压熔断器在变电站中常用与保护电力电容器、配电线路和配电变压器。672熔断器的选择熔断器的选择主要指标是指选择熔件和熔管的额定电流，熔断器额定电流按下式选取NFUEII式中熔管额定电流（即熔断器额定电流）；熔件额定电流；NFEI通过熔断器的长时最大工作电流。所选熔件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短路电流作用下可靠熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合，以免保护装置越级动作，造成停电范围的扩大。本设计中35KV和6KV中加装高压熔断器，用来保护变压器和电压互感器，采用高压熔断器的型号为RN2型户外高压熔断器，其基本参数如下表67型号额定电压（KV）额定电流（A）三相断流容量（MVA）最大开断电流有效值（KA）开断最大短路电流时，最大电流峰值（A）熔体管电阻值（）RN23535051000177001007RN26605100085300142147变电站的防雷保护71变电站对直击雷的的防护变电站对直击雷防护主要措施是装设避雷针或避雷线，并配以良好的接地体。根据高压配电装置技术规程规定SDJ79第70条独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，独立避雷针不应设在人经常通行的地方，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜超过，否则应采取均压措施，3M或铺设砾石或沥青地面第71条及以下的配电装置架构和房顶不宜装设避雷针。35KV第72条配电装置，在土壤电阻率不大于的地区，允许将线路的避50M雷线引接到出线门型架构上，但应装设集中接地装置。第78条变电站的每相母线上都应装设阀型避雷器,应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接，同时应在其附近架设集中接地装置。第80条大接地短路电流系统中的中性点不接地变压器如中性点绝缘按线电压设计，应在中性点装设保护装置。第83条连接的三绕组变压器的绕组，如有开路运行的可能，应采用防止静电10KV感应电压危害该绕组绝缘的措施。在其一相出线上装设一只阀型避雷器。711装设避雷针（线）的原则1所保护对象均应在避雷针（线）的保护范围之内。2防止避雷针（线）现在受到雷击时对保护对象的闪络（即反击）。此类放电现象不但会在避雷针（线）与被保护对象之间的空气中发生，而且还会在它们的地下接地装置间发生。一旦出现反击，高电位就将加到被保护对象（如电器设备）上。因此，防止反击与保护范围同样重要。也就是说，被保护对象既要在保护范围内，又不会发生避雷针（线）对它们的反击，这样避雷针（线）的保护才是可靠的（运行经验表明，100个变电所每年发生绕击和反击约03次）。出于对反击问题的考虑，避雷针按安装方式可分为独立式避雷针和架构式避雷针两种。A独立式避雷针由于避雷针的引雷作用，当雷击避雷针时，雷电流经避雷针及其接地体流入大地。为了防止避雷针对被保护对象发生反击，避雷针与被保护对象之间的空气间隙应具有足够的距离，两者接地体之间的间距也应具有足够的距离。B架构式避雷针对于35KV及以上的配电装置，由于电气设备的绝缘水平较高，在土壤电阻率不太高（不大于1000M）的地区，不易发生反击，可采用架构式避雷针，即把避雷针装于配电装的架构上，这样可以节省投资，也便于布置。架构式避雷针同样需要考虑防止反击问题。装有避雷针的架构上，接地部分与带电部分间的空气中距离不得小于绝缘子串的长度。同时此架构应就近埋设辅助接地装置，此接地装置与变电所接地网的连接点离主变压器接地装置与变电所接地网的连接点之间的距离不应小于。这样雷击避雷器时，在避雷针接15M地装置上产生的高电位电压波，沿接地网向变压器连接点传播过程中逐渐衰减，到达变压器接地点时才不会造成对变压器的反击。712直击雷防护装置的原理接闪器引下线接地装置图71直击雷防护装置的组成对直击雷的防护措施是让雷电在人为设置的直击雷防护装置上放电置泻入地中，以免被保护的设备或建筑物受到损坏。如图71所示，直击雷防护装置由二个主要的部分组成。1接闪器直接截受雷击的避雷针、避雷带线、避雷网以及作接闪的金属屋面和金属构件等。