35kv降压变电站设计12.87.doc

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1、摘 要电力行业是发电、输送电和分配电能的工业部门。曾都洛阳镇旅游业的发展，张畈供区负荷不断增长，本次设计主要对本地区新建35KV的变电站进行设计。根据本地区供电需求。电力负荷峰谷差越来越大，低电压问题突出，影响该地区的优质可靠供电。目前虽有35kV洛阳变10kV洛55张畈线，但由于供电半径大，线损高、电压合格率低，故供区内用户电压质量得不到保证。着重解决了配电装置的选择、防雷保护与接地保护的配置，并结合本地区的供电需求和工程实际情况选择出最合适的方案,各种电气的设备型号以及容量。关键字：35KV；变电站；母线；配电装置；避雷针ABSTRACTThe power industry is the

2、industrial sector that generates electricity, delivers electricity and distributes electricity. Entire power system safe, reliable, economical operation. The graduation design mainly for the region to build 35KV substation design. According to the demand of power supply in the region, the load stati

3、stics, the selection of the main wiring scheme of the substation, the selection of the number and capacity of the main transformer, the selection of the short circuit and the selection of the switching equipment, the selection of the power distribution device, the lightning protection and the ground

4、ing device Design, relay protection options. Combined with the regions power supply needs and the actual situation of the project to choose the most appropriate program, a variety of electrical equipment model and capacity.Keywords:35KV；Substation；bus line；power distribution unit；lightning rod目 录摘要1

5、Abstract.2第一章 引言5 1.1原始资料5第二章：电气主接线6 2.1电气主接线设计简介6 2.2电气主接线特点6 2.3电气主接线选择7第三章：变压器的选择8 3.1主变压器台数的确认8 3.2主变压器容量的选择9 3.3主变压器的选择结果10第四章：短路计算104.1短路的原因、形成及危害104.2短路计算的方法10 4.3本设计中短路电流的计算11第五章：电气设备的选择13 5.1变压器保护隔离开关、断路器的选择13 5.2母线保护的电流互感器选择15 5.3电压互感器的选择16 5.4电抗器的选择17 5.5高压熔断器的选择18第六章：变电站防雷和接地设计19 6.1变电站对

6、直击雷的防护措施19 6.2变电站对雷电波的防护措施20 6.3避雷针的保护范围计算21 6.4接地设计22第七章：配电装置的设计23 7.1配电装置的基本要求23 7.2配电装置的分类23 7.3各类型配电装置的特点24 第八章：设计总结29参考文献1、引言电能是当今社会利用最广泛、地位最为重要同时也最为高效的能源。电能的使用直接促进了人类的进步和发展，成为最伟大的发明之一。变电站它同时连接发电厂和用电户，它的运行状况直接影响着电力系统整体的好坏，在中间起着聚积电能和分配电能的功能。它的安全与否直接决定了整个电网的安全。1.1 原始资料简介曾都区位于随州腹地，属地级随州市政府驻地。随州市地处

7、长江流域和淮河流域的交汇地带，东承武汉，西接襄阳，北临信阳，南达荆州，居“荆豫要冲”，扼”汉襄咽喉”，为”鄂北重镇”，是湖北省对外开放的“北大门”，国家实施西部大开发战略由东向西的重要接力站和中转站。 随州市交通便利，京广铁路、汉渝铁路、宁西铁路和107、312、316国道以及汉十高速公路、随岳高速公路，麻竹高速公路贯穿全境。曾都区行政面积为1316km2，供电面积为126.7km2、供电人口62.4万人、全社会最大负荷286.5MW，售电量共12.98亿kWh，110kV及以下综合线损率7.42%，10kV及以下综合线损率为7.62%，供电可靠率（RS-3)为99.965%、综合电压合格率为

8、99.973%，一户一表率为100%，户均配变容量为2.15。从“十而五”进入“十三五”，曾都区加大推进工业化进程，紧紧围绕“五个湖北”建设和“圣地车都”战略。曾都区新增报装容量26.94万kVA，负荷预测方法采用年均增长率法与回归模型法、灰色模型法，运用多种数学模型，取三种方法的加权平均值作为曾都区全社会用电量的预测结果。根据曾都的实际情况，给出高、中、低三方案结果，如下表所示。推荐采用中方案预测结果，2015年最大负荷为303MW，2020年负荷将达到489MW。曾都区负荷预测结果下表。表1-1 最大负荷利用小时法预测负荷结果 单位：亿kWh方案2014201520162017201820

