电气工程及自动化专业.doc

西华大学生毕业设计（论文）序号（学号）： 209050297毕 业 论 文万源城区35kV变电站设计姓 名范志刚工作单位达州电业局万源供电局专 业电气工程及其自动化班 级电气090505班指导教师肖兰2011年12月25日前言经济的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断地发展壮大，以及各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切都离不开电，而电的中枢变电站更是必不可少，起到至关重要的作用。电是一个广义的范畴，伴随负荷的不同，对电的要求也会随之改变。这次设计的题目为万源城区35kV变电站设计。取自万源城区35kV变电站的工程应用。理论与实际有效地结合，具备了实用性、科学性和合理性。自城区35kV变电站投入使用以来，为城区做出了重要贡献。对此题目的设计除了注重实际应用外，还应考虑可靠性、经济性和电能的质量。如线路保护、接地保护、变压器保护等保护的有关问题及其设备元件的选择。此题目的设计涉及发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、等所学习过的课程及相关内容。在设计中运用自己所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观，在设计过程中主要立足于应用所学基本理论和专业知识，大胆地运用新理论、新技术去分析解决实际问题,以便更好地适应工作的需要。所有的设计查阅资料是必不可少的，而资料的获取应以实际为准，做为一名初次设计者，设计之前应具备一定的设计能力，但是由于缺乏经验，知识体系的不够完善等多种原因，适用于估算。在估算的过程中，所得理论结果只要与实际偏差不大，对整个电力系统不产生重大的影响，是可行的。最后由于设计者的水平有限，以及对电气技术日新月异的发展掌握不够，加之国外电气技术和产品的大量引进，我国对电气设计设备技术标准、规范还在不断地改进和完善，所以设计难免有不足，希望老师给予批评指正，使本设计更加完善。摘 要本设计的题目为“万源城区35kV变电站设计”。设计的主要内容包括：10/0.4kV变电站站用变的选择；变电站电气主接线设计；短路电流计算；无功功率补偿；电气设备选择；继电保护规划设计；防雷保护设计等。根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电站电气主接线的高压侧采用单母分段线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式；为减少无功损耗，提高电能的利用率， 本设计进行了无功功率补偿设计；电气设备选择采用了按额定电流选择；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；本变电站采用避雷针防直击雷保护。本设计十分注重运用我国电气设计的新技术和新的设备，实用性及强，考虑到是实际工程的应用，便以通俗易懂的语言进行阐述。关键词：变电站设计；电气主接线；继电保护III一、 概述(一) 、万源城区35kV变电站设计的工程规模1、主变压器：二台。2、电压等级：35/10kV两级。3、进出线回路数：35kV进线2回，分别引接于官渡110KV变电站和110KV万源电厂。10KV出线7回。4、 万源城区35kV变电站输电线路0#杆T接取得。5、 站用变：SC9-30/10kV 一台6、 直馈变：S950/35kV 一台(二) 、设计内容1、电气主接线方案设计及比较2、主变容量及台数的选择3、站用变容量、台数的选择4、短路电流计算；选择导体及主要电气设备5、无功补偿分析及容量选择6、防雷保护规划设计7、继电保护配置规划二、 主接线方案的选择电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站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。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。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。主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器，线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用户是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。(一) 、主接线的设计电气主接线的基本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、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便， 尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。1、主接线的设计依据 （1）、负荷大小的重要性 （2）、系统备用容量大小 1） 运行备用容量不宜少于8-10%，以适应负荷突变。 2）装有两台及以上的变压器的变电站，当其中一台事故断开时，其余主变压器的容量应保证该变电所60%70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证一、二级负荷供电。(二) 、 选择电气主接线基本原则1、可靠性根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不通，对变电站的主接线可靠性应提出不同的要求。主接线的可靠性是接线方式和一次、二次设备可靠性的综合。通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性，一般比较以下几项：（1）、断路器停电检修时，对供电的影响。（2）、进线或出线回路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间。（3）、母线故障或母线检修时，停电范围和停电时间。（4）、母线分断断路器故障的停电范围和停电时间。（5）、全停的几率。2、灵活性主接线的灵活性主要体现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式，具体情况如下：（1）、满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。（2）、满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。（3）、满足出来事故的灵活性。变电站内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故障那部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。3、经济性经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下，尽可能地减少与接线方式有关的投资。