避雷针、避雷带线、避雷网一般以钢管、钢筋或扁钢等制成。2引下线连接接闪器和接地装置的金属导体。一般以钢筋或扁钢等制成，也可以利用建筑物结构柱内的钢筋兼作。3接地装置接地体与接地线的总和。可以以钢筋、扁钢和各种型钢制成，也可以利用建筑物基础内的钢筋荣作。其防护原理是在雷电先导的初始阶段因先导离地面较高故先导发展的方向不受地面物体的影响，但当其向下至某一高度时，地面上的接闪器将会影响先导的发展方向，使先导向接闪器方向发展这是由于接闪器较高并具有良好的接地，在其上因静电感应而积聚了与先导相反极性的电荷使其附近的电场强度显著增强的缘故，此时先导放电电场即开始被接闪器所歪曲，将先导放电的途径引向接闪器本身，从而达到保护被保护物的目的。72避雷针保护范围的计算方法721单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围如图72所示。在被保护物高度HX水平面上、其保护半径RX可按下式计算当HX时，RXHHXP2当HX时,RX15H2HXP式中H避雷针高度，单位为M；HX被保护物高度，单位为M；P高度修正系数当H30M时,P1；当30MH120M时，P。5H45HRHXHH/2RXHPHPRX图72单根避雷线的保护范围722两支等高避雷针两支等高避雷针联合的保护范围要比两针各自保护范围的叠加还要大。两针联合保护范围如图73所示。两针外侧的保护范围按单针的方法确定。两针之间的保护范围由通过1、0、2三点的圆弧画出，O点的高度H0按下式计算7DP式中D两针之间的距离，MP高度影响系数，其值的确定同上。在OO截面上高度为HX的水平保护宽度为2BX,BX由下式计算015XBHHX水平面上保护范围的截面15HPDBXBXRXH/2OOH0D/7PRXHHXHAHA图73两等高避雷针的保护范围当BX0时，两针联合保护范围比两单针保护范围叠加还有所扩大。由此可见，要使两针能有效构成联合保护，两针间的距离太大是不行的。即使被保护高度为0，两针的距离必须小于7HP，而当被保护物高度为HX时，两针间的距离必须小于7HHXP。723本设计中避雷针的选择根据本设计变电站的大小D3894M；所内最高建筑物高度HX75M；取避雷针的高度为H30M。保护简图如图73所示，我们采用两支等高的避雷器对建筑物进行保护。保护计算得P1MHPH1203,50,1HX75MHOHD/7303894/72443M则BX15HOHX1524437525395MRX15H2HXP153027530M经过上述计算，采用两支等高的避雷针可保护变电站全站。73对雷电入侵波的防护731避雷器的作用变电站内安装着类型繁多的高、低压变、配电设备，这些设备均直接和供电系统的线路相连，而线路上发生雷电过电压的机会较多，因此入侵波常常是变电站的主要雷害，所以必须对入侵波有足够的防护措施。变电站中防护入侵波的主要装置是安装阀型避雷器，避雷器的作用是限制过电压以保护电器设备，它实质上是一个放电器，当雷电入侵波或操作过电压超过某一电压值时，避雷器将先于与其并联的被保护设备放电，使电压值被限制，从而使电气设备得到有效保护。732对避雷器的基本要求避雷器放电时，相当于对地短路，当强大的冲击电流泄入大地后，短路通道在工频电压作用下又会成为工频电流通过的通道，由于短路通道阻抗很低，这时的工频电流往往很大，称之为“工频续流”。对于大接地电流系统，只要有一相存在工频续流，就相当于单相短路；对于小接地电流系统，若有两相或三相同时存在工频续流，则相当于相间短路。因此，避雷器必须迅速切断工频续流以消除工频短路，才能保证系统迅速恢复正常运行。因此，对避雷器有以下基本要求1在过电压作用下，避雷器应该先于被保护设备放电，这主要靠两者之间的伏秒特性配合来实现，如图74所示。2避雷器应具有一定的熄弧能力以便在工频续流第一次过零点时就能迅速可靠地切断工频续流。733避雷器的选择变电站内最重要的设备是主变压器，它的价格高，绝缘水平又很低，为了减少变压器所受过电压幅值，阀型避雷器应尽量安装在电气距离靠近主变压器的地方。从保证保护的可靠性来说，最理想的结线方式是把避雷器和变压器直接并联在一起，但是考虑变电站的电气设备具体布置时，由于变压器和母线之间还有开关设备，按照设备相互之间应留有一定的安全间距的要求，所以安装在母线上的避雷器和主变压器之间必然会出现一段距离L，当入侵波的波陡度和联线距离较大时，则绝缘被击穿而使变压器破坏。