9、19202020152017年均增长率（%）20182020年均增长率（%）高方案286.5322.53369.45422.98483.34550.73625.4114.5213.75中方案286.5303353388399433.9848913.1610.71低方案286.5297.94323.42349.91377.5406.28436.348.377.51TMAX预测4960511847944760505150684911-1.2张畈供区负荷预测张畈供区位于曾都洛阳镇。洛阳镇位于随州市南部，东邻府河、西止柳林、北抵何店、淅河，南与安陆、京山接壤。距随州市区33km，版图面积228km，人

10、口3.7万。洛阳镇地处副热带北缘，地形以丘陵为主，属大洪山余脉。洛阳镇资源丰富，重晶石、大理石、石灰石等矿藏储量大，品位高；板栗、葛根、香菇等农产品遍布全镇；银杏谷风景区驰名中外，新四军五师遗址、太乙古观等名胜古迹吸引大批游客。汉十高速公路穿境而过，交通发达。张畈村凭借洛阳镇的交通地理优势，依靠银杏谷风景区等旅游资源的带动，经济不断发展，人民生活水平得到提高。随州经济增长、人民生活水平提高和 “两改一同价”的切实实施，城乡工农业生产和人民生活用电呈现增长势头。张畈负荷预测见下表： 表1-2 张畈供电区负荷预测情况表 （单位：亿kwh、MW） 年份 项目201420152016201720182

11、019张畈供区负荷1.912.102.372.662.953.25电量0.0400.0480.0540.0620.0690.078 张畈供区2014年电量0.040亿kwh，负荷达到1.91MW，预测2019年电量将达到0.078亿kwh，负荷达到3.25MW。1.3 工程建设必要性 根据以上分析，新建张畈35kV配电站工程可实现以下功能： 1、解决张畈供区10kV电网供电卡口及低电压问题。 目前张畈供区在建和已有企业用电主要靠35kV洛阳变10kV洛55张畈线供电。新建张畈35kV配电站，可为当地用户提供电源点，减少10kV供电半径，解决当地低电压及线路重载问题。2、可以满足张畈供区负荷发展

12、。 随着经济增长、人民生活水平提高，城乡工农业生产和人民生活用电呈增长势头，张畈供区负荷不断增长，该工程建成后将满足该区域用电负荷的需求，促进区域的经济发展，进一步提高该区域人民生活水平。新建张畈35kV配电站工程，将对该区域经济快速发展提供有力支持。 综上所述，根据负荷预测，针对张畈供区缺乏35kV变电站布点的问题，为提高供区供电可靠性，满足负荷增长需要，让35kV配电站深入到供区负荷中心，起到合理调配供区中心负荷、优化10kV网络结构、缩短供电半径、降低损耗、提高供电可靠性的作用。因此2018年在张畈村开工建设张畈35kV配电站工程是必要的。2、电气主接线2.1 电气主接线设计简介高压电器

13、之间经过连接线相互连接起来的被称为电器主接线，它们主要的作用就是接收和配送电能的电路，相互连接节组成一个大的网络来进行传送高电压、大电流，它们另一个名字就是电气主系统。它直接影响着配电装置的布置和形态，其次，它也关系着继保的布置，对电网的运行起着决定性的作用。2.2 电气主接线的特点 2.2.1 单母分段接线的优缺点：优点：用断路器将母线分段后，分开母联断路器，可主动将故障隔离，维持正常端母线的用电5。缺点：扩建时，因向两个方向同时均衡扩建保持对称1。2.2.2双母线接线的优缺点：优点：供电可靠，任意出线故障或隔离开关检修时只停该线路。调度灵活，能快速适应系统运行方式和潮流变化的需要。扩建方便

14、，能向任意方向灵活的扩建。缺点：隔离开关数目要与母线数目一致。母线故障和检修时要进行倒闸操作，为了避免误操作需加装连锁装置1。2.3 电气主接线的选择对原始资料的分析以及对以上几种接线方式的认知，现列出以下几种方案。方案一：单母分段接线；10kv侧进出线为8回，可对重要用电单位采用双回路供电，增加供电的可靠性。方案二：单母线接线；10kv侧单母接线，当维修出线端断路器时，会中断对该线路的用电。方案三：双母线分段接线；10kv侧双母分段接线，当任意母线分段检修其中任何线路都不需停电。 项目方案可靠性灵活性经济性单母分段接线可靠性高1、调试检修灵活；2、各电压等级接线都便于扩建设备较多，投资大经济

