变电站电力系统设计.doc

目录目录 摘要0 abstract1 1.1 负荷计算 2 1.2 主变压器选择 4 二 电气主接线设计.6 2.1 主接线的设计原则和要求 7 2.2 变电站电气主接线设计 .7 三 短路电流计算10 四 电气设备选择11 4.1 电气设备选择的概述 .11 4.2 110kv 侧电气设备的选择及校验12 4.3 35kv 侧电气设备的选择及校验.16 4.4 10kv 侧电气设备的选择.19 五 继电保护规划23 5.1 主变压器保护规划23 5.2 变压器的接地保护：23 5.3 线路保护的规划：24 5.4 母线保护规划24 六 防雷保护设计26 总结.29 参考文献.30 附录.31 短路计算书 .31 变电站电气主接线图 .34 山东电力高等专科学校毕业设计论文 1 摘要摘要 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经 济运行，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。本文 首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷大小。然后通 过对负荷资料的分析，线路安全、经济及可靠性等方面考虑，确定了 110kv，35kv，10kv 各侧电压等级的电气主接线，又通过负荷计算确定了主变 压器台数，容量及型号。然后又根据短路计算的计算结果，对母线，高压断路 器，隔离开关，电流互感器，电压互感器等电气设备进行了选型和校验。最后， 对变电站的继电保护和防雷保护进行了设计，从而完成了 110kv 变电站一次系 统的电气设计。 关键词：变电站 变压器 主接线 电气设备 山东电力高等专科学校毕业设计论文 2 abstractabstract substation is an important part of the power system, which directly affect the whole power system security and economic operation, power plants and users are linked to the intermediate link, plays a transformation and distribution of electric energy effect. this paper first according to the mission book to system and routes and all the parameters of the load, load size analysis. and then the load data analysis, circuit safety, economy and reliability into consideration, determine the 110 kv, 35 kv, 10 kv voltage grade each side of the main electrical wiring, and through the load calculation to determine the main transformer sets, capacity and model. then according to the calculation of short circuit calculation results, the bus, the high voltage circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, electric equipment selection and the calibration. finally, the transformer substation of relay protection and lightning protection design, and completed the 110 kv substation a system of the electrical design. keywords: transformer substation lordwiring electrical equipment 山东电力高等专科学校毕业设计论文 3 一一 负荷计算及变压器选择负荷计算及变压器选择 1.11.1 负荷计算负荷计算 1.1.11.1.1 负荷情况：负荷情况： 电压 负荷 名称 每回最大负荷 （kw） 功率因 数 回路数 供电方 式 线路长度 （km） 1#出线 60000.91 架空 15 2#出线 70000.921 架空 8 3#出线 43000.882 架空 7 35kv 4#出线 50000.851 架空 11 1#出线 10000.93 架空 5 2#出线 7000.891 电缆 3 3#出线 8000.882 架空 7 4#出线 6000.881 架空 4 5#出线 7000.91 架空 5 10kv 6#出线 8000.92 电缆 2 1.1.21.1.2 计算负荷计算负荷 要选择主变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先 必须要计算各侧的负荷，包括 110kv 负荷、35kv 负荷和 10kv 侧负荷。 