3×100MW火力发电厂毕业设计(2)剖析

1、大学毕业论文注：手车式高压开关柜对其相关参数可不进行校验。第二节导体的设计一、导体选型（1）导体材料的基本特性导体通常由铜、铝、铝合金及钢材料制成，各种导体材料的基本特性不同， 载流导体一般使用铝或者铝合金材料。 纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。 由于纯铝的管形导体强度稍低，110KV及以上的配电装置不宜采用。铝合金导体 有铝锰合金和铝镁合金两种，形状均为管形。铝锰合金导体载流量大，但强度较 差，采用一定的补强措施后可广泛使用； 铝镁合金导体机械强度大，但载流量小, 主要缺点是焊接困难，因此使用受到限制。铜导体一般在下列情况下使用：位于 化工厂附近的屋外配电装置、发电机出线端子处位置特别

2、狭窄以及铝排截面太大 穿过套管有困难时、持续工作电流在 4000A以上的矩形导体，由于安装有要求且 采用其它型式的导体有困难时。（2）导体型式及适用范围我国目前常用的硬导体型式有矩形、槽形和管形等。单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简章、连接方便等优 点，一般适用于工作电流I 2000A的回路中。多片矩形导体集肤效应系数比单 片矩形导体的大，所以附加损耗增大。因此载流量不是随导体片数增加而成倍增 加的，在工程实用中多片矩形导体适用于工作电流I 4000A的回路。槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形导体相比，其优点是散热条件好、机械强 度高、安装也比较方便，它适用于工作电流

3、I 551.123A其型号的含义如下：LMY铝母线(参考电力工程电气设计手册 满足选择条件lxIg铝母线母线厚度(单位为mm)母线宽度(单位为mm)3、校验: 热稳定性校验：S min= : t1kf =4736、3 =76.558mrfK 100X 10mrrf足要求。C W99 动稳定性校验：母线采用平放装设 W二咗=0.167 X 1 X 102=16.7cm26由上表知母线的最大允许跨度：已知(T c=700 Kg/cm2三相短路单位长度所受的电动力：lF=17.248X 石 i 爲 B 10-2=17.248 X (18.167) 2X 丄 X 10-2300=0.190Kg根据母线

4、的机械强度条件来计算母线或者支持绝缘子的最大跨距Imax，算法如下:.；10CTcW：10汉700 心6.7 -70. oo-,I max=.c = =784.387cm F V 0.190 进线的支持绝缘子间距离取2米即可。l2 短路时的机械应力(T js =17.248 X 10-3丽卄=17.248 X (18.167) 2X 40000 X 10-3 300 汉 16.7=45.449Kg/cm2c js 578.679A 即：I XI g max满足选择条件 、热稳定性校验：S min= Jt1kf =Z8473=137.164mrrK 100X 8mm满足要求。C Y99 、动稳定

5、性校验：母线采用平放装设=0.167 X 0.8 X 102=13.36cm26由表知母线的最大允许跨度：已知c c=700 Kg/cm2l_三相短路单位长度所受的电动力:F=17.248 X 7 i 2sh B 10-2 =17.248 X (35.747)2 X J X 10-2=0.735 Kg300根据母线的机械强度条件来计算母线或者支持绝缘子的最大跨距I max，算法如下：lma= 1cW = 10 700 13.36 =356.704cm F V 0.735进线的支持绝缘子间距离取2米即可。I2短路时的机械应力 * =17.248 X 10-3赢和=17.248 X (35.747

6、) 2 X 40000 X 10-3300x13.36=219.963 Kg/cm2“ Wc c满足动稳定条件。五、10K V引流线的选择中小型容量发电机的引出线采用矩形，槽形铝母线和组合导线和铝排相间距 离为0.60.9m.绝缘子跨距为1.01.5m。当位于户外时，采用高一级电压绝缘 子，通常用于升压变压器紧靠汽轮机房的场合，当升压变压器升压丫内时，引出 线的户外部分采用组合导线，由多根铝绞线固定在圆环上组成。跨距通常为30 35m否则需加中间支柱。表(5-12)100MV发电机引出用铝母线和组合导线规格发电机计算经济 截面(mri)铝排出线组合导线铝线的 总截面(mm容量(MW电压(KV电