15、性较差单母线接线可靠性较高1、灵活性较好；2、扩建方便1、设备相对较少，投资较小；2、减少占地面积。双母线接线可靠性高1、灵活性好2、接线较为复杂1、设备相对较多投资较大；2、占用面积过大，投资较大。表2-1 接线方式的比较综合以上几种方案的比较我们应选择第二个作为本变电站的主接线。3、主变压器的选择3.1 主变压器台数的确认3.1.1 选择原则：（1）满足供电可靠性，一般使用两台主变压器；（2）为了满足系统运作时的可靠性与灵敏性，如有重要负荷的变电站，一般选择两台三绕组变压器，应为使用三绕组变压器占地面积小，运行及维护方便，价格也低于四台双绕组变压器，因此应选用两台三绕组变压器。（3）装有大

16、于2台主变的变电站中，在其中任意1台事故后剩余的容量应满足大于该总负载的七成及以上，并能保证正常的供电。3.1.2 主变压器台数的确认：主变压器台数的要求:（1）对本变电站，在配网侧已经形成环网的情况下，变电站应设计2台主变压器为宜。（2）对只带有二级、三级负荷的变电站，可以只采用1台变压器因为本变电站与电网关联较为紧密，且带有部分一级负荷，故采用2台主变压器并列运行。3.2 主变压器容量的选择：3.2.1主变压器容量的确定：（1）一般按本站所在区域五到十年的规划负荷考虑，也还要思量到今后十到二十年的用电增长。根据主变压器的容量确定原则，一台主变可以保证全体负载的七成以上。结合上面的资料可知S

17、总 =800*6=6400kwA综合以上数据考虑，本变电站的单台主变压器额定容量为SN=4000KVA。3.2.2 绕组连接方式的选择：本设计中的变电站有两种电压等级35kv和10kv，采用双绕组变压器，变压器绕组的连接方式是Y。3.2.3 中性点连接方式的选择： 根据设计规范可知，在10-63kv的配网中一般中性点都是采取不接地的方式。单相接地短路时，10kv侧短路电流不大于30A或者35kv侧短路电流不大于10A的时候，中性点通常采用消弧线圈接地。因为35kv侧有中性点，所以可以直接装设在中性点上可共用一组消弧线圈，所以要采用的这一特性来补偿电容电流，使其最终的电流呈感性6。3.3 主变压

18、器的选择结果： 根据电力工程电气设备手册选定的变压器额定容量为4000KVA，这里选择双绕组变压器，所选变压器的参数所示： 型号：GT-400035 额定容量（KVA）：4000 额定电压（KV）：高压358*1.25%； 低压10.5 连接组标号：Yd11 空载损耗（kw）：4.52 负载损耗（kw）：28.8 阻抗电压（%）：高-低22.8 最终选择两台GB-400035型变压器作为主变压器。与该站邻近的变电站有：110kV 前进变（约 28km）， 35kV 府河变（约 11km），35kV 洛阳变（约 11km）；与该站邻近的 35kV 线路有 35kV 前府线、35kV前洛线。 1）

19、110kV 前进站距离本站站址较远，不推荐由 110kV 前进站直接引入电源。 2）35kV 府河站现为单母线接线，现有主变两台（5+10）MVA,35kV出线一回（35kV 前府线），35kV 府河站被民房包围，35kV 出线较困难，不推荐由 35kV 府河站直接引入电源。3）35kV 洛阳站现为单母线接线，现有主变两台（3.15+6.3）MVA,35kV出线两回（35kV 前洛线与 35kV 前何线洛阳支线），规划出线一回（35kV洛阳-张畈线路）；35kV 洛阳站几无 35kV 出线廊道，不推荐由 35kV 洛阳站引入电源。 4）35kV 前府线导线线径较细，型号为 JL/G1A-70,

20、 JL/G1A-70 极限输送容量为 16.67MW，而府河站目前主变总容量为 15MVA,已接近此极限值，因此不推荐由 35kV 前府线引入电源。 5）35kV 前洛线导线型号为 JL/G1A-150, JL/G1A-150 极限输送容量为 26.97MW，推荐由 35kV 前洛线引入电源。 结合国网湖北省电力公司十三五规划技术原则，张畈站以 35kV 电压等级接入系统。结合 110kV 前进变、35kV 府河变、35kV 洛阳变运行情况，本期具体接入系统方案拟定如下：新建前进洛阳 T 接张畈35kV 线路，张畈 35kV 配电站接入系统方案如图所示。图3.1 张畈变电站接入方案4、短路计算