由公式 %1 cos 1 n i tc p ks 式中 某电压等级的计算负荷 sc 山东电力高等专科学校毕业设计论文 4 同时系数（35kv 取 0.9、10kv 取 0.85、35kv 各负荷与 10kv kt 各负荷之间取 0.9、站用负荷取 0.85） % 该电压等级电网的线损率，一般取 5% p、cos各用户的负荷和功率因 1.35kv 及 10kv 各侧负荷的大小 （1）35kv 侧： 1 600070004500 24300 2500035600pkw 1 6000 0.487000 0.4264500 0.624300 0.545000 0.6219186varqk （2）10kv 侧： 2 1000 3800 2700800 2600700800 29800pkw 2 1000 3 0.48700 0.512800 2 0.512800 0.54 2600 0.54q 700 0.48800 24909.6vark 12 35600980048400pppkw 12 191864909.624095.6varqqqk 所以：kva 2222 4540024095.651398spq 考虑线损、同时系数时的容量： 1 51398 0.8 1.0543174.3skva 1.21.2 主变压器选择主变压器选择 1.2.11.2.1 主变台数的确定主变台数的确定 对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电 所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。 1.2.21.2.2 主变容量的确定主变容量的确定 主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到 远期 10-20 年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 山东电力高等专科学校毕业设计论文 5 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重 要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过 负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所， 当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70-80。此 变电所是一般性变电所。 有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为： 1 0.843174.3 0.834539.48sskva 所以应选容量为 40000kva 的主变压器。 1.2.31.2.3 主变相数选择主变相数选择 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及 运输条件等因素。 当不受运输条件限制时，在 330kv 及以下的发电厂和变电所，均应采用三 相变压器。 社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成 问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。 1.2.41.2.4 主变绕组数量主变绕组数量 在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器 容量的 15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时， 主变压器宜采用三绕组变压器。 根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值： 高压侧： (356009800) 0.8 0.90.15 1 40000 k 中压侧： 35600 0.8 0.70.15 2 40000 k 低压侧： 9800 0.8 0.20.15 3 40000 k 由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。 1.2.51.2.5 主变绕组连接方式主变绕组连接方式 变压器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 y 和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况 来确定。 山东电力高等专科学校毕业设计论文 6 我国 110kv 及以上电压，变压器绕组都采用 y0连接；35kv 亦采用 y 连接， 其中性点多通过消弧线接地。35kv 及以下电压，变压器绕组都采用连接。 有以上知，此变电站 110kv 侧采用 y0接线，35kv 侧采用 y 连接，10kv 侧 采用接线 1.2.61.2.6 主变中性点的接地方式主变中性点的接地方式 选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地 短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供 电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主 要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中 性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否， 决定于主变压器中性点运行方式。 在我国 110kv 系统大多不采用经消弧线圈接地的运行方式而采用直接接地。 主要是减少设备和线路的绝缘投资 目前我国中性点不接地系统应用范围： 35kv 系统：接地电流 ici 4.