主要内容如下：（1）、采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投产初期回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装设。（2）、在设备形式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小、以高代低。（3）、在悬着接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求减少占地，节省配电装置征地的费用。变电站电气主接线的可靠性、灵活性和经济性是一个综合概念，不能单独强调其中的某一特性，也不能忽略其中的某一特性。需要根据变电站在系统中的地位和作用的不同对变电所电气主接线的性能要求有不同侧重。(三) 、常用的各种接线方式及特点1、单母线接线（1）、单母线接线，这种接线的特点是一条母线，电源和负荷线均通过这一台断路器连接到母线上，它是母线接线中最简单的一种接线。（2）、其优点是接线简单、清晰，采用设备少、造价低、操作方便、扩建容易。（3）、缺点是可靠性不高，当任一连接元件故障，断路器拒动或母线故障，都将造成整个配电装置全停。单母线接线可作为最终接线，也可作为过渡接线，只要在布置上留有位置，单母线接线可过渡到单母分段接线、双母线接线、双母线分段接线。（4）、适用范围：1）610kV配电装置的出线回路数不超过5回。2）3563kV配电装置的出线回路数不超过2回。2、单母线分段接线（1）、这种接线是为消除单母线接线的缺点而产生的一种接线。用断路器将母线分段，分段后母线和母线隔离开关可以分段轮流检修。对重要用户可从不同母线段引双回路供电。当一段母线发生故障或当任一连接元件故障，断路器拒动时，由继电器保护动作断开分段断路器。将故障限制在故障母线范围内，非故障母线继续运行，配电装置不会全停，也能保证对重要用户的供电。（2）、其优点是具有单母线接线的简单、清晰、采用设备少、操作方便、扩建容易等，增加分段断路器后，提高了可靠性，因此这种接线的应用范围也比单母线接线广。（3）、其缺点是当分段断路器故障时，整个配电装置全停电；母线和母线隔离开关检修时，该断母线上连接的元件都需在检修期间停电。（4）、适用范围：1）610kV配电装置的出线回路数不超过6回及以上时。2）3563kV配电装置的出线回路数为48回时。3、双母线接线（1）、为克服单母线分段接线在母线和母线隔离开关检修时，改善母线上连接的元件都要在检修期间停电的缺点而发展出双母线接线。这种接线，每一元件通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，两组母线间通过母线联络器连接。根据需要，每一元件可通过母线隔离开关连接到任一元件上。在实际运行中，由于系统运行或几点保护的要求，某一元件要固定连接到一组母线上，以所谓“固定连接方式”运行。（2）、双母线接线具有较高的可靠性和灵活性，主要体现在以下几点：1） 线路故障断路器拒动或母线故障只停一条母线及所连接的元件。将非永久性故障元件切换到无故障母线，可迅速恢复供电。2） 检修任一元件的母线隔离开关，只停该元件和一条母线其他元件切换到另外一母线，不影响其他元件供电。3） 可再任何元件不停电的情况下轮流检修母线，只需将要检修的母线上的全部元件切换到另一母线即可。4） 断路器检修可加临时跨条，将被检修断路器旁路，用母联断路器代替被检修的断路器，减少停电时间。5） 运行和调试灵活。根据系统运行的需要，各元件可灵活地连接到任一母线上，实现系统的合理接线。6） 扩建方便。一般情况下，双母线接线配电装置一期工程中就将母线构架一次建成，近期扩建间隔的母线也安装好。在扩建新单元施工时，对元件没有影响。（3）、适用范围：当出线回路数或母线上的电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统的运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1）610kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2）3563kV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时。(四) 、 主接线方式的确定经过对原始资料分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，要达到既要在技术上满足安全可靠的要求，也要在经济上满足节省投资的原则。综合考虑，现将各种可能采用的较佳方案列出，然后进一步的分析比较主接线方式，确定主接线方案。万源城区35kV变电站电气主接线采用单母线分段，结线简单清晰，运行方便，10kV出线有7条出线，选用单母线分段接线提高母线接线的灵活性和缩小元件故障的影响范围。这套方案优点有：1、两台主变既可并列运行，也可以分裂运行，再也不受上级35kV线路出口保护灵敏度的制约，最大限度地利用主变容量和可以随着负荷的增减投停主变。2、10kV母线分段运行，如果与哪一段母线连接的设备发生缺陷或故障，不必全部甩掉10kV负荷，增加供电可靠性。三、 主变容量和台数的选择(一) 、主变台数的选择 在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。35110KV变电站设计规范规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。(二) 、主变容量的确定1、 主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。2、 根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在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供电，保证供电可靠性。3、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。(三) 、主变压器接线形式的选择1、变压器绕组的连接方式 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电站有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，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星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电站选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。2、冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。3、调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在3x2.5%以内。设置有载调压的原则如下：（1）、 对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。（2）、对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。