7、流(A)10010.5648077762 X LMY-200X 90 X 122XLGJQ-600+2XLJ-2407357组合导线一般按经济电流密度选择，其热稳定已经满足要求，一般不作短路热稳 定校验。六、厂用6KV母线的选择1、按持续工作电流选择母线160003 6.3=1539.601ASIg max6=1.05 X =1.05 XV3Ue母线的计算经济截面：Se=冷ma“ =1539.601=1710.667mm2Je0.9选用标准截面的2 (100X 10) mm2LMY铝母线，允许电流2258A大于工作 电流1539.601A, 即: Ix Ig. max满足选择条件动稳定性校验：

8、母线采用平放装设=0.167 X 1 X 102=16.7cm26由上表知母线的最大允许跨度：已知c c=700 Kg/cm2l_三相短路单位长度所受的电动力:F=17.248 X 7 i 2sh P 10-22=17.248 X (45.746)X13002X 10 =1.203KgI max，算法如下:根据母线的机械强度条件来计算母线或者支持绝缘子的最大跨距=311.727cm进线的支持绝缘子间距离取2米即可。I2短路时的机械应力 * =17.248 X 10-3丽和=17.248 X （45.746） 2X 40000 X 10-3=360.227Kg/cm2 300x13.36即：Cj

9、s Wc c满足动稳定条件。GFC-15A（F）Z开关柜宽为2m,因此上述校验满足动稳定要求,由于采用标准 高压开关柜，故不必选择母线支持绝缘子。第三节电压互感器和电流互感器的选择互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备。在高压电路中，设置障碍 测量电路中的电压和电流，通常采用电压和电流互感器，将高压、大电流变成低压（100、100/ V3或50V）和小电流（5、1或0.5A）,其作用是：1、使测量仪表和继电器与高压装置在电气方面很好的隔离，保证工作人员的 安全；2、使测量仪表和继电器标准化和小型化，并可采用小截面的电缆进行远距离 测量；3、当电路上发生短路时，保护测量仪表的电流线圈，使它不

10、受大电流的损害。一、电压互感器的选择电压互感器应按额定电压、安装环境、准确度等级及二次侧负荷来选择。电压互感器的准确度为0.2、0.5、1、3、10等几个等级，计量电费的电度表用 的电压互感器其准确度应为0.5级，而配电盘上的监测仪表则用13级的电压 互感器。由于互感器二次侧负荷的增大，会使电压误差，故对不同准确度皆有不 同的二次侧额定负荷。如果各计量计仪表及继电器的电压线圈视在功率不超过电 压互感器技术数据规定的功率，则可保证相应的准确度。由于电压互感器是与电路并联联接的，当系统发生短路时，互感器本身两侧 装有断路器,并不受短路电流的作用，因此不需校验动稳定与热稳定。电流、电压互感器选择与校

11、验设备名选择校验电压电流热稳定动稳定电流互感 器Ui 网UjI 1 网仝 I g maxW/25 A Z22(krI 1N)X tA I Zt jx丘 kd 1 花 X i sh电压互感 器1.1Un A U 网0.9Un跟三W式中,k r电流互感器热稳定倍数；k dw电流互感器动稳定倍数；W 2N、W分别为互感器二次侧每相额定容量和每相负荷（仪器、仪表）容 1量;Z 2互感器二次侧每相负荷（仪器、仪表）阻抗；U N工作点线路额定电压。1、220KV侧的电压互感器的选择220KV的电压互感器试选择用 TYD-220/ 3 -0.005型电压互感器型号含义：T成套YD电容式电压互感器220/ .