热稳定校验： 222222 103.4510 3.453.45 335.71 1212 kkk d iii qt 2 ka s ， 校验合格 22 145980 rd i tq 4.2.34.2.3 电流互感器选择电流互感器选择及校验及校验 4.2.3.14.2.3.1 电流互感器选择电流互感器选择 根据以下条件选择电流互感器： 一次回路电压：ug（电网工作电压）un 一次回路电流: imax(最大持续工作电流)in 由电气工程电气设备手册中比较分析得，在本设计中宜采用 lcwb100（w）型号的电流互感器，技术数据如表 4-3： 额定 电压 二次组 合电流 准确 级准 短时热稳 定电流 动稳定 电流 10倍数 二次负荷 山东电力高等专科学校毕业设计论文 15 110kv600a0.5 15.8- 31.6(ka) 40-80(ka)p/p/p/0.5 表 4-3 此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和 iec 的 有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性 高以及运行维护简单方便等特点。 4.2.3.24.2.3.2 电流互感器校验电流互感器校验 1.额定电流： a max 1.051.05 40000 1.05210.8 33 115 n n n s ii u , 校验合格 n i300a nmax ii 2.热稳定效验 ： （热稳定能力用热稳定倍数 kr表示。热稳定倍数 kr 2 mr itk（） 2 k i t 等于 1s 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比） e222min e ()t=15.81=249.64 re ii k it i 热 （）a d q =27.65 校验合格 2 re tk（i ） d q 3.动稳定效验： kdimiimp（动稳定能力用动稳定倍数 kd表示。kd 等于内部允许通2 过极限电流的峰值与一次额定电流之比） (按最小动稳定电流计算) de 2= 240=56.56k ika iimp=8.8 ka 校验合格 d eimp (k i )i 4.2.44.2.4 电压互感器的选择电压互感器的选择 从供用电设备中比较各种电压互感器后，选择 jcc-110 系列的电压 互感器。 山东电力高等专科学校毕业设计论文 16 该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，准确度 级为 0.5 级，适用于 50hz 电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。型号含 义：j:电压互感器，c:串级绝缘，c:瓷箱式。 4.2.54.2.5 母线选择及校验母线选择及校验 4.2.5.14.2.5.1 母线选择母线选择 1.按导线长期允许电流选择 a，所选导线应大于此电 max 1.051.05 40000 1.05210.8 33 115 n n n s ii u 流 2.按经济电流密度选择截面 max 210.8 168.64 1.25 j i s j 选择与其相接近的截面积，从电力工程电气手册查得应选用母线为 lgj-18510 型。其参数如下：导线截面积：18510 mm，允许载流量： 372a 4.2.5.24.2.5.2 母线校验母线校验 1.允许电流： ial=372a, imax=210.8a, ial imax, 校验合格 2.短路热稳定性校验： 其热稳定性采用最小热稳定性截面进行校验，应满足 k q s c 因为 校验合格 k 27650 1.91 87 q s c 4.34.3 35kv35kv 侧电气设备的选择及校验侧电气设备的选择及校验 35kv 侧电气设备为户内配置，所以要选用户内高压开关柜。从电气工程 电气设备手册中比较各开关柜选择 gbc35 型手车式高压开关柜。 gbc35 型手车式高压开关柜系三相交流 50hz 单母线系统的户内保护型成 套装置。作为接受和分配 35kv 的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空 气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于 30 mm ，只有个别部位相间不足 时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可 山东电力高等专科学校毕业设计论文 17 以观察。联络母线一般采用 50*5 铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用 钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板 中以保护。 gbc35 型手车式高压开关柜技术数据如表 4-4 名称参数名称参数 额定电压 35kv 最大关合电流 42ka 最高工作电压 40.5kv 极限通过电流 42ka 最大额定电流 1000a 2s 热稳定电流 16ka 额定断开电流 16ka 额定断流容量 1000mva 表 4-4 4.3.14.3.1 35kv35kv 变压器出线侧开关柜方案选择变压器出线侧开关柜方案选择： 主要设备： lcz35 型电流互感器 zn35/1000a12.5ka 型真空断路器 4.3.24.3.2 35kv35kv 线路出线开关柜方案选择：线路出线开关柜方案选择： 主要设备： lcz35 型电流互感器 f2-35 型避雷器 jdjj2-35 型电压互感器 rn2-35 型熔断器 4.3.34.3.3 开关柜设备校验：开关柜设备校验： 4.3.3.14.3.3.1 znzn35/1000a35/1000a12.5ka12.5ka 型真空断路器校验型真空断路器校验 zn35/1000a12.5ka 型真空断路器的技术参数如表 4-5 额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流 35kv40.5kv630a 1000a 8ka 12.5ka 20ka 32ka 热稳定电流额定关合电流固有分闸时间生产厂家 山东电力高等专科学校毕业设计论文 18 （2s） 8ka 12.5ka 20ka 32ka 0.06s 西安电器设备厂 表 4-5 1.