4、结论综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，本站宜采用SFZ11-10000/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：主变容量： =10000KVA型号： 三相双绕组有载调压降压变压器 台数： 两台主变压器型式：一般情况下采用三相式变压器。根据上述原则选择两台主变压器，选择型号为SFZ11-10000/35，其调压范围为：型号额定容量（kVA）阻抗电压（%）SFZ11-10000/35100008.05、站用变的选择和站用电的设计站用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计站用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度（电压等级和级次，主变压器形式、容量及补偿设备有无等）以及电网特性而定。而站用变压器和站用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。一般有重要负荷的大型变电站，380220V系统采用单母线分段接线，两台站用变压器各接一段母线，正常运行情况其中一台作为主供电源，设有自动投入装置。每台站用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在一台站用变压器故障或检修停电时，另一台站用变压器能担负母线上的负荷。站用变接线一般原则（1）一般采用一台工作变压器接一段母线；（2）其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；（3）以获得较高的可靠性；故所用变设在10KV侧，选择一台SC930/10型站用变压器以及直馈变一台S950/35。四、短路电流的计算在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。电力系统在运行中,可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路，会在电力系统中引起事故。所以，必须采取措施保证电力系统的安全运行。(一) 、短路电流的计算原则1、短路计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节,计算的目的主要有以下几方面:(1) 、在选择电气主接线时,为了比较各种接线的方案,或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算.(2) 、在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全,可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算.(3) 、在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离.(4) 、在选择继电保护方式和进行整定计算时,需以各种短路时的短路电流为依据.(5) 、接地装置的设计,也需用短路电流.2、 短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。（1）、计算的基本情况 1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； 2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； 3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间； 4）所有电源的电动势相位角相同； 5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。（2）、接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3、计算容量应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后510年）。（1）、短路种类一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行校验。（2）、短路计算点在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。3、 计算步骤在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用曲线法。现将其计算步骤简述如下：（1）、选择短路计算点。（2）、画等值网络（次暂态网络）图。1）首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗。2）选取基准容量和基准电压（一般取各级的平均电压）。3）将各元件电抗换算为同一基准的标幺电抗。 4）绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。（3）、化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需等值网络分别为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗。（4）、求计算电抗。（5）、由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到）。（6）、计算无穷大容量（或）的电源供给的短路电流周期分量。（7）、计算短路电流周期分量有名值和短路容量。（8）、计算短路电流冲击值。 （9）、绘制短路电流计算结果表。五、 主要电气设备的选择(一) 、选择电器设备的基本要求正确地选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全，经济运行的重要条件。进行电气设备选择时应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，进而稳妥的采用新技术，注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，按短路状态来校验热稳定和动稳定。对断路器、隔离开关，熔断器的选择，其中对它们的选择条件如下表：断路器、隔离开关，熔断器的选择条件列表： 项目设备按工作电压选择按工作电流选择按断路容量选择按动稳定校验按热稳定校验断路器UeUgIeIgSdnS”或IdnI”IgfIch(3)Idn2tkQk隔离开关UeUgIeIgIgfIch(3)熔断器UeUgIerIejIgIdnI”或SdnS”表中：Ue设备额定电压 （kV） Ug回路工作电压（kV） Ie设备额定电流 （kA） Ig回路最大持续工作电流（A） Sdn设备额定断流容量 （MVA） S”0s 的短路容量（MVA） Idn 设备额定断流量 （kA） I” 短路次暂态电流（kA）Igf 设备极限通过电流峰值（kA） Ich(3) 回路中可能发生的三相短路电流最大冲击值 （kA）It 设备在t秒内的热稳定电流（kA） I回路中可能通过的最大稳态短路电流（kA）tj短路电流作用的假想时间 （s） tk热稳定电流允许的作用时间（s）(二) 、对35KV户外高压负荷隔离开关的选择35KV高压负荷隔离开关是农村无人值班变电所首选设备，其作用和特点是采用熔断器与其相配合，取代了常规采用的断路器保护，而负荷开关的作用就是实现了对主变压器在正常（过负荷）条件下的可操作性以及非电流故障下的可断开性。