煤矿35KV变电所设计

...wd......wd......wd...摘要变电所是电力系统的枢纽环节，由变压器，母线和开关设备等电气设备按一定的结线方式所构成，他从电力系统取得电能，进展电压变换和分配，然后将电能安全、可靠、合理的供给不同的用电场所和电力设备。变电所设计的主要任务是根据变电所担负的任务及用户负荷情况等，选择所址，对用户的负荷进展统计、分析计算，确定用户无功功率补偿装置。进展变压器选择，确定变电站的结线方式，进展短路电流计算，选择变配电开关设备，绘制变电所平面布置图。本变电所的初步设计包括：总体方案确实定；负荷分析；短路电流的计算；配电系统设计与系统接线方案选择；变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择；防雷与接地保护等内容。【关键词】：变电所设计；负荷的计算；变压器选择；开关设备选择；线路设计；防雷设计。AbstractThetransformersubstationisthepivotlinksofthepowersystem,bythevoltagetransformer,electricequipmentsuchasbusbarandswitchgearformaccordingtocertainknotlineway,hemakeelectricenergyfrompowersystem,carryonvoltagevaryandassign,electricenergysafe,reliable,reasonablesupplydifferentpowerconsumingplaceandelectricapparatus.Themaintaskofsubstationdesignisbasedonthetasksandsubstationloadsandotherusers,selecttheaddressoftheuser'sloadofstatistics,analysisandcalculationtodeterminethereactivepowercompensationdeviceusers.Transformerselection,determinetheend-linesubstation,theshort-circuitcurrentcalculation,selectthepowerdistributionswitchgear,substationfloorplandrawing.Thepreliminarydesignofthesubstation,including:thedeterminationoftheoverallprogram;loadanalysis;short-circuitcurrentcalculation;distributionsystemdesignandsystemwiringschemeselection;substationhighvoltageintotheline,aselectionofequipmentandlow-voltageoutlet;lightningprotectionandgroundprotectionandsoon.【Keywords】:substationdesign;loadcalculation;transformerselection;switchingequipmentselection;circuitdesign;lightningprotectiondesign.目录TOC\o"1-3"\h\uTOC\o"1-3"\h\u6969第一章绪论1135971.1煤矿变配电所的设计1221741.1.1电力系统根基1250251.1.2煤矿配电所的设计原那么2311871.2课题来源及设计背景2112291.2.1课题来源2294171.2.2设计背景 225209第二章变电所负荷计算和变压器的选择4289572.1变电站的负荷计算4273672.1.1全矿负荷统计 449532.1.2各低压变压器的选择及其损耗计算 69602.2主变压器的选择原那么 8132542.3煤矿地面主变电所变压器台数的选择原那么 993982.4主变压器容量的选择 92032.5功率因数补偿的目的和方案 1025742.6无功补偿的计算及设备选择 1022320第三章主接线方案确实定13124723.1主接线的基本要求 13118443.2电气主接线的设计原那么 14287713.3主接线的方案与分析 15118233.3.1单母线接线 1528183.3.2单母线分段主接线 1525203.4电气主接线确实定 161430第四章短路电流的计算18166534.1短路电流及其计算 18318104.1.1短路的种类 18217064.1.2短路的原因 18296744.1.3短路的危害 1817454.1.4计算短路电流的目的 18322454.1.5计算短路电流 1918164第五章变电所电气设备的选择26173445.1架空线路和35kV母线的选择 26119945.2电缆进线的选择 263615.2.16kV电缆线路选择 26172405.2.26kV架空线路选择 288125815.3母线支柱绝缘子和穿墙套管的选择 28275585.4变电所一次设备的选择 2952105.4.1高压断路器的选择 2996725.4.2高压隔离开关的选择 30210705.4.3电流互感器的选择 31245695.4.4电压互感器和高压熔断器的选择 3172225.4.5高压开关柜的选择 3268985.4.635kV避雷器的选择 3368715.5低压出线的选择 3391055.5.1低压母线桥的选择 33148695.5.2低压母线的选择 3418079第6章变电所防雷与接地方案的设计35189876.1变电所的过电压保护 35142706.1.1线路防雷 35274796.1.2变电所直击雷防护 35278436.2避雷针的接地 3582636.3防雷的接地设计 3530997第7章变电所的平面布置3711607.1变电所位置选择 3742927.2配电室建筑要求 37204177.3控制室布置 3822889参考文献 4021383致谢 417962附表 42第一章绪论1.1煤矿变配电所的设计1.1.1电力系统根基由发电厂、电力网与电能用户〔电力负荷〕所组成的整体，叫电力系统，它的任务是生产、变换、传输、分配与消费电能。