21、4.1 短路的原因、形成及危害 用户供配电系统要求安全可靠，以保证正常电力的需要，但是由于各种原因，系统总会发生故障，其中最为严重的就是短路，它指的就是线路相与相或相与地之间的不正常连接。 短路形成的原因主要有： （1）设备的绝缘自然老化、机械强度的下降和损伤； （2）运行维护不当，不遵守操作规程引起的事故，管理不完善； （3）自然灾害引起的线路倒塌，断线等。短路的危害：由于短路后线路的阻抗急剧下降，所以短路电流极具增大，在电压等级高的系统中，可能达到几十万安。在电流极速加大的同时，系统电压却在降落，所以短路造成的后果往往都是有破坏性的。因此可见，短路的后果十分严重，为了保证电气设备和电力系统

22、的稳定运行，首先应尽可能的消除引起短路的一切原因，其次还应该在短路发生后尽可能快的切除故障，恢复电网的安全运行。4.2 短路计算的方法： 短路计算的方法有标幺值法、短路容量法、欧姆法。欧姆法是短路计算中最基本的，但标幺值法在实际中使用更为广泛。短路计算步骤：（1）制作短路计算的电路图，并确定短路计算点。（2）确定基准值，Sd=100MVA,Ud=Uav，并求出全部的短路计算点电压下的Id。（3）计算出各元件标幺值电抗。（4）挥出短路电流的等效电路图，并标出短路计算点。（5）简化电路，并得到总电抗标幺值，计算短路容量。4.3 本设计中短路电流的计算：计算回路电抗：图4-1 短路计算图根据前面变压

23、器参数可得：计算各短路点短路电流（1）K点发生三项短路时图4-2 35kv侧K点短路时网络简化图（2）点发生三项短路时图4-3 点短路时网络简化图（3）点发生三相短路时图4-4 点短路时网络简化图5、电气设备的选择本工程所在地区为级污秽地区，因此根据国家电网公司物资采购标准，所有屋外电气设备外绝缘按级污秽等级设计，35kV和10kV系统设备的爬电比距3.1cm/kV。5.1变压器保护隔离开关、断路器的选择：5.1.1 隔离开关的选择： 隔离开关的要求： （1）隔离开关分开电路后应有清晰可见的断开点，来判断电路是否有电。 （2）分断点之间有充足的绝缘距离，保证不发生闪络危及操作人员的人身安全。

24、（3）隔离开关操作时同期性要好，具有合理的合、跳闸速率。 （4）隔离开关结构构造简单，动作迅速可靠，带接地刀闸的因装设闭锁装置，保证正确的操作。35kv侧隔离开关的选择：35kV主变进线设备：选用35kV户外组合电器，含断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器。该设备技术先进，性能优良，可靠性高,维护工作量较小。额定电压必须大于kv，最大持续电流。因此选择GN27-40.5型设备，且它配备手动式杠杆操作机构。表5-1 35kv隔离开关参数短路时冲击电流为动稳定电流的峰值，所以动稳定性满足要求。短路时的热效应为*2.08=54.1KA2.s，隔离开关允许的热效应Ir2t=202*2=800KA2.

25、s，因为80054.1，所以可以得到该隔离开关满足热稳定的需求。 10kv侧隔离开关的选择：该线路的，且所选的隔离开关不小于通过断路器的最大持续电流Imax=1.05*12.52/（3*10）=722.8A。因此选择GN30-12型接地高压隔离开关。表5-2 10kv隔离开关参数短路时断路冲击电流是隔离开关的动稳定电流的峰值为100KA，所以动稳定满足要求。短路时的热效应为*2.08=147.11KA2.s，隔离开关允许的热效应Ir2t=402*2=3200KA2.s，因为3200147.11，故选择该型隔离开关。5.1.2 断路器的选择：正常时起着投退线路和电气设备的作用，故障时要及时切断故