本设计中图74避雷器与被保护设备伏秒特性的配合U/VOT/S避雷器伏秒特性被保护物伏秒特性母线采用的避雷器型号为，10KV母线采用的避雷器型号为35KV15FZ。采用合成绝缘无间隙氧化锌避雷器9/27HYWZ8配电装置的平面设计81配电装置的要求配电装置是变电所的重要组成部分，它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，逼供结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋内式。配电装置应满足以下基本要求（1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，如节约土地。（2）保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。（3）便于检修、巡视和操作。（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。（5）安装和扩建方便。82配电装置设计的基本步骤（1）根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式，有无电抗器，地形、环境条件等因素选择配电装置的型式。（2）拟定配电装置的配置图。（3）按照所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照规程参考典型设计绘制图。83配电装置型式的选择原则选择配电装置的型式，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。84各种配电装置的特点屋外配电装置的型式除与主接线有关，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受材料供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。（1）普通中型配电装置国内采用较多，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低。缺点是占地面积较大。（2）高型配电装置的最大优点是占地面积少，一般比普通中型节约用地50左右。但耗用钢材多，检修运行不及中型方便。一般在下列情况下宜采用高型在高产农田或地少人多的地区地形条件限制原有装置需改、扩建而场地受限制。85本设计中配电装置的选择结合本设计中变电站的实际情况，35KV采用户内开关柜单列布置，采用电缆进线，架空出线。10KV采用室内开关柜单列布置，采用电缆出线，主变位于35KV配电室及10KV配电室之间，主变前留有四米宽运输通道。35KV配电室东侧建有综合保护室10KV配电室东侧为电容器室,电容器采用户内布置。9电气二次部分91变电站综合自动化系统911概述本站二次采用微机综合自动化系统，按无人值班站设计，取消常规控制屏，实现全计算机监控。综合自动化系统采用分层分布式网络结构，主变保护测控、35KV保护测控及公用设备、交直流系统、通信布置在综合保护室内；10KV保护测控就地布置在开关柜上。计算机监控系统能与站内所有其他具有通信能力的智能设备通信。对端间隔王里220KV变电站332、334间隔设线路保护2套，组1面屏，放置于王里220KV变电站主控室原332、334间隔保护屏位置（原屏拆除）。全站的二次设备，包括控制、保护、测量、信号、远动等都采用微机装置，各装置通过网络传递信息并实现资源共享。各间隔、保护通信室内设备通过网络线进行联接。912系统结构和功能变电站层即工作站层，由监控主机和远动主站等设备组成。因本站为220KV站直出的35KV变电站，故此远动主站双机配置，监控主机单机配置，设置在综合保护室。远动主站完成与县调的通信；监控主机除可进行当地操作、显示各种接线图并生成当地报表外，还可与间隔层设备一起完成小电流接地选线、电压无功综合控制等功能。主变两侧电能表和各间隔层单元电能表通过电表的485接口联网后，经过规约转换（或直接）接入综自网，向县调传送需要的电能量。