当今社会，电能的利用已经远远超出作为机械动力的范围，电力工业已经成为现代国民经济的根基，世界上按人口平均的用电量是反映一个国家现代化的主要指标。1.大型电力用户供电系统大型电力用户的供电系统，采用电源电压等级为35kV，经主变电所和车间变电所两级变压。主变电所将35KV电压变为6-10kV电压，然后经配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将6-10KV电压变为220/380V/660V/1140V的低电压供用电设备使用。某些矿区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心〞的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V/660V/1140V的低压配电电压。中型电力用户一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V/660V的低电压供用电设备使用。高压配电所通常与某个车间变电所合建。3.小型电力用户供电系统一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V/660V直接进线。随着改革的不断深化，经济的迅速开展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，构造不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在50—60年代的水平上，从开展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村开展的要求。国民经济不断开展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进展操作，及时了解故障情况，并迅速进展处理，到达供电系统的管理科学化、标准化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进展全系统的信息综合管理。1.1.2煤矿配电所的设计原那么1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。3.应根据工程特点、规模和开展规划，正确处理近期建设与远期开展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。4.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等，合理确定设计方案。1.2课题来源及设计背景1.2.1课题来源本课题源山西倡源公司35KV变电所的新建工程，具有一定的实践性和可行性。1.2.2设计背景我到山西介休倡源公司进展了为期半年的实习，经过对该矿供电系统的认真的了解，在教师和现场技术人员的帮助和指导下，把该矿主变电所设计做为本次毕业设计的课题，把原来的不合理之处做些修改，重新进展设计。其原始数据如下：该矿为凯嘉集团的一个井口，规模较小；变电所由距此3.8KM的北辛武变电站和距此1.9KM的板欲站通过35KV架空线路供电；两回35KV电源参数：出线开关过流保护整定时间为2.5s；35KV电源母线上最大运行方式下的系统电抗：Xs.min=0.12(Sd=100MVA)；35KV电源母线上最小运行方式下的系统电抗：Xs.Min=0.22(Sd=100MVA)；井下6KV母线上允许短路容量：Sal=100MVA;35KV母线上补偿后的平均功率因数>0.9。第二章变电所负荷计算和变压器的选择2.1变电站的负荷计算负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小,那么依此选用的设备和载流局部有过热不安全,轻者使线路和配电设备寿命降低,重者影响供电系统的安全运行.负荷计算偏大,那么造成设备的浪费和投资的增大。为此,正确进展负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质一样的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。2.1.1全矿负荷统计负荷统计请参看末尾附表2-1按需要系数法计算各组负荷：有功功率P=KdΣPs无功功率Q=P视在功率S=上述三个公式中：ΣPs：每组设备容量之和，单位为kW；Kd：需要用系数；:功率因数。⒈提升机：有功负荷PC1=KdPS1=210x0.94=197.4kW无功负荷QC1=PC1=197.4x0.65=128.3kvar视在功率SC1==235.4kVA⒉机修厂：有功负荷PC2=KdPS2=250x0.6=150kW无功负荷QC2=PC2=150x1.02=153kvar视在功率SC2==214.3kVA⒊压风机：有功负荷PC3=KdPS3=480x0.88=422.4kW无功负荷QC3=PC3=1422.4x0.46=193.4kvar视在功率SC3==465kVA⒋抽风机：有功负荷PC4=KdPS4=1600x0.9=1440kW无功负荷QC4=PC4=1440x0.51=734.4kvar视在功率SC4==1617kVA5.全矿低压：有功负荷PC5=KdPS5=1260x0.72=903kW无功负荷QC5=PC5=903x0.8=720.5kvar视在功率SC5==1255.2kVA⒍煤矸楼：有功负荷PC6=KdPS6=115x0.75=86.25kW无功负荷QC6=PC6=86.25x0.8=69kvar视在功率SC6==110.5.6kVA⒎锅炉房：有功负荷PC7=KdPS7=113x0.65=73.5kW无功负荷QC7=PC7=73.5x0.22=16.2kvar视在功率SC7==75.2kVA8瓦斯检测房污水处理站：有功负荷PC8=KdPS8=320x0.85=272kW无功负荷QC8=PC8=272x0.60=163.2kvar视在功率SC8==317.2kVA9.