26、障部分的连接，保证电网安全。目前来看，SF6断路器是市面上主流的选择。 断路器的基本要求： （1）他是优良导体，应该有充足的动、热稳定性。 （2）在跳闸时有好的绝缘效果。 （3）有充足的遮断容量和尽量少的分开闸刀时间。 （4）电气寿命和机械强度满足要求，结构简单，易于维护。额定电压:UNU；额定电流：INIarm；热稳定校验满足：I2ts.Q*tts.QI2ti ；短路电流作用下持续工作时间：tis=tse+tbrtse保护动作时间，一般为0.15s左右，tbr为固有分闸时间，一般为0.25s左右。35kv侧断路器的选择：该回路的电压等级为35kv，其额定电流不小于通过断路器的最大持续电流=1

27、.05*12.03/（3*10.5）=690A。所以选择ZN12型断路器。表5-3 35kv断路器参数短路时流过断路器的电流IK=15.8A,断路器的额定开断电流为，开断短路电流的能力能够符合要求。流过该断路器的短路冲击电流为，动稳定的限定值为。满足动稳定的要求。最后进行断路器的热稳定性校验，短路持续时间为。短路的热效应为。断路器允许的热效应为QK=I”2t=31.52*4=3969KA2.s，因为396954.1，所以热稳定性满足，最终选择ZN12型设备。10kv侧断路器的选择：Imax=1.05*12.52/（3*10.5）=720A，所以10kv侧选择的断路器型号为ZN66A-12/T6

28、60-24。表5-4 10kv断路器参数流过该断路器的短路冲击电流为16.91KA，动稳定电流为50KA。满足动稳定的要求。短路持续时间为。短路的热效应为。各项实验数据都符合要求，所以最终选择该型设备。5.2电流互感器的选择5.2.1电流互感器的基本须知首先应考虑安装位置，35kv变电站配电装置一般选用瓷绝缘结构和树酯绝缘结构。电流互感器的准确级不能低于所供测量仪表的准确级。0.5-1.0级的电流互感器通常使用在变电站内的测控仪表中。而变电站内的电能表使用的电流互感器必须不小于0.5级的。其次，他们还需进行动热稳定的检验，以保证使用时的安全。5.2.2 35kv侧电流互感器的选择：一次回路最大

29、持续工作电流A一次回路必须满足：UnUnet=35kvInIw.max=693.64A因为安装地点是在户外，所以电流互感器采用油侵瓷箱式绝缘结构。准确级为0.5级。表5-5 35kv电流互感器参数热稳定校验：2=2916134.92，所以，满足热稳定要求。动稳定校验：内部动稳定。外部动稳定KA。综合上述条件，查阅设备表可优先使用LCWD1-351200 5.2.3 10KV侧电流互感器的选择： 35kv侧的流过回路的最大持续工作电流为Un=Unet=10kvInIw.max=2427AIN.OCIK2”=1.62KA因为安装地点是在屋内，所以选用的电流互感器是树酯浇筑绝缘结构。表5-6 10k

30、v电流互感器参数型号准确级次额定二次负荷（VA）1S热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）0.20.5LZZB10-10/30000.2/0.510152152.5热稳定校验： , 满足要求。动稳定校验： 满足要求。综合以上条件，查阅设备表初步选择LZZB10-10/3000型作为最终的设备选择。5.3 电压互感器的选择：5.3.1 电压互感器的基本要求： 电压互感器在电网的每组母线上都安装使用，一般都是按电压等级来进行选择。一般一次绕组所接的Uns满足（0.9-1.1）Un的范围内浮动。 35kv-110kv的一般采用电磁式电压互感器，在需要检查发生单相接地故障时，选用三项五柱式电压互感器或带

31、有第三绕组的单相电压互感器。 电压互感器在哪一等级的准确级下工作要按照全体电气设备的准确级来共同确定。5.3.2 35kv侧的电压互感器 Un1=35/kv Un2=35/kv它的作用是测量电压、电能测控，所以因采用串级绝缘箱式电压互感器，准确级要求较高，一般为0.5级。综合以上条件，查阅设备表可初步选择JDX6-35型。进行动热稳定校验后得到数据满足以上要求。所以选择该型号设备为变电站35kv侧的电压互感器。5.3.3 10kv侧的电压互感器Un1= Un2=10kv它的作用有测量电压、电能和功率的测量及继电保护装置的使用，采用油侵式结构的电磁式电压互感器，准确级要求较高，一般为0.5级。综