站内通信网媒体采用屏蔽对称双绞线电缆，以提高传输速率，增加可靠性。各间隔的断路器等设备，可以在调度端、站内监控主机和就地三处进行控制，相互之间具有联锁功能，同一时间内只能由一处控制。开关柜和控制保护屏上设有远方/就地切换开关和就地控制开关，公用屏上设远方/就地切换开关。监控系统完成的功能主要包括A实时数据采集和处理对变电站的运行状态和参数自动定时进行采集，并作必要的预处理。存于实时数据库，供实时画面显示、制表打印及完成各种计算。B限值监视和报警处理实时监视变电站各类设备的运行参数，当它们发生异常、运行状态发生变更或参数超越设定限值时，应及时发出告警信号，同时进行实时记录，包括事件顺序记录（SOE）、故障报警记录、参数越限报警与记录、电气主设备操作记录、事故追忆等。C画面显示及汉字制表打印D控制操作在保护通信室通过监控主机键盘对断路器进行控制操作，也可接收调度端的命令实现断路器的跳合闸。E与微机保护装置和其它智能设备通信F与县调的通信G对时功能H在线自诊断功能系统具有在线自诊断能力，可以诊断出通信通道、计算机外设、I/0模块、电源等故障，并进行报警。I自恢复功能当出现供电电源故障时，系统能有序地停止工作，当供电电源恢复正常时应具有自动重新启动功能。J就地音响当站内有人时，可发出事故或预告音响。K10KV母线电压监测每段AC相装设电压监测仪1个。913不间断电源监控主机和远动主站采用交、直流两用逆变电源供电。正常时，由交流220V供电，经逆变电源后供给监控主机和远动主站；当交流输入消失时，自动转为由直流220V供电，逆变后供给监控主机和远动主站。从而保证监控主机和远动主站电源的不间断性。914计量表计9141测量站内不设常规测量仪表。与调度系统自动化相结合，系统所发远动信息量均在各功能单元的液晶屏幕或就地监控机的显示器上查看。9142计量设多功能电能计量表，主变35KV侧（10级）、主变10KV侧（10级）、35KV出线（10级）电能表组屏放于综合保护室内，10KV线路、电容器的电能表（10级）就地安装。915静态保护屏接地根据部颁反措要求，静态保护屏下部设有截面不小于100MM2的接地铜排。屏柜上装置的接地端子排用截面不小于4MM2的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排用截面不小于50MM2的铜缆与保护室内的等电位接地网相连。916交、直流系统的遥测、遥信以常规方式通过电缆接入综自系统，遥信为强电220V空接点开关量输入。917站内二次电缆采用阻燃屏蔽电缆。92继电保护和安全自动装置921主变压器按主后分箱，单套配置原则9221主保护A无制动差流速断保护。B比率制动原理，具有CT断线告警或闭锁功能，闭锁功能由控制字选择，制动侧可用控制字选择，跳主变两侧开关。9222高压侧后备保护A）35KV侧复合电压闭锁过电流保护（总后备）电流取自35KVCT,电压取自35KV母线PT及10KV母线PT，设两段时限，T1备用，T2跳主变两侧开关；B）过负荷保护设三个定值，一段启动风扇，二段发信号，三段闭锁有载调压。9223低压侧后备保护A10KV复合电压闭锁过电流保护电流取自10KVCT,电压取自10KV母线PT，以第一时限跳10KV分段开关，以第二时限跳10KV主进开关，以第三时限跳主变两侧开关。B）10KV母线充电保护跳本侧主进开关。C过负荷保护发信号。9224非电量保护A本体重瓦斯引入接点，发信号或跳主变两侧开关。B有载调压重瓦斯引入接点，发信号或跳主变两侧开关。C本体轻瓦斯引入接点，发告警信号。D有载调压轻瓦斯引入接点，发信号。E主变压力释放引入接点，发信号。F主变油温过高引入接点，发信号。G主变油位异常引入接点，发信号。H）非电量保护引入接点均为强电220V开关量输入空接点。9225其他技术要求A高压侧的复合电压取两侧电压并联，以保证灵敏度，并可采用连接片投退其中任何一侧复合电压。B根据“反措”要求，装置保护出口和方式压板都应用硬压板控制。C本保护直流工作电源为220V，当工作电源消失，保护装置应闭锁跳闸出口，并发出报警信号。D不同保护装置电源应分别经特性空开引入。E保护装置应有足够的输出接点用于跳闸、远动、报警等回路，并留备用接点。