井下低压：有功负荷PC9=KdPS9=905x0.7=685.5kW无功负荷QC9=PC9=685.5x0.87=478kvar视在功率SC9==816kVA10.后勤公寓：有功负荷PC10=KdPS10=360x0.75=270kW无功负荷QC10=PC10=270x0.62=167.4kvar视在功率SC10==317.7kVA计算出全矿的各组负荷后，填入上表中计算出有功、无功、视在功率的总量。总计:有功功率：ΣP=4433.5kW无功功率：ΣQ=2824.6kvar2.1.2各低压变压器的选择及其损耗计算表2-2低压变压器选定表名称变压器其型号选择台数地面低压S11-16006/0.4变压器2台机修厂S11-3156/0.4变压器1台煤矸楼和锅炉房共用S11-3156/0.4变压器1台后勤公寓S11-4006/0.4变压器1台井下低压S11-10006/0.66变压器2台选择的是S11系列卷铁芯配电变压器，其参数均在变压器表中可以查到。对于变压器的损耗有公式：有功功率损耗：△PT=△Po+△Pk(Sca/Sn.T)2=△Po+β2△Pk(kW)无功功率损耗：△Qt=Sn.T(Io%/100+Uk%/100β2)(kvar)式中：△Po——变压器空载有功功率损耗，kW；△Pk——变压器短路电流等于额定电流时的有功功率损耗，kW；Sca——计算负荷，kvar；Sn.T——变压器的额定容量，kVA；β——变压器的负荷率，β=Sca/Sn.T。△Po、△Pk、Io%、Uk%可以在变压器的产品目录中查到。地面低压：有功功率损耗△PT=5+29x(1106.5/1600)2=8.0kW无功功率损耗△Qt=1600x[(1.6/100)+(4.5/100〕x0.1]=40kvar机修厂：有功功率损耗△PT=0.48+3.65x(214.1/315)2=2.8kW无功功率损耗△Qt=315x[(1.1/100)+(4.5/100)x0.63]=12kvar煤矸楼、锅炉房：有功功率损耗△PT=0.48+3.65x(195.7/315)2=2.4kW无功功率损耗△Qt=315x[(1.1/100)+(4.5/100)x0.53]=11kvar后勤公寓:有功功率损耗△PT=0.57+4.3x(317.7/400)2=4.0kW无功功率损耗△Qt=400x[(1.2/100)+(4.5/100)x0.81]=19.5kvar井下低压：有功功率损耗△PT=0.68+5.1x(375.8/500)2=4.0Kw无功功率损耗△Qt=500x[(1.0/100)+(4.5/100)x0.64]=19.4kvar表2-3低压变压器功率损耗计算结果负荷地面低压机修厂煤矸楼、锅炉房后勤公寓井下低压Sc(KVA)2x16003153154002x1000△PT(kW)8.02.82.44.08.0△QT(kW)4012.01119.535.8合计Σ△PT=25.2kWΣ△QT=121.3kvar计算出了低压变压器的有功损耗和无功损耗之后，就可以计算出6KV母线上的总的负荷。负荷统计表中的总负荷是4433.5kW，所以查同时系数表得知所需的同时系数为Ksi=0.95。忽略矿内高压线路的功率损耗，35KV变电所6KV母线补偿前的总负荷为:有功Pca=Ksi(ΣP+Σ△PT)=0.95x(4433.5+25.2)=4235.5(kW)无功Qca=Ksi(ΣQ+Σ△QT)=0.95x(2824.6+121.3)=2798.6(kvar)视在Sca==5076.5(kVA)补偿前的功率因数=Pca/Sca=4235.5/5076.5=0.8342.2主变压器的选择原那么电力变压器是变电所的关键设备，其主要功能是升压或降压，以利于电能的合理分配、输送和使用，对变电所主结线的方式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是确定变电所主接结线方式的重要前提。选择时遵照国家有关煤矿供电设计标准、规程、标准等，因地制宜，结合实际，合理选择，优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。2.3煤矿地面主变电所变压器台数的选择原那么当大多数负荷属于三级负荷，其少量一、二级负荷或由临近企业取得电源时，可以安装一台变压器。如企业一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。互为备用，当一台出现故障时，另一台必须能承担全部一、二级负荷。特殊情况下可以装设两台以上变压器。例如分期建设的大型企业，其变电所的个数和变压器台数均可以分期投建，从而台数可能较多。根据该矿的实际情况，本设计选择两台变压器，互为备用。2.4主变压器容量的选择煤矿地面35KV变电所主变压器一般选择两台。每台变压器的容量为：SN.T≥kguSca.35式中kgu———事故时的负荷保证系数，根据一、二级负荷所占比例决定，一般可取为0.7—1；Sca.———变电所35KV母线上无功补偿后的总计算视在负荷，kVA。计算出SN.T数值后查询有关变压器产品样本或者电气设计手册，选用额定容量大于或等于此数值的标准规格变压器，35KV电力变压器标准容量规格一般为4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000、25000kVA等。根据计算，选用两台S11-8000/35额定容量为8000kVA的有载调压油浸式变压器。采用两台同时分列运行，当一台故障停运时，另一台保证全矿一、二级负荷的供电。