12、3 额定电压（KV0.005 额定电容（F）表（5-13）TYD-220/3 -0.005型电压互感器技术参数额定电压（K）高压电容（卩F）中压电容（卩F）额定电容（卩F）准确等级/二次绕 组极限负荷（VA）220/ 灵、0.1/ J3、0.10.00580.04890.0050.2/100、0.5/200、1/400电气设备实用手册P825校验：电压互感器一次侧的额定电压 U应大于或等于所接电网的额定电压 U网, 电压互感器一次侧的额定电压是 220KV电网电压是220KV即：1.1Un U网0.9Un 满足要求 电压互感器二次侧电压选择：次级绕组 0.1/ . 3 KV剩余电压绕组（辅助二

13、次）0.1KV注：本次设计二次部分不予校验。所以选择TYD-220/ 3-0.005型电压互感器经以上校验均满足要求， 可选用2、110KV侧电压互感器的选择110KV的电压互感器试选择用 TYD-110/ -. 3-0.01型电压互感器。型号含义：T成套YD电容式电压互感器110/ .3 额定电压（K）0.01 额定电容（J F）表（5-14）TYD-110/ 3-0.01型电压互感器技术参数额定电压（KV高压电容（卩F）中压电容（口 F）额定电容（卩F）准确等级/二次绕 组极限负荷（VA）110/73、0.1/ 丽、0.10.012570.04890.010.2/75、0.5/150、1/

14、400电气设备实用手册P825校验：电压互感器一次侧的额定电压 U应大于或等于所接电网的额定电压 U 网 , 电压互感器一次侧的额定电压是 110KV电网电压是110KV即：1.1Un U网0.9Un满足要求 电压互感器二次侧电压选择：次级绕组 0.1/ . 3 KV剩余电压绕组（辅助二次）0.1KV。所以选择TYD-110/.3-0.01型电压互感器经以上校验均满足要求,可选用。3、发电机10KV引流线电压互感器的选择 试选用JSW-10型型号含义：J电压互感器S三相W五柱三绕组10额定电压(KV)表(5-15)JSW-10型电压互感器技术参数额定电压(KV)连接 绕组 标号准确等级/二次绕

15、组额定负荷(VA)二次绕 组极限 负荷(VA)初级绕 组次级绕 组辅助绕 组0.5级1级3级10000100100/3Y,yn0120120480960电气设备实用手册P774说明:10KV以下的电压互感器有三相和单相之分.本次设计中选用三相式五 柱三绕组、双绕组结构的电压互感器。其中三相式五柱三绕组可用于测量线电压 和相对地电压，还可用作中性点非直接接地系统中对地的绝缘监察，心及实现单 相接地的继电保护。校验：电压互感器一次侧的额定电压 U应大于或等于所接电网的额定电压 UN网，电压互感器一次侧的额定电压是 10KV电网电压是10KV即：1.1Un Ui网0.9Un满足要求。电压互感器二次侧

16、电压选择：次级绕组 0.1KV，剩余电压绕组(辅助二次)0.1/ .3KV。所以选择JSW-10型电压互感器经以上校验均满足要求，可选用 4、6KV母线上电压互感器的选择6KV母线上电压互感器试选用JSW-6型电压互感器表(5-16)JSW-6型电压互感器技术参数额定电压(KV)连接绕 组标号额定容量(VA)最大容量(VA)一次二次零序0.5级1级3级6000100100/3Y,yn080150320640电气设备实用手册P774校验：电压互感器一次侧的额定电压 U应大于或等于所接电网的额定电压 U网, 电压互感器一次侧的额定电压是 6KV电网电压是6KV即：1.1Un Ui 网0.9Un满足

17、要求。电压互感器二次侧电压选择：次级绕组 0.1KV，辅助绕组0.1/ .3 KV 所以选择JSW-6型电压互感器经以上校验均满足要求，可选用。二、电流互感器的选择(一) 参数选择测量与计量用电流互感器的选择应满足一次回路的额定电压和额定电流，以 及短路时热稳定和动稳定要求，此外尚应满足测量与计量仪表对准确度的要求， 继电保护用电流互感器应满足10 %误差特性曲线的要求。电流互感器的准确度一般分为 0.2、0.5、1、3、10等级，一般计量用电流互 感要求准确度不低于0.5级，而配电盘上的监测仪表或继电器则采用 13级的电 流互感器。(二) 电流互感器的一次额定电流的选择：(1) 、当电流互感