关合能力校验： 此断路器的额定关合电流 ieg=20ka，iimp=8.8ka， iegiimp，校验合格 2.动稳定校验： 动稳定电流： idw=20ka, iimp=8.8ka, idwiimp 3.热稳定效应： 222222 103.7610 3.763.76 228.28 1212 kkk d iii qt 2 ka s 校验合格 22 82128 rd i tq 4.3.3.24.3.3.2 lcz-35lcz-35 型电流互感器的校验型电流互感器的校验 从电气工程电气设备手册中查得参数如表 4-6: 表 4-6 1.热稳定性校验： 2 r () ed k itq ka2s e222min e ()t=132=338 re ii k it i 热 （） 222222 103.7610 3.763.76 228.28 1212 kkk d iii qt 2 ka s 校验合格 2 r () ed k itq 2.动稳定校验： 额定电流比准确级准短时热稳定电流动稳定电流 20-1000/50.513(1s) (ka) 42.4 (ka) 山东电力高等专科学校毕业设计论文 19 iimp de 2k i ka de 2= 242.4=60k i iimp=9.588ka iimp 校验合格 de 2k i 4.3.44.3.4 母线选择与校验母线选择与校验 4.3.4.14.3.4.1 母线选择母线选择 1.按导线长期允许电流选择 a，所选导线应大于此电流。 max 1.051.05 40000 1.05655.4 33 37 n n n s ii u 2.按经济电流密度选择截面 max 655.4 524.3 1.25 j i s j 选择与其相接近的截面积，从电力工程电气手册查得 35kv 选用矩形母 线，单条横放。其参数如下：导线截面积 2（505）mm，允许载流量 665a 4.3.4.24.3.4.2 母线校验母线校验 1.允许电流： ial=665a, imax=655.4a, ial imax, 校验合格 2.短路热稳定性校验： 其热稳定性采用最小热稳定性截面进行校验，应满足 k q s c 因为 校验合格 18400 1.93 87 s 3.动稳定性校验： 其动稳定性的校验条件是最大相间计算应力不大于所选母线材料的允许 应力，即。 al al 27 5 5 2 1.7310 18.4 9.2 10 1 2 10 10 6 ximp l k il m a n w b h 山东电力高等专科学校毕业设计论文 20 硬铝的最大允许应力=pa al 6 70 10 因为 校验合格 al 4.44.4 10kv10kv 侧电气设备的选择侧电气设备的选择 10kv 电气设备属于户内配置，所以选择户内高压开关柜。从电气工程电 气设备手册中比较各开关柜，选择 gbc10 型手车式高压开关柜。技术数据 如下表 4-7： 名称参数名称参数 额定电压 3/6/10kv 额定电流 630/1000/2500a 母线系统单母线最高工作电压 11.5 表 4-7 4.4.14.4.1 10kv10kv 变压器出线侧开关柜选择：变压器出线侧开关柜选择： 主要设备： lfs10 型电流互感器 zn310 型真空断路器 4.4.24.4.2 10kv10kv 线路出线开关柜方案选择：线路出线开关柜方案选择： 主要设备： lfs10 型电流互感器 zn310 型真空断路器 fs3 型避雷器 jdz 型电压互感器 rn2 型熔断器 4.4.34.4.3 开关柜设备校验开关柜设备校验 4.4.3.14.4.3.1 zn3zn31010 型真空断路器校验型真空断路器校验 zn310 型真空断路器的技术参数如表 4-8： 额定电压额定电流开断电流动稳定电流 10kv 2500a20ka50ka 热稳定电流合闸时间固有分闸时间生产厂家 山东电力高等专科学校毕业设计论文 21 （2s） 20ka0.1s0.05s 四川电器厂 表 4-8 1.开断能力校验： 此断路器的额定开断电流 ieg=20ka， ，校验合 imp=8.8ka i egimp ii 格 2.动稳定校验： 动稳定电流：, , ， 校验合 dw i50ka imp i8.8ka dwimp ii 格 3.热稳定校验： 222222 109.410 9.49.4 2176.72 1212 kkk d iii qt 2 ka s 22 r t=202=800i 校验合格 2 ka s d q 4.4.3.24.4.3.2 lfs-10lfs-10 型电流互感器的校验型电流互感器的校验 从电气工程电气设备手册查得参数如表 4-9 额定电流比准确级准热稳定电流动稳定电流 5-1000/50.532(ka) (2s)80ka 表 4-9 1.热稳定校验： 2 rd () e k itq e222min e ()t=322=2048 re ii k it i 热 （） 2 ka s 222222 109.410 9.49.4 2176.72 1212 kkk d iii qt 2 ka s ， 校验合格 2 rd () e k itq 2.