表2-3主变压器的选择额定容量SN/kV·A联结组别空载损耗△PO/kW短路损耗△PK/kW空载电流IO%阻抗电压UK%8000Dynd1110401.08变压器的损耗：△PT=△PO+△PK〔〕2=10+40x(5076/8000)2=26kW△QT=SN·T[+]=8000x[(1.0/100)+(8.0/100)x0.4]=336kvar所以35KV侧补偿前的总负荷：有功功率:P=△PT+Pca=4261.5kW无功功率：Q=△QT+Qca=3134.6kvar视在功率：S==5290.2KVA电流：I=S/1.732x35=87.27A功率因数：=P/S=0.812.5功率因数补偿的目的和方案功率因数是用电的一项重要电气指标。提高负荷的功率因数可以使发、变电设备和输电线路的供电能力得到充分发挥，并能降低各级线路和供电变压器的功率损失和电压损失，因而具有重要意义。目前用电户高压配电网主要采用并联电力电容器组来提高负荷功率因数，即所谓集中补偿法，局部用户已经采用自动投切电容补偿装置。低压电网，已经推广应用功率因数补偿装置。对于大中型绕线式异步电动机，利用自励式进相机进展的单机就地补偿来提高功率因数，节电效果显著。2.6无功补偿的计算及设备选择我国?供电营业规那么?规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，那么必须进展无功功率补偿。由于用户大量使用的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，相应可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量QN·C应为：QN·C=KloxPca〔-〕按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量qN·C来确定电容器组数：在用户供电系统中，无功补偿装置一般有三种安装方式：(1)高压集中补偿补偿效果不如后两种补偿方式，但初期投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进展有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。(2)低压集中补偿补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。(3)低压分散补偿补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停顿运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。本次设计采用高压集中补偿方式。QN·Ca=KloxPCax〔-)=0.8x4261.5x[tan(arccos0.81)-tan(arccos0.9)]=818.2kvar选择GR-1C-08型电容器，qN·C=270kvar=3.03取4台实际补偿容量：QN·Ca。f=4x270=1080kvar折算到计算补偿容量：QN·Ca=QN·Ca。f/Klo=1350kvar补偿后6KV侧的计算负荷和功率因数：Q'ca=Qca-QN·Ca=2798.6-1350=1448.6kvar补偿后的视在计算负荷SCa==4476kV·A==0.95>0.9符合。35KV侧补偿后主变压器最大的损耗计算：△PT’=△PO+△PK〔〕2=10+40x(4476/8000)2=22kW△QT’=SN·T[+]=8000x[(1.0/100)+(8.0/100)x0.313]=280kvar补偿后35KV侧计算负荷与功率因数校验：Pca=22+4235.5=4257kWQca=280+1448.6=1729kvarSca==4595kVA=Pca/Sca=0.93>0.9符合要求。第3章主接线方案确实定3.1主接线的基本要求变电所主接线(一次接线)表示变电所承受、变换和分配电能的路径。它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。通常用单线图表示。主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节.在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示，按它们的正常状态画出。所谓正常状态，就是电器所处的电路中既无电压，也无外力作用的状态。对于图中的断路器和隔离开关，是画出它们的断开位置。在图上高压设备均以标准图形符号代表，一般在主接线路图上只标出设备的图形符号，在主接线的施工图上，除画出代表设备的图形符号外，还应在图形符号旁边写明设备的型号与标准。从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等，因此，主接线图是变电所的最主要的图纸之一。〔1〕安全性安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术标准的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。〔2〕可靠性不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。〔3〕灵活性用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷开展。〔4〕经济性在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少。总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而到达减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，防止不必要的定期检修，到达降低投资的目的。3.2电气主接线的设计原那么〔1〕考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。〔2〕考虑近期和远期的开展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统开展规划进展。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。