18、器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时使仪表有 适当的指示。(2) 、电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。(3) 、发电机横联差动保护用的电流互感器一次电流，应按下列情况选择：(4) 、安装于各绕组出口处时，一般按定子绕组每个支路和电流选择。(5) 、安装于中性点连接线上时，可按发电机允许的最大不平衡电流选择根据运行经验。此电流一般取发电机额定电流的 2030%。(三) 短路稳定性校验1、动稳定校验 电流互感器的内部稳定性通常以额定动

19、稳定电流或动稳定倍数Kd表示。Kd等于极限通过电流峰值与一次绕组额定电流峰值之比。校验按下式计算：X103式中Kd动稳定倍数，由制造部门提供；I e电流互感器的一次绕组额定电流。2、热稳定校验 制造部门在产品型录中一般给出t=1s或3s的额定短路时势变稳定电流或热稳定电流倍数心，校验按下式进行：Kr罟&032或(KrlN) t Qd或lt I(1)变压器回路的电流式中It电流互感器的热稳定电流；Qd线路短路电流的热效应；t 制造部门提供的热稳定计算采用的时间(一般取1s)； tima短路发热假想时间。I1 母 %maxX 3=137777x r183703A(3)220KV母联DL处的电流Ig

20、max2= 1.05Xv3Ue三、220KV的电流互感器的选择则电流互感器一次电流为44I1=Ig maxX - =330.664X - =440.886A33(2)母线进出线的电流Ig max1= 1.05X Se =1.05X 50000 =137.777AV3U eJ3 汉 220I g max= 1.05 X =1.05Xv3Ue120000 =330.664A.3 220则电流互感器一次电流为=1.05X 3 100000/0-85=972.723A屁220则电流互感器一次电流为I1母联=lgmax2X 4 =972.723X 4 =1296.723A33试选用LB6-220型的电流

21、互感器，其技术参数如表(5-17) 型号含义：L电流互感器B带有保护级6设计序号220额定电压(KV)表(5-17)LB6-220型的电流互感器技术参数 额定电 压(KV)额定 一次 电流(A)额定 二次 电流(A)频率 (Hz)级次组合额定短 路时热 电流(KA)动稳定 电流(KA)220600、12005500.5/10P/10P/10P/10P/10P4080、100电气设备实用手册P893(4)电流互感器的选择和校验： 电流互感器一次侧的额定电压 UN应大于或等于所接电网的额定电压 UN网，电流互感器一次侧的额定电压是 220KV电网电压是220KV 即: UN UN网满足要求。 电流

22、互感器额定电流I N应大于或等于所接电网的额定电流In网即：I NI N网，电 流互感器一次侧的额定电流是I N1=6OOA I N网 =330.664AI N=1200A I n网=137.777AI m=1200AI n网=972.542A满足要求。 热稳定校验按下式进行校验:It=40KA ,I tima=4.736X 2=9.472 t所以,满足热稳定条件 动稳定校验按下式进行:X0-2Ie(Kd=100)XO3 =18.167 X 103/1.414X600=21.4132I eXO3 = 52.478 X 103/1.414 X 1200=10.7062Ie所以,Kd占X03-2I

23、e满足动稳定条件四、110KV的电流互感器选择(1)变压器回路的电流I g max= 1.05XSe、3U e=1.05X120000 .3 110=661.328A则电流互感器一次电流为Zg.maxX 尹330.6 加881.771A(2)母线进出线的电流Ig max1= 1.05 XSe3U e=1.05X=192.893A110则电流互感器一次电流为12 母 %maxX 3=192893x 辭257191A(3)110KV 母联 DL 处的电流 Ig max2= 1.05 XSe.3Ue=1.05X2 100000/0.85后110=1296.761A则电流互感器一次电流为 丨1母联=l