32、合以上条件，查阅设备表可初步选择JDX-10型。进行动热稳定检验后得到数据符合以上条件。所以选择该型号设备作为变电站的10kv侧的电压互感器。5.4 远动及通信 系统采用远动通信，通过 GPRS 无线传输方式实现对变电站的遥信、遥测等信号上传，将信号分别传送到配网自动化主站和营销电量采集系统上。 5.5 高压熔断器的选择：5.5.1 高压熔断器的作用： 它由溶体、外壳、支座组成，熔体材料有不同的熔断特性曲线，可以对各种不同的设备进行保护5。 熔管和熔件都有他们各自本身材质的属性决定他们的额定电流大小，通常熔断器通过的电流大小不能超过该型号的限定值，他们的排序应该是由此可知，所限的溶件应在长时间

33、的通过最大工作电流情况下保持稳定，在短路电流作用下快速熔断，同时熔断器还能与上级保护装置相配合，以免发生误动作。查阅设备表可知，应选择的设备型号为RN2型高压熔断器。表5-7 高压熔断器的参数根据随州电网发展规划，推荐本线路导线采用JL/G1A-95/20型钢芯铝铰线。导线机械物理特性见下表：表5-8 导线机械物理特性表型号结 构（mm）计算截面外径拉断力自重弹性系数膨胀系数铝钢mm2mmNKg/KmN/ mm210-5/JL/G1A-95/207/4.167/1.85113.9613.8737200408.9760001.85本工程线路，在洛阳变电站侧、张畈配电站侧分别架设2km单避雷线，避

34、雷线采用GJ-35镀锌钢绞线。表5-9 GJ-35镀锌钢绞线主要参数如下：型号计算截面外径拉断力自重弹性模量膨胀系数mm2mmNKg/KmGpa10-5/GJ-3537.177.847200295.1185.01.15（1）导线用悬垂绝缘子串及耐张绝缘子串悬垂串采用单串FXBW4-35/70型合成绝缘子，但线路跨越主要公路、河流以及居民密集区时，按国家电网公司十八项重大反事故措施相关规定，直线悬垂绝缘子串采用独立双挂点双串。门架耐张绝缘子串采用单串4片XWP-70型防污型瓷绝缘子，其他耐张绝缘子串FXBW4-35/70型合成绝缘子。根据塔型和导线排列方式的要求，本线路在单回转角（耐张）杆塔的中

35、相、转角大于40度外角侧边相均装设跳线悬垂绝缘子串，跳线悬垂绝缘子单串采用FXBW4-35/70型合成绝缘子。表5-10 导线绝缘子的主要参数如下： 型式项目XWP-70FXBW4-35/70结构高度（mm）14665015瓷件盘径(mm)255/爬电距离（mm）4001015额定机电破坏负荷（Kn）7070工频湿耐受电压（kV）4595雷电冲击耐受电压（kV）135230工频击穿电压（kV）1201086、变电站的防雷和接地设计：6.1 变电站对直击雷的防护措施： 直击雷的防护一直都是电力系统设计的重点，根据高压配电装置设计技术规程的规定第70条、第71条、第72条、第78条、第83条的要求

36、来进行的防护6.1.1 装设避雷针的原则： （1）避雷针防护范围应该覆盖被保护设备的位置。 （2）一旦出线闪络，等于被保护物直接加了一个高电位，会对被保护物造成损害。因此，防护反击与保护范围尽可能大同样重要，即在保护范围内的保护物不会因为受到雷电的直接击中和雷电引起的反击而损坏，这样才可以称之为可靠有效的的避雷针、避雷线。 （3）当雷电击中避雷设备时，避雷针通过引流作用将雷电流经避雷针流向大地，为了防止避雷针的反击，它与保护物中间应该有充足的安全距离间隔。 （4）架构式避雷针是对于35kv及以上的电气设备，在土壤电阻率不大于1000M的情况下反击不容易发生，这时避雷针应选择使用架构的形式，它的

37、效果和作用最好，同时架构式避雷针投资小，安装方便 12。 为了确保变电站中最重要而绝缘又较弱的设备主变压器的绝缘免受反击的威胁，除了水力发电厂外，装设在架构上的避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地线的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。这是因为当雷击避雷针时，在接地装置上出现电位升高，在沿接地体传播过程中将发生衰减，经过15m的距离后，一般已不至于发生对变压器的反击了。6.1.2 直击雷的防护原理: 就是让雷电从事先设计好的的通道中流向地面，避免造成被保护设备和建筑物的损坏。由以下几个设备组成防护直击雷电的装置： （1）接闪器：最先接受雷电的避雷针、避雷线等金属构件。一