〔3〕考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不连续供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大局部二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。〔4〕考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。〔5〕考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。3.3主接线的方案与分析主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。3.3.1．单母线接线这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；缺点：不够灵活可靠，任一元件〔母线及母线隔离开关等〕故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。图3-1单母线不分段主接线3.3.2．单母线分段主接线当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器那么断开运行，此时假设任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。图3-2单母线分段主接线单母线分段接线保存了单母线接线的优点，又在一定程度上抑制了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。3.4电气主接线确实定煤矿为了保证对一、二级的负荷进展可靠供电，在35KV变电站中经常采用的是双回路电源受电和安装两台主变压器桥式接线〔桥式分为：内桥、外桥和全桥〕。位村矿变电所的35KV侧受电是双回路电源进线，主变压器选择了两台，所以在35KV侧选择桥式接线。全桥接线适应性强，对线路、变压器的操作都方便，运行灵活，易于扩展成单母线分段式中间变电所。但是设备多、投资大、变电站占地面积大。外桥接线对变压器切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，容易过渡到全桥或单母线分段的接线，投资少，占地面积小。但是倒换线路时候操作不便，变电站一侧没有线路保护。内桥接线一次侧可以设线路保护，倒换线路时候操作方便，设备投资与占地面积都比全桥少。但是操作变压器和扩建成全桥或单母线分段不如外侨方便。综合考虑，对于本矿35KV侧选用全桥接线。在煤矿35KV变电站中，两台主变压器都正常运行时候，采用并列运行，在两台主变中当一台出现故障，另一台必须可以保证一、二级负荷正常运行。另外对煤矿一、二级负荷供电线路应采用双回路或环式供电方式。要求有两个或两个以上的独立电源。所以，在6KV侧的主接线应采用断路器分段的单母线接线方式，在断路器的两端装设隔离开关。总结的最正确运行方式是全分列运行：35KV电源线路、主变、6KV母线都应用分列运行。第4章短路电流的计算4.1短路电流及其计算4.1.1短路的种类在供电系统中，可能发生的主要短路种类有四种：三相回路、两相回路、两相接地短路和单相接地短路。三相短路是指供电系统中三相导体间的短路，用K(3)表示。两相短路是指供电系统中任意两导体间的短路，用K〔2〕表示。单相接地短路是指供电系统中任意一相导体经大地与中性点或中性线发生的短路，用K〔1〕表示。两相接地短路是指中性点直接接地系统中，任意两相在不同地点发生单相接地而产生的短路，K〔1，1〕表示。在供电系统中，出现单相短路故障的机率最大，但是由于三相短路所产生的短路电流最大，危害最严重，因而短路电流计算的重点是三相短路电流的计算。4.1.2短路的原因产生短路故障的主要原因是电气设备的载流局部绝缘损坏所致。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压或机械损伤等原因造成的。其他如运行人员带负荷拉、合隔离开关或者检修后未撤除接地线就送点等误操作而引起的短路。此外，鸟兽在裸露的导体上跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。4.1.3短路的危害发生短路时候，因短路回路的总阻抗很小，所以短路电流可能到达很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏，短路点的电弧可能烧毁电气设备，短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断。如是发生在电厂附近的短路，还可能导致全电力系统运行解列，引起严重的后果。此外，接地短路故障所造成的零序电流会在邻近的通信线路内产生感应电动势，干扰通信，也会危及人身和设备的安全。4.1.4计算短路电流的目的短路产生的后果很严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在供电系统的设计和运行中，必须进展短路电流计算，以解决以下技术问题：选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不经济时候，可以采取限制短路电流的措施。确定合理的主接线方案和主要运行方式等。4.1.5计算短路电流计算方法采用标幺值法计算。进展计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：标幺值=所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。选取短路计算点并绘制等效计算图：一般选取各线路始、末端为短路计算点，线路时段的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性，并作为上一级继电保护的整定参数之一，线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。在接下来的计算中可选35KV母线、6KV母线和各6KV母线末端为短路计算点。