动稳定校验： 山东电力高等专科学校毕业设计论文 22 iimp de 2k i de 2= 280=113.12k ika imp i23.98ka ， 校验合格 de 2k i imp i 4.4.44.4.4 母线选择与校验母线选择与校验 4.4.4.14.4.4.1 母线选择母线选择 1.按导线长期允许电流选择 a，所选导线应大于此电流。 max 1.051.05 40000 1.052309.47 33 10.5 n n n s ii u 2.按经济电流密度选择截面 max 2309.47 1847.6 1.25 j i s j 选择与其相接近的截面积，从电力工程电气手册查得 10kv 选用矩形母 线，双条横放。其参数如下：导线截面积 2（1008）mm，允许载流量 2390a。 4.3.4.24.3.4.2 母线校验母线校验 1.允许电流： ial=2390a, imax=2309.47a, ial imax, 校验合格 2.短路热稳定性校验： 其热稳定性采用最小热稳定性截面进行校验，应满足 k q s c 因为 校验合格 176720 4.8 87 s 3.动稳定性校验： 其动稳定性的校验条件是最大相间计算应力不大于所选母线材料的允许应 力，即。 al al 27 6 5 2 1.7310 115 5.75 10 1 2 10 10 6 ximp l k il m a n w b h 山东电力高等专科学校毕业设计论文 23 硬铝的最大允许应力=pa al 6 70 10 因为 ， 校验合格 al 五五 继电保护规划继电保护规划 5.15.1 主变压器保护规划主变压器保护规划 现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可 能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故 障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、 电压变压器保护的配置原则。 变压器一般应装设以下保护： 1. 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。 2. 短路保护。 3. 后备保护。 4. 中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。 5. 过负荷保护。 山东电力高等专科学校毕业设计论文 24 5.1.15.1.1 瓦斯保护瓦斯保护 容量为 800kva 级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障 时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦 斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。 瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的 连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。 目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设 计中采用开口杯式。 5.1.25.1.2 纵联差动保护纵联差动保护 瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及 引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的 变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但是电流速断保护不能保护变压器的 全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的 全部绕组、绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。 5.25.2 变压器的接地保护：变压器的接地保护： 在中性点直接接地的变压器上，一般应装设反应接地短路的保护作为变压 器的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。如果变压器中性点直接接地运 行，其接地保护一般采用零序电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器 上。所以在本设计中变压器的接地保护采用零序电流保护。 过负荷保护反应变压器对称负荷引起的过流保护。保护用一个电流继电器 接于一相电流上，经延时动作于信号。 对于两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设保护。 5.35.3 线路保护的规划：线路保护的规划： 5.3.15.3.1 110kv110kv 侧保护：侧保护： 距离保护是根据故障点到保护装置处的距离来确定其动作电流的，较少受 运行方式的影响，在 110220kv 电网中得到广泛的应用。 故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段 保护范围为本线路长度的 80-85，t1 约为 0.1s，第二段的保护范围为本 线路全长并延伸至下一线路的一部分，t11 约为 0.50.6s，距离第一段和第二 山东电力高等专科学校毕业设计论文 25 段构成线路的主保护。距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远 后备保护，和本线路第一段和第二断保护的近后备。 