38、般由钢管、钢筋、扁钢组成。 （2）引下线：连接接闪器和大地的导体。通常用钢筋制成。 （3）接地装置：一般指的是接地体和接地线，它们由各种型钢制成。图6.1 直击雷防护装置的组成 在雷电流的刚发生的阶段，先导最初的方向不收地面物体的影响，当它下降到一定高度的时候，大地上避雷针中的接闪器首先开始把雷电流像自身的方向吸引，从而在其表面产生静电感应，产生相反极性的电荷，这时雷电流中的电荷（一般都为负电荷）就被接闪器所产生的正电荷相中和，从而是雷电流通过接闪器经由接地装置流向大地中，从而保护好范围内的所有设备和建筑物。6.2 变电站对雷电波的防护措施： 变电站在装设避雷针后，电气设备遭受雷击的概率小到可

39、以忽略不计，但是入侵波产生的过电压就会对站内的电气设备造成大的危害。对于35kv的小容量变电站，科根据供电的重要性和当地雷电活动的强弱等具体情况采取简化的进线端保护，因为35kv小容量变电站接线简单，尺寸小，避雷器距离变压器的电器距离一般都在10m以内，允许有较高的入侵波陡度，所以进线端的长度可以缩短。6.2.1避雷器的基本要求： 避雷器的主要作用就是限制雷电入侵波所产生的过电压。避雷器放电时，相当于对地短路，当这股强大的冲击电流进入大地后，在工频电压的坐用下又会成为工频电流的道路，并且阻抗很低，工频电流通常就很大，这也被称为工频续流。避雷器应该快速的消除工频续流来消除短路的存在，对此，避雷器

40、有以下的几点要求： （1）在过电压的作用下，避雷器的伏秒特性曲线应优先于被保护物体的伏秒特性曲线击穿，从而起到保护作用。 （2）避雷器应具有一定的灭弧能力。图6.2 伏秒特性的配合6.2.2 避雷器的选择： 变电站内最为重要的设备就是主变压器，通常它也是价格最贵，绝缘水平最低的，为了能更好的保护主变压器，同城是将阀式避雷器安装与主变压器距离近的地方，最理想的就是把阀式避雷器与主变直接并联在一起，但是电气设备的布置往往要留一定的安全距离，所以，母线上安装的阀式避雷器和主变间还是有一定的距离，当入侵波的陡度和连接线距离较大时，会使绝缘损坏击穿然后导致主变压器的损坏。本设计中35kv母线使用的避雷器

41、型号为FZ-15。10kv母线上装设的为HY5WZ-9.9/27。梁避雷器型号均为合成绝缘的氧化锌避雷器。6.3 避雷针保护范围的计算：6.3.1 单支避雷针的保护范围： 单支避雷针的保护范围如图所示：图6.3 单根避雷针的保护被保护的物体在高度的水平面上，保护半径当 当6.3.2 两支等高避雷针: 两支等高避雷针保护范围要比两根避雷针各自保护范围加起来还要大，两针保护范围如下图所示：图6.4 两根避雷针的保护外侧保护范围任按单针的方法计算，两针之间的保护范围为：, 。当0时，两针的保护范围要比各自保护范围加一起略大。由此可以看出，为了两根等高避雷针能起到联合作用，加大两针间的距离是不够的。即

42、使被保护物体就在地面位置，两针之间的距离也一定要不超过7hp。当被保护物体的高度不为0而是时，两根避雷针之间的距离也就要必须不超过。6.3.3 避雷针的选择：有上面数据可知，变电站大小D=38.94m，站内最高点为=7.5m，去避雷针高度h=30m。我们采用2支等高的避雷器进行站内保护。=7.5m mmm经过上述计算，采用两支相同高度的避雷针能安全保护全站。6.4 接地设计6.4.1 接地概述： 这些都是靠着接地装置来于大地相连接，通常以埋在地下的接地体和引下线来构成接地装置，变电站的接地装置不但可以降低接地的电阻，还可以降低因雷电流和短路引起的电位升高，它能均很地面的电位分布，降低接触电位差，跨步电位差的作用。接地装置的内外发生短路时，最大短路电流经过接地装置流向大地，这样造成的接地电位升高以及电位的分布不能造成人员的伤害及设备的损坏。配电装置的结构应使操做集中，避免工作