由于35/6kV变电所正常运行方式分为全分列方式，故任意点的短路电流由系统电源通过本回路提供，且个短路点的最大、最小短路电流仅与系统的运行方式有关，所以可以画出等效短路计算图。如以以下列图示： S=∞ X*s X*135kV k1X*T16kVk12X*2X*3X*4X*5X*6X*7X*8X*9X*10 k11(等于k12)CK2 k3k4k5k6k7 k8k9k10电容器组下压提机抽煤瓦全后井风升修风矸斯矿勤电机机厂机楼检低公缆锅测压寓炉房房图4-1等效短路电流计算图选择各计算基准值：选基准容量取Sd=100MV·AUd1=37kVUd2=6.3kVUd3=0.4kV那么可以求出各级的基准电流为Id1==100/〔x37kV〕=1.5605kAId2==100/〔x6.3kV〕=9.1646kAId3==100/〔x0.4kV〕=144.3367kA计算各元件的标幺电抗：电源点抗：X*s.max=0.22X*s.min=0.12变压器电抗：主变压器电抗X*T1=Uk%Sd/SN.T1=0.08x100/8=1地面低压变压器电抗X*T2=Uk%Sd/SN.T2=0.045x100/1.6=2.8线路电抗35KV架空线路电抗X*L=LXoSd/U2d1=3.8x0.4x100/372=3.8x0.02922=0.111下井电缆线路电抗X*2=0.5x0.08x100/6.32=0.5x0.20156=0.1压风机馈电线路电抗X*3=0.2x0.4x100/6.32=0.2x1.0078=0.2提升机馈电线路电抗X*4=0.2x0.20156=0.04机修厂馈电线里电抗X*5=0.4x0.20156=0.08抽风机馈电线路电抗X*6=0.5x1.0078=0.504煤矸楼、锅炉房馈电线路电抗X*7=0.5x1.0078=0.504瓦斯检测房馈电线路电抗X*8=0.4x0.20156=0.08全矿低压馈电线路电抗X*9=0.1x0.20156=0.02后勤公寓的有馈电线路电抗X*10=1.8x1.0078=1.814计算各短路点的短路参数(1)k1点短路电流的计算最大运行方式下的三相短路电流X*1.m=X*s.min+X*L=0.12+0.111=0.231I*1.m=1/X*1.m=1/0.231=4.329I(3)1.m=I*1.mxIdl=4.329x1.5605=6.75(kA)ish.35=2.55xI(3)1.m=2.55x6.75=17.21(kA)Ish.35=1.52xI(3)1.m=1.52x6.75=10.26(kA)S35=I(3)1.mxSd=4.329x100=432.9(MVA)最小运行方式的两相短路电流X*1.n=X*s.max+X*L=0.22+0.111=0.331I*1.n=1/X*1.n=1/0.331=3.02I(3)1.n=I*1.nId1=3.02x1.5605=1.70(kA)I(2)1.n=0.866xI(3)1.n=0.866x1.70=1.47(kA)k12点短路电流计算最大运行方式下的三相短路电流X*12.m=X*1.m+X*T1=0.231+1=1.231I*12.m=1/X*12.m=1/1.231=0.8123I(3)12.m=I*12.mxId2=0.8123x9.1646=7.45(kA)ish.12=2.55xI(3)12.m=2.55x7.45=19(kA)Ish.12=1.52xI(3)12.m=1.52x7.45=11.32(kA)S12=I*12.mSd=0.8123x100=81.23(MVA)最小运行方式下的短路电流X*12.n=X*1.n+X*T1=0.331+1=1.331I*12.n=1/X*12.n=1/1.331=0.75I(3)12.n=I*12.nxId2=0.75x9.1646=6.87(kA)I(2)12.n=0.866xI(3)12.n=0.866x6.87=5.95(kA)全矿低压K9点短路电流计算，折算到6kv侧最大运行方式下的三相短路电流X*9.m=X*12.m+X*9+X*T2=1.231+0.02+2.8=4.051I*9.m=1/X*9.n=1/4.051=0.2476kV侧的短路电流参数I〔3〕9.m=I*9.mxId2=0.247x9.1646=2.26(kA)ish.9=2.55xI〔3〕9.m=2.55x2.26=5.76(kA)Ish.9=1.52xI〔3〕9.m=1.52x2.26=3.44(kA)S9=I*9.MxSd=0.247x100=24.7(MVA)最小运行方式下的两相短路电流X*9.n=X*12.n+X*9+X*T2=1.331+0.02+2.8=4.151I*9.n=1/X*9.n=1/4.151=0.246kV侧的最小两相短路电流为I〔3〕9.n=I*9.nxId2=0.24x9.1646=2.2(kA)I〔2〕9.n=0.866xI〔3〕9.n=0.866x2.2=1.9(kA)井下母线K2短路容量计算井下6kV母线距井上35kV变电所的最小距离是：井离35kV变电所的距离+井深+距离井下中央变电所的距离：L2=0.2+0.4+0.1=0.7〔km〕计算其电抗标幺值：X*L2=L2XOSd/U2d2=0.7x0.08x100/6.32=0.141最大运行方式下井下母线短路的标幺电抗为:X*k2=X*s.min+X*L+X*T1+X*L2=0.12+0.111+1+0.141=1.372井下母线最大短路容量Sk2=1xSd/X*k2=72.89( MVA)小于井下6kV母线上允许短路容量100MVA，不需要在地面安装限流电抗器。其他的短路点的计算与上面各点同理。绘制短路点的短路电流计算统计表参见附表2。第五章变电所电气设备的选择5.1架空线路和35kV母线的选择对于35kV架空线路，应选铝导线，线杆档距在100m以上，导线受力较大，可以选择LGJ型钢芯铝绞线，线间距2m。本设计的原始资料有架空线路的型号，分别为李位南线3.8kmLGJ-120型号线，冯位线1.9kmLGJ-185型号线，故这里就不做设计和校验。上下压配电电路最普遍的两种户外构造是架空线和电缆。