1、额定电压的选择： （为电网的额定电压0由于=35KV 所以 35KV2、额定电流的选择： 3、开断电流校验： 或者是： 由于 2.262 所以 2.262 (三) 、对互感器的选择互感器在主接线中配置原则：互感器的作用：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（100V）和小电流（5A或1A）,使测量仪表和保护装置标准化、小型化并使其结构轻巧、价格便宜和便于安装。2、使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧接地，从而保证了设备和人身安全。 互感器在主接线中配置与测量仪表、同步点的选择、保护和自动装置的要求以及主接线的形式有关。(四) 、电压互感器的选择电压互感器的选择和配置按下列条件：1、型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择。620kV屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。35110kV配电装置，一般采用油浸式绝缘结构电压互感器。100kV及以上配电装置，当容量和准确等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。在需要剪除和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。（1）一次电压：为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压的波动范围，即为。（2）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按表选用所需二次额定电压。绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统用于中性点不接地或经消弧线圈接地系统中二次额定电压（V）100（3）准确等级：电压互感器应在那一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，可参照电流互感器的相关内容。2、根据以上原则选择电压互感器：（1）、35kV母线上的电压互感器1）采用JDJJ-35型电压互感器，该型电压互感器为单相、三绕组、油浸式、户外型产品，适用于交流50Hz、35kV中性点不直接接地的电力系统中，供电压、电能和功率测量以及继电保护和信号装置用。2）一次回路电压：3）二次电压： 4）准确等级要求为1级。以此选择的电压互感器型号为JDJJ-35，其技术数据如下：型号额定一次电压（kV）额定二次电压（kV）准确等级JDJJZ-35 350.11（2）、10kV母线上的电压互感器1）、采用JDZJ-10电压互感器，该型电压互感器为三相、三绕组、油浸式、五铁芯柱式户内型电压互感器，适用于交流50Hz、10kV及以下线路，供测量电压、电能及继电保护用。2）、一次回路电压：3）、二次电压：4）、准确等级要求为0.5级。以此选择的电压互感器型号为JSJW-10，其技术数据如下：型号额定一次电压（kV）额定二次电压（kV）准确等级二次负荷（VA）JDZJ-10100.10.5200六、无功功率补偿所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。根据万源城区变电站的具体情况，及其无功补偿方法的技术、经济比较选用电力电容器补偿中的并联补偿方法。并联补偿时把电容器并接到被补偿设备的电路上，以提高功率因数，这种方法称为并联电容器补偿。(一) 、并联电力电容器补偿如图3-1所示为并联电力电容器补偿的原理图。由图可见电力电容器在图中所示位置进行无功补偿时，线路WL1输送无功功率仍为无功功率，即，而变压器输送的无功功率则为，线路WL1输送的无功功率则为，因此，电源只需向电力负荷提供的功率。图3-1 并联电力电容器补偿的原理图通过以上可知并联电力电容器降低了通过输电线路及变压器的功率（或电流），同时也减少了对发电机无功功率的需求量。七、防雷保护及接地避雷器是用于保护电力系统各种电气设备的绝缘免受线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害，是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。目前国内使用的避雷器有保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等四种类型。氧化锌避雷器是当前最先进的过电压保护设备，是传统碳化硅阀式避雷器的升级换代产品，用来保护电力系统中各种电气设备的绝缘免受过电压损坏。对城区变电站准备选用氧化锌避雷器。根据下面的计算原理： 1、 单支避雷针的保护范围如图所示。图中，避雷针高为h，避雷针在地面上的保护半径为1.5h；在被保护物高度为 时， 水平面上的保护半径。 图33按以下公式计算确定：计算如下：1、地面上的保护半径为：r=1.5h 式中：r -保护半径 h-针高2、在被保护物高水平面上的保护半径a) 当：hxh/2 当： h/2时, b) 式中: -避雷针在水平面上的保护半径（米）-被保护物的高度（米） -避雷针的有效高度（米）p-高度影响系数，h30米 p=1，30 h 120 米时 可得出下面的选择设备35kV母线上的避雷器选择：型号额定电压（kV）系统额定电压（kV）Y5WZ-42/134423510kV母线上的避雷器选择：型号额定电压（kV）系统额定电压（kV）HY5WZ-17/451710以上避雷器型号均满足要求。八、变压器保护及整定计算（一）、保护的类型电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。由于大容量的电力变压器是十分昂贵的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度来考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。根据故障类型和不正常运行状态的不同，对变压器的保护分为以下几种类型：1、瓦斯保护瓦斯保护是油浸式变压器的主保护之一。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号；当产生瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。对于高压侧未装设断路器的线路变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可仅动作于信号。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置,应装设瓦斯保护。轻微瓦斯动作于信号,大量瓦斯动作于断开变压器各侧断路器。2、纵差动保护当变压器绕组和引出线发生相间短路以及变压器发生匝间短路时,其保护应瞬时动作。当容量在2000kVA及以上的变压器用电流速断保护灵敏性不