110kv 以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网，在中性点直接 接地电网中，当线路发生单相接地故障时，形成单相接地短路，将出线很大的 短路电流，所以要装设接地保护。 5.3.25.3.2 35kv35kv、10kv10kv 侧保护侧保护 从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在 35kv、10kv 侧无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远 后备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到运后备作用，还 必须装设第三套电流保护，即定时限过电流保护。 5.45.4 母线保护规划母线保护规划 5.4.15.4.1 110kv110kv 母线保护规划母线保护规划 110kv220kv 电网中母线保护应用较多的是母联相位比较差动保护，故在 本设计中 110kv 母线保护母采用联相位比较差动保护。 5.4.25.4.2 35kv35kv，10kv10kv 母线保护规划母线保护规划 35kv，10kv 采用的都是单母分段连线，35kv，10kv 单母分段连线，一般采 用低阻抗的电流差动母线保护，故在本设计中 35kv，10kv 母线保护采用低阻抗 的电流差动母线保护。 山东电力高等专科学校毕业设计论文 26 六六 防雷保护设计防雷保护设计 电力系统在正常运行时，线路、变压器等电气设备绝缘的电压为其相应的 额定电压。但由于某种原因，可能会发生电压升高的现象，以致引起电气设备 的绝缘遭到破坏。这种对电气设备绝缘有危险的电压升高称之为过电压。过电 压一般分为内部过电压和外部过电压。 内部过电压指电力系统内部进行操作或发生故障，使能量转化或传递而引 起的过电压。内部过电压对变配电装置中的电气设备危害较小。 大气过电压指大气中雷云放电而引起的过电压，大气过电压所形成的雷电 流及冲击波电压可达到几十万安和一亿伏，破坏性极大。 6.16.1 避雷针保护设计避雷针保护设计 6.1.16.1.1 避雷针保护范围避雷针保护范围 山东电力高等专科学校毕业设计论文 27 在一定高度的避雷针下面，有一个安全区域，通常认为是一个闭合的锥 体空间在这个区域中的物体基本上不致遭受雷击。若采用多支避雷针，只要所 有相邻避雷针之间的联合保护范围都能保护，而且通过三支避雷针所做的直径， 或者有四支或更多避雷针组成多边形的对角线长度 d 不超过有效高度的 8 倍 （即 d8h0），则避雷针间的全部面积都可以受到保护。本变电所采用四支避 雷针联合保护，起保护范围如图 6-1 所示： 图 6-1 避雷针保护范围 计算公式： rx=（h-hx）p， （hxh2） （1） rx=（1.5h-2hx）p， （hxh2） （2） 式中： rx在被保护高度平面上的保护半径，m； hx被保护物高度，m； h避雷针高度，m； p系数，当 h30m 时，p=1； 当 h30m 时，p=5.5h。 bx 的尺寸由相邻两支避雷针的装设条件决定： h0=h-d7p （3） bx=1.5（h0-hx）p （4） 保护全部面积的条件： d8(h-hx)p （5） 山东电力高等专科学校毕业设计论文 28 6.1.26.1.2 本变电站避雷针的计算及校验本变电站避雷针的计算及校验 变电站面积为 6050m，避雷针装设在变电站四角距墙 2m 处，四支避雷针 的高度均为 25m，下面校验避雷针的保护范围。 因为避雷针的高度 h=25m，变电站 110kv 及 35kv 处 hx=11m，且因为 h30m，所以 p=1，代入式（1） rx=(1.525-211)1=15.5m 1.对于避雷针 1 与避雷针 2： 两针距离 d12=46，代入式（3）、（4）得 h0=25-467=18.4m b1=1.5（18.4-11）=11.1m 2.对于避雷针 1 与避雷针 4： 两针距离 d14=56m，代入式（3）、（4）得 h0=25-567=17m b2=1.5（17-11）=9m 3.对于避雷针 1 与避雷针 3 两针距离 d13= =72m，代入式（3）（4）得 22 5646 h0=25-727=14m bx=1.5（14-11）=4.5m 由于 d138（25-11）=112m 所以避雷针能保护该变电站的全部面积 山东电力高等专科学校毕业设计论文 29 总结总结 本文通过学习 110kv 变电站一次系统电气设计，掌握了变电站一次系统的 运行原理，并根据常规变电站的设计要求与步骤，完成了该变电站的一次系统 电气设计。在设计的过程我学习到了电气主接线的选择与设计，短路电流的计 算，电气设备的选择，继电保护等方面的电力知识。尽管学习中遇到了许多不 懂的问题，但通过向指导老师请教解答，自己查阅资料，问题得到逐一解决。 在此期间，我还学到了许多有用的课外知识，让我增长了见识。通过这次设计 也提高了自己的计算机软件使用能力，掌握了工程绘图、cad 绘图等方面的知 山东电力高等专科学校毕业设计论文 30 识、方法，掌握了科技论文写作的一般知识及科技文献资料的查找技巧，为以 后从事设计、运行奠定了必要的知识基础。 110kv 变电站一次系统电气设计的过程，是对所学知识进行的一次检验和 实践，从而使电力专业知识得到巩固和加深，提高了自己分析问题的能力。作 为一名电力设计的初学者，自己在专业知识上还存在较大的不足，所设计的内 容还存在疏漏，不够完善。我将在以后的工作、学习中不断努力，扬长避短， 使自己成为一名优秀的电力工作者。 参考文献参考文献 1羊本勇 供用电设备与系统.北京：中国电力出版社.2007 2孙成普 变电所及电力网设计与应用. 北京：中国电力出版社.2007 3马丽英 供用电网络继电保护. 北京：中国电力出版社.2008 4卓乐友 电力工程电气设