24、max2X 4 =1296.761 X 4=1729.014A33试选用LB3-110型的电流互感器，其技术参数如下。L电流互感器B带有保护级3设计序号11 额定电压(KV )表(5-18)LB3-110型的电流互感器技术参数额定电 压比(KV)额定二次输出(VA)准确 限值 系数级次组合额定短 路时热 电流(KA)动稳定 电流(KA)0.2、0.5级10P级抽 头满 匝抽 头满 匝2 X 800/5255030601510P/10P/10P/0.2800、1600145电气设备实用手册P881(4)、电流互感器的选择和校验： 电流互感器一次侧的额定电压 UN应大于或等于所接电网的额定电压 U

25、N网即： Uk UN网，电流互感器一次侧的额定电压是 110KV电网电压是110KV满足要求。 电流互感器额定电流I N应大于或等于所接电网的额定电流I N网即:I N In网，电 流互感器一次侧的额定电流是 I n2=800A IN 网=661.328aI n2=800a I n 网=192.893AI n2=1600AI n网=1296.761A满足要求。 热稳定校验 按下式进行校验：It I上ima勺tIt=800KA ,=7.84X 2=15.68KA所以，It I：tima然满足热稳定条件 动稳定校验按下式进行：Kd旦X103J2le(Kd=100)X103 = 35.747 X 1

26、03/1.414 X 600=42.1352le盒 X0 =77.933 X 10/1414X 1200=21.067所以，Kd吕X03J2le满足动稳定条件五、发电机出口 10KV引流线的电流互感器的选择引流线的最大持续工作电流Slg max10= 1.05 X=1.05 Xj3Ue100000/0.85i 3 10.5=6792.356A则电流互感器一次电流为 l3=lgmax10X 4 =6792.356X 4 =9056.475A33试选用LMZB2-20型的电流互感器.其型号含义如下：L电流互感器M母线式Z浇注成型固体B带有保护级2设计序号20额定电压(KV )表(5-19)LMZB

27、2-20型电流互感器的技术参数 额定电 压比(KV)额定输出(VA)相应 的准确级准确级额定绝缘1s热稳定电流 倍数10%倍0.5级D级B级组合水平数D级12000/56060D/D23/65/1254015电气设备实用手册耳73(4)电流互感器的选择和校验： 电流互感器一次侧的额定电压 UN应大于或等于所接电网的额定电压UN网即：UNUN网，电流互感器一次侧的额定电压是 20KV电网电压是10.5KV，满足要求。 电流互感器额定电流I N应大于或等于所接电网的额定电流In网即：I NI N网，电流互感器一次侧的额定电流是I N2=12000A I N网 =6792.356A满足要求动热稳定性

28、不进行校验。六、6KV母线上的电流互感器6KV母线上的最大持续工作电流lgmax= 1.05X Se =1.05X 16 UN网，电流互感器一次侧的额定电压是10KV电网电压是6KV满足要求。 电流互感器额定电流I N应大于或等于所接电网的额定电流In网即：I NI N网，电流互感器一次侧的额定电流是I n=3000A In网=1539.601A满足要求所以,满足动稳定条件 动稳定校验纱 xo3 =2le3= 45.746X 10 /1.414X 3000=10.784按下式进行：Kd吕 X03(Kd=100)P2leKd辱X03-21 e七、中性点电流互感器的选择发电机中性点处电流互感器安装

29、于中性点出口处时，可按发电机的允许最大不 平衡电流选择。根据运行经验，此电流(LH 一次电流)一般取发电机额定电流 的 2030%。电流互感的一次电流 l5=leX 30%=6475X 30%=1942.5A试选用LMZ2-10型的电流互感器，其型号含义如下：L电流互感器M母线式Z浇注成型固体2设计序号10额定电压(KV )表(5-21)LMZ2-10型的电流互感器的技术参数 额定电压比(KV准确级组合额定输出(VA)额定绝缘水平3000/50.540( n5)11.5/42/75( 次母线带 10KV 级 绝缘)电气设设备实用手册P967电流互感器的选择和校验：电流互感器一次侧的额定电压 U