架空线的主要优点是：设备简单，造价低；有故障易于检修和维护；利用空气绝缘，建造比较容易。电力电缆的建设费用高于架空线路，具有美观、占地少，传输性能稳定、可靠性高等特点。对于高压开关柜，从柜下进线时一般需通过电缆引入，因此，采用架空线长距离传输，再由电缆线引入的接线方式。对给变压器供电的高压进线以及变电所用电电源线路，因短路容量较大而负荷电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，然后再校验发热条件。35kV母线，在室外一般选用钢芯铝绞线，母线截面俺按经济电流密度选，按常时负荷电流校验。此设计的供电系统是采用的分列运行，当一台变压器故障时候另一台变压器应承担全部负荷。位村矿的总负荷电流为：I总=1.05x8000/1.732x37=131A查表得知经济电流密度J=1.15因此截面S=I总/J=114(mm2)所以选取LGJ-120型钢芯铝绞线，载流量410A，45°C时候的载流量是I45°C=305A>131A校验合格。5.2电缆进线的选择5.2.16kV电缆线路选择高压电缆的型号，应该根据敷设地点和敷设方式选，在地面一般选用铝芯油浸纸绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，型号是ZLQ22，数量不多时采用直埋敷设。提升机：按经济电流密度选择提升机6kV电源线截面一路供电电流IC1=SC1/1.732x6=235.4/1.732x6=22.65A按Tmax=3000-5000h,可查表知，铝芯电缆的经济电流密度Jec=1.73A/min。那么电缆的经济截面为Sec=IC1/Jec=22.65/1.73=13.1mm2因此选择ZLQ20-3x35型铝芯电缆，导线最高允许温度是65°C，环境温度是25°C，载流量100A，空气中敷设。按长时允许电流校验I45°C=70.5A>22.65A校验合格。按最小热稳定截面校验Smin=30.5<35mm2校验合格。其他的6kV个出线回路的电缆选择方法同上，经过计算选择的电缆有：下井电缆选用ZLQ20-6-3x70型电缆；抽风机与压风机都选择ZLQ20-6-3x35型电缆；机修厂选用ZLQ20-6-3x50型电缆；煤矸楼、锅炉房选用一条ZLQ20-6-3x50型电缆；瓦斯检测房选用ZLQ20-6-3x35型电缆；全矿低压选用ZLQ20-6-3x95型电缆；5.2.26kV架空线路选择后勤公寓是架空线路。按经济电流密度选择线路的截面：I=318/1.732x6=30.5AJ=1.15截面S=I/J=26.1mm2选择LGJ-35型导线。R0=0.86/kmX0=0.91/km△U=4%<5%校验合格。5.3母线支柱绝缘子和穿墙套管的选择支柱绝缘子对母线起着支持、固定与绝缘等作用。母线穿过建筑物或者其他物体时候，必须用套管绝缘子。35kV室外母线绝缘子选用悬式绝缘子组成绝缘子串，作为母线支柱绝缘瓷瓶，绝缘子每组四个。室内35或6kV选用母线支持瓷瓶，按照电压选择，按短路电流校验器破坏力是否满足要求。室外35kV支柱绝缘子选择选用X-4.5/35型35kV悬式绝缘子100个。动稳定性校验应满足：0.6Ph≥P〔Ph是绝缘子的破坏力750kg；P是在短路时候作用在绝缘子上的力〕。0.6Ph=0.6x750=450kgP=KF=1.24x1.76xL/lxi2x0.01=67kg<450kg所以合格。其中：L--支柱绝缘子间距取0.15kg；L--母线间距取0.025kg；i--短路冲击电流kA；F--计算跨距中的力。室内6kV支柱绝缘子选择为ZA-6Y型母线支柱绝缘子,校验方法同上，并校验合格。〔3〕穿墙套管按电压及长时允许电流选择，对动稳态进展检验。由于变压器二次电流最大为422A，电压是6kV，所以选择户外式铝线导线的穿墙绝缘子，型号是CLWB-10/1500。额定电压是10kV，额定电流是1500A。套管0.6m，最大破坏力7400N，5s热稳定电流是20kA。经过校验之后长时允许电流和动稳态都符合要求。5.4变电所一次设备的选择设备选择结果表请参看附表35.4.1高压断路器的选择高压断路器〔QF〕除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。〔1〕高压断路器的主要参数：额定电压：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40℃时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的构造和介质有关；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。〔2〕选择时，除按一般原那么选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择：选择户外或户内，假设工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即:；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即：；校验高压断路器的热稳定性：I2tstts≥I2∞ti；校验高压断路器的动稳定性：；校验高压断路器的断流容量〔或开断电流〕：熔断断流容量按校验；校验表参看附表435kV出线和母线的断路器选择与进线断路器一样。5.4.2高压隔离开关的选择〔1〕高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进展电气隔离的设备。〔2〕形式构造：高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式〔3〕选择条件：海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；环境温度不高于+400C，户内产品环境温度不低于-100C，户外产品环境温度不低于-300C；户内产品空气相对湿度在+250C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%〔有些产品要求空气相对湿度不大于85%〕；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和10毫米；户内产品周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气的显著污秽的污染，无经常性的剧烈震动。