F装置的跳闸出口继电器应有自保持，并有监视手段，使用人工复归，出口继电器应为强电220V。G）电量与非电量保护出口回路完全独立。92335KV保护配置923135KV线路配置（35KV进线不设保护）I三相式电流闭锁电压速断保护。II三相式定时限过电流保护。III三相一次自动重合闸手动、远动跳闸不重合。具备重合后加速功能。IV低周减载（带滑差闭锁功能）出口跳闸。V小电流接地选线及零序2段过流保护。VI过负荷报警。923235KV母线设母差保护。92410KV配电装置保护配置根据小电流接地系统线路保护的配置原则，10KV线路配置A三相三段式电流保护。B三相两次自动重合闸手动、远动掉闸不重合。（重合闸次数应能选择）。具备重合后加速功能。C低周减载（带滑差闭锁功能）出口跳闸。D小电流接地选线及零序2段过流保护。E过负荷报警。10KV分段保护配置电流速断和过电流保护。925并联无功补偿装置保护配置电容器组保护按照并联电容器装置设计规程的要求进行设置。A三相式限时电流速断保护。B三相式过电流保护。C母线过电压保护。DPT断线闭锁的母线失压保护。E三次谐波过滤的零序电压保护（开口三角电压）。电抗器不设保护。926安全自动装置配置926135KV备用电源自投根据本站接入系统方案及将来的主要运行方式，35KV备自投方式设为线路互投及分段自投自适应。此方式应在初设审核时予以确定。开关手跳遥跳闭锁自投。要求具备运行方式自动识别功能、闭锁启动备用电源互投装置功能、PT断线识别和闭锁功能。926210KV备用电源自投设为分段自投方式。主变低压后备保护动作闭锁备自投。PT并列35KV、10KV分别设置PT并列装置，采用双位置继电器，完成保护、测量电压回路和计量电压回路切换功能。可以手动或自动并列。有液晶显示屏显示保护、测量电压等有关参数。93系统调度自动化931调度关系变电站属县调度管理，采用部颁CDT规约，可同时通过两种通道传输数据，远动信息送往县调，接收并执行县调的下行遥控命令。932模拟量遥测35KV进线三相电流，有功功率，无功功率，功率因数。35KV分段三相电流。35KVPT三相线电压、相电压。35KV线路三相电流，有功功率，无功功率。主变各侧三相电流，有功功率，无功功率。10KV线路三相电流，有功功率，无功功率。10KV分段三相电流。10KV电容器三相电流，无功功率。10KVPT三相线电压、相电压。站用交流三相母线电压，三相进线电流。站用直流母线电压、通信母线电压（48V）。非电量遥测主变油温，保护通信室内、外温度。主变分头位置（以遥测方式传送）。电能量采集（以KWH为单位传送）35KV进线有功电能、无功电能。主变各侧有功电能、无功电能。35KV线路有功电能、无功电能。10KV线路有功电能、无功电能。10KV电容器无功电能。站用变有功电能。933遥信全站所有断路器的位置遥信；主变有载调压分头位置遥信；主变各保护动作遥信；备用电源自投动作遥信；低周减载动作信号；接地选线的结果遥信；PT并列遥信（按电压等级发）；PT断线报警遥信（按电压等级发）；10KV系统接地报警（3U0）遥信35KV系统接地报警（3U0）遥信35KV线路保护动作，每段发一个保护动作、重合闸动作遥信；10KV电容器保护动作遥信；10KV线路保护动作，每段发一个保护动作、重合闸动作遥信；各断路器控制回路断线遥信；各断路器远方控制投入遥信；各断路器机构告警遥信；所有保护动作信号并发总事故信号，总事故信号自动复归，分信号保持。所有异常信号并发总预告信号。交流系统失压告警信号。直流系统告警信号A直流屏交流输入电压异常告警。B直流母线电压异常告警。C直流系统接地告警。D直流系统故障告警。934保安信号通信系统告警信号A通讯模块故障。B48V馈线故障。C48V母线电压异常。935遥控9351全站所有断路器具备就地和遥控功能，并能转换。9352主变有载调压分头位置远方升、降、停。9353在线设置保护定值及修改各种保护的投入与退出。94交直流系统941站用交流系统站用交流系统由两台站用变获得380V电源，站变容量及位置见一次主接线，分别经电缆引入站用交流屏，设互投功能，单母线接线。设置交流屏1面。942直流系统本站采用220V直流电源作为全站各安装单位的控制、保护、信号、安全自动装置等负荷的供电电源。直流系统由1套高频开关电源和1组100AH、2V单体