30、N应大于或等于所接电网的额定电压 UN网 即:UUN网，电流互感器一次侧的额定电压是 10KV，电网电压是6KV，满足要求 电流互感器额定电流In应大于或等于所接电网的额定电流In网即：I nA In网，电流互感器一次侧的额定电流是I N=3000心In网=1942.5A满足要求。 动、热稳定不进行校验 电力变压器中性点处的电流互感器，其一次额定电流应大于变压器允许的不平衡电流，一般情况下可按变压器额定电流的1/3选择。 220KV 线圈：LH 一次电流 11= 1.05X Se -=1.05X 120000=110.221A,选择v3U e 3(3220 3用LRB-220,100300A/

31、1A型零序电流互感器。 110KV 线圈：LH 一次电流 11= 1.05X Se 1 =1.05X 120000 1 =220443A,选择* 3Ue 3J3 汉 110 3用LRB-110,100300A/1A型零序电流互感器。八、厂高变高压侧的电流互感器的选择厂高变高压侧的最大持续工作电流Ig，max10= 1.05X Se =1.05X 16000V3U eJ3X10.5=923.76A则电流互感器一次电流为 l6=|g.maxX 4 =923.76X 4=1231.681A33试选用LMZB1-10型的电流互感器.其型号含义如下：L电流互感器M母线式Z浇注成型固体B带有保护级1设计序

32、号10额定电压(KV)表(5-22)LMZB1-10型的电流互感器的技术参数 额定电 压比(KV)额定二次负荷(VA)准确级 组合额定绝缘水 平1s热稳 定电流倍数10%倍数D级0.2级0.5级B 级10P级1500/5505015(10P)11.5/42/75电气设备实用手册P963电流互感器的选择和校验： 电流互感器一次侧的额定电压 UN应大于或等于所接电网的额定电压 UN网即： LN UN网，电流互感器一次侧的额定电压是 10KV电网电压是10KV满足要求。 电流互感器额定电流l n应大于或等于所接电网的额定电流In网即：l nA | n网，电流互感器一次侧的额定电流是l n2=1500

33、A In 网=923.76A满足要求 动、热稳定性不进行校验九、厂备变高压侧的电流互感器选择S厂备高变高压侧的最大持续工作电流lg max110= 1.05X e =1.05 X UN网，电流互感器一次侧的额定电压是 110KV电网电压是110KV满足要求。 电流互感器额定电流I N应大于或等于所接电网的额定电流In网即：I NI N网，电流互感器一次侧的额定电流是I n2=200A I N网 =88.177A满足要求 动、热稳定性不进行校验 本次设计不进行有关二次的校验。第六章火电厂防雷与接地规划在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性，还有大气过电压，就是所说的雷击过电压。雷击过电压

34、会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保 证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。一、雷电过电压的形成与危害1、直击雷 雷电直接对电气设备或建筑物进行放电， 称为直接雷击或直击雷。 直击雷过电压右引起数万安培的强大雷电流通过被击物体而入地，产生破坏性很大的热效应和机械效应，击坏设备，引起火灾，甚至造成人身伤亡。2、感应雷 雷电落在电气设备附近或雷动在电气设备上方移动时，通过无暇 感应或电磁感应在电气设备上呈现出数万乃至数千万伏的感应过电压，称作感应 雷或间接雷击。3、入侵雷 当输电线路上遭受直接雷或感应雷产生的雷电波侵入发电厂或变 电所，产生过电压击坏电气设备，称为雷电

35、波入侵或入侵雷，由于雷电波侵入造 成的雷害事故占全部雷害事故的一半以上，因此需采取特别措施。二、电气设备的防雷保护因为电气设备的结构和工作性质的不同，所采取的措施也不同。1、 发电厂和变电所的防雷保护发电厂和变电所电气设备对直击雷的防护主要 采用避雷针；对入侵雷的防护采用进线保护和避雷保护的综合措施，即用进线保 护限制雷电流的幅值和陡度，用避雷器限制雷电过电压的同值。2、 架空输电线路的防雷保护输电线路采用装设避雷线的方法防止线路遭受 直击雷引起跳闸次数，可采用系统中性点经消弧线圈接地工作方式，为避免雷击 跳闸造成供电中断。可采用自动重合闸装置。3、 直配旋转电机的防雷保护 在完善进线保护的同

36、时，还应采用性能良好的阀 型避雷器或金属氧化物避雷器，来保护电机的主绝缘，同时还应考虑装设电容器 和中性点避避雷器，以保护匝间绝缘和中性点绝缘。4、 配电网的防雷保护 除了对配电变压器高低压侧以及柱上断路器必须装设避 雷器或放电间隙保护外，对配电线路本身主要应适当提高其绝缘水平，应广泛采 用重合闸，以减少断线和停电事故。发电厂是电力系统的心脏，万一发生损坏设备的事故，往往会带来严重的后 果，造成重大的损失。设计中重点对发电机、变压器组、线路的防雷保护进行配 置。三、避雷针、避雷线保护范围计算（1）避雷针的保护范围避雷针的组成要素：接闪器、引下线、接地体。避雷针的保护范围以它对直击雷所保护的空间

37、来表示。单支避雷针的保护范 围如图所示。图中：h 避雷针高度；hx被保护物高度；ha避雷针的有效高度，h a= h hx；r x对应h a的避雷针有效保护半径。rx的计算方法：当 hxh/2 时， rx =(h - hx) p =h：.p (m)当 hxV h/2 时，rx =(1.5h _2hx)p (m)式中,h 避雷针高度；ha避雷针的有效高度；p 高度影响系数，h30m时为1, 30vhh/2 时，rx =0.47(h -hx)p (m)当 hxvh/2 时，rx =(h -1.53hx)p (m)(3) 避雷器常用的避雷器有管型避雷器阀型避雷器氧化锌避雷器避雷器用于限制由线路侵入的雷

38、电波对变电所内的电气设备造成过电 压，其一般装设在各段母线与架空线的进出口处。避雷器与被保护设备的距 离愈近愈好，并装在冲击波侵入方向。必要时用下式计算允许的最大保护距离。JUjkUcdV2:(m)式中,L max-避雷器与被保护设备的最大保护距离，ma 冲击波波头陡度，对 635kV系统取150 300kV / 2 ；v 雷电冲击传播速度，300m/乓;U 湎一避雷器冲击放电电压，kV;U jcf -被保护设备的绝缘冲击耐压值，kV。如缺乏相关数据，可按5倍额定 电压计算。(4) 安全保护接地防止人员间接触电，将电气设备外露可导电部分接地。安全保护系统有以下 几类：a. IT系统在中性点不接

39、地系统中，将电气设备不带电的金属部分与接地体良好连接。b. TN系统在中性点直接接地系统中，将电气设备不带电的金属部分与系统中性点用保 护线良好连接。c. TT系统在中性点直接接地系统中，将电气设备外壳部分和与系统接地无关的接地体 连接。d. 共同接地与重复接地四、避雷器的选择与配置在选择避雷器型号时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点， 按下表选择。型号型式应用范围FS配电用普通阀型10K V及以下的配电系统、电缆终端盒FZ电站用普通阀型3220K V发电厂、变电站的配电装置FCZ电站用磁吹阀型1、330KV及以下配电装置2、220KV及以下需要限制操作过电压的 配电装置3、降低绝缘的配电

40、装置4、布置场所特别狭窄或咼烈度地震区5、某些变压器的中性点FCX线路型磁吹阀型330K V及以下配电装置的出线上FCD旋转电机用磁吹阀型发电机、调相机等，户内安装丫系列金属氧化物(氧化锌) 阀型1、同FCZ FCX与 FCD型磁吹阀型避雷 器的应用范围2、并联电容器组、串联电容器组3、咼压电缆4、变压器和电抗器的中性点5、全封闭组合电器6、频繁切合的电动机型号含义:F 阀型避雷器;S配电所用;Z 发电厂、变电所用；C 磁吹；D旋转电机用；J 中性点直接接地。1、对于110220KV铁塔和钢筋混凝土杆电力线路沿全长装设避雷线，少雷区运 行经验证明，雷电活动较微的地区，可不沿全线架设避雷线，但应

41、装设自动重合 闸装置。2、对未沿全长装设避雷线的35110K V架空电力线路，在变电所进线段 12KM 长度内应进行直击雷保护，即在变电所 12KM的进线段架设避雷线，避雷线的保护角不宜超过20度，最大不能超过30度。五、变压器及电气设备避雷保护1、阀型避雷器至变压器和电气设备间最大允许距离的确定。避雷器到被保护设备的距离愈近则保护作用愈大，避雷器应布置在各被保 护设备较近的中心位置。对于带有旁母而变压器进线开关也参加旁路的情况，避 雷器至变压器的距离应按切换至旁母时的情况进行验算。考虑初期架设线路数回 路数较少，而具有双回路同杆架设的线路，同时受雷击的可能性很多，故按单回 路考虑。110KV

42、全线架设避雷 线到变压器距离为90 米9X 135% （至其他电器距 离）220KV全线架设避雷 线到变压器距离为100 米9X 135% （至其他电器距 离）2、变压器中性点保护。在中性点直接接地的系统中，为了单相接地的短路电流，有部分变压器的中 性点改为不接地运行，这时变压器中性点需要保护。本火电厂变压器中性点均为 分级绝缘降低时，应选用与中性点绝缘等级相同的避雷器进行保护。220KV的变 压器中性点分级绝缘的绝缘水平为 110KV，110KV变压器中性点分级绝缘的绝缘 水平为35KV。本厂110KV、220KV变压器中性点的避雷器选用氧化锌避雷器。 其优点是：在正常运行时，变压器中性点电

43、压位移很小，氧化锌避雷器的荷电 率极低，大大延长了使用寿命。不必担心灭弧问题，只要氧化锌变压器的交流 暂态过电压耐受能力能够满足要求，其额定电压的选择不太严格。通过氧化锌 避雷器的雷电流较小，一般在11.5KA以下,线压低，能量小,可以不必核试验通流 容量。3、三圈变压器的保护（开路的低压绕组的过电压保护）从波动过程可知，由于绕组之间有电容与电磁的联系，因此当有冲击电压作 用于高压绕组时，低压绕组也会有一定的对地电位，因为过渡电压的静电感应分 量与低压侧对地电容C20有关，U20= C12U 。当低压侧开路，C20很小时，U20C12 弋20接近U0,此时将危害变压器绝缘，所以需要在低压绕组出

44、口处再加装避雷器保护， 通常只在低压侧的一相上装设一只 FS阀型避雷器因为本厂三绕组变压器高、中 压之间变比不大（220/110KV），则其中高压侧出口上可不加设避雷器。六、发电机变压器组的保护经变压器供电的发电机，由于变压器的保护作用，作用在发电机上的过电 压比直配线电机低很多，通常能将传递过电压限制到不危险的程度。对变压器经 过上述的可靠保护后，一般不需对发电机再采取措施。但有时传递过电压幅值， 宜在电机出口装一组FCD型磁吹避雷器或氧化锌避雷器。由于波经过变压器时， 陡度已大为降低，因此右不装保护电容，电机中性点也无须保护，对发电机到变压器之间的敞露母线桥或组合导线，应装设直击雷保护和感

45、应雷保护措施第七章继电保护第一节 概 述在电力系统中，发电设备、输变电设备以及用户的用电设备组成了一个复杂电 力系统网络。由于运行、维护、绝缘老化以及气候条件的变化，网络中元件发生 故障或处于不正常工作状态的情况很难完全避免。当某一元件发生上述情况时， 为了即时将该元件从系统中切除或者给值班人员发出信息，就必须在系统中每一 元件上装设继电保护装置。因此，继电保护装置是保证整个电力系统安全可靠运 行不可缺少的重要组成部分。一、继电保护的任务电力系统中某一设备发生故障时，由于与设备之间有电和磁的联系，因此就 会在极短的时间内影响到该系统中其它非故障设备。对不同的设备，切除故障的时 间要求不同。对重要设备以及系统中主要的联络路线，此时间