户外产品的使用环境为普通型，用于Ⅰ级污秽区，防污型用于Ⅱ级〔中污型〕、Ⅲ级〔重污型〕污秽区。根据设计条件，选择户内型高压隔离开关，根据上述条件和要求并查表有：35KV的高压隔离开关选择GW5-35G/600型隔离开关。校验表请参看附表5。35kV出线与母线桥隔离开关与进线大致一样，所以仍然选用GW5-35G/600型。5.4.3电流互感器的选择电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的构造特点是：一次绕组匝数少〔有的只有一匝，利用一次导体穿过其铁心〕，导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。电流互感器的选择条件：〔1〕额定电压大于或等于电网电压：〔2〕额定电流大于或等于长时最大工作电流:〔3〕二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量:〔4〕校验。根据电流互感器安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘构造和安装方式。35kV：此设计选用为断路器配套的LZBBJ4-35型电流互感器，其额定电压是35kV，额定电流是300A，变比300/5，准确级次组合0.5/0.5/10P10/10P10,额定输出25/25/50/50kA,4s热电流〔有效值〕17.1kA，动稳定电流42.8kA。经过校验符合要求。5.4.4电压互感器和高压熔断器的选择电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为100V。目前我国的电压互感器按其绝缘方式的不同可以分为干式、浇注绝缘和油浸式三种。此设计适合用油浸式绝缘型电压互感器。35kV电压互感器均为单相，有双圈和三圈之分，当不对35kV进展绝缘检测时，可以选择两台双圈电压互感器，接V型，否那么选用三台三圈电压互感器互感器，接成Y/Y/△型。位村矿无需进展绝缘检测，只需测量电压，应选择JDJ-35型户外式电压互感器，采用V型接法供仪表用。两台电压互感器分别接在35kV两段母线上，电压互感器额定电压35kV，二次电压0.1kV，额定容量1000VA。熔断器的选择主要指标是熔件和熔管的额定电流。同时，所选熔件应该在长时最大工作电流及设备启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。此设计电压互感器选用RW10-35/0.5型限流熔断器。参数：额定电压35kV，额定电流500A，开断容量2000MVA，切断最大短路电流28kA，过电压倍数小于25，熔管额定值大于实际值，所以选择的熔断器满足要求。5.4.5高压开关柜的选择开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电设备。金属封闭开关设备分为三种类型：铠装式，即各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型；间隔式，即各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型；箱式，即具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式，如XGN型。从中压断路器的置放方式来看，分为：落地式，即断路器手车本身落地推入柜内；中置式，即手车装于开关柜中部。根据一次主接线形式和所选设备来看，6kV高压开关柜选用KYN28A—12型高压中置式开关柜。进线柜中配真空断路器额定电流为630A、额定开断电流为40kA。计量柜中配隔离开关，并与进线柜中的真空断路器连锁，计量用电流、电压互感器，电压互感器用熔断器保护。压变、避雷器柜中配电压互感器测量过电压，并用熔断器保护，还有避雷器。出线柜配真空断路器和保护用电流互感器，配接地开关。各柜均以带电显示器显示计量读数。5.4.635kV避雷器的选择避雷器是防护雷电入侵对电气设备产生危害的保护装置。在架空线上发生雷击后，避雷器首先被击穿并对地放电，从而使其他电气设备受到保护。当过电压消失后，避雷器又能自动恢复到起初状态。本矿选用HY5WZ-51/134型氧化锌避雷器，主要参数是：额定电压51kV，系统电压35kV，最大残压峰值134kV，电流幅值150A。5.5低压出线的选择低压出线包括连接变压器和低压母线的低压母线桥和低压母线，选择时必须使其载流量大于计算电流。按发热条件选择电缆截面，低压母线侧无功补偿后的计算负荷有功Pca=Ksi(ΣP+Σ△PT)=0.95x(4433.5+25.2)=4235.5(kW)无功Qca=Ksi(ΣQ+Σ△QT)=0.95x(2824.6+121.3)=2798.6(kvar)视在Sca==5076.5(kWA)电流Ica=Sca/1.732x6=488.5(A)5.5.1低压母线桥的选择根据计算电流，选择截面为630mm2的0.6/1kV级聚氯乙烯绝缘铜芯VV型电力电缆，在直埋敷设时的载流量为1113A，均大于488.5A。5.5.2低压母线的选择根据计算电流，选择TMY-80*6的单片低压铜母线，在25℃、30℃、35℃、40℃的载流量为1480A、1390A、1300A、1200A，均大于488.5A。各线路型号选择表请参看附表6。第6章变电所防雷与接地方案的设计6.1变电所的过电压保护6.1.1线路防雷变电所的过电压保护除在母线上装设避雷器外，在6kV架空线路出线处还应装置避雷器，对35kV进出线，进入变电所前的1-2km之内应架设架空地线，并且在进入变电所时的进线上装避雷器。变电所的直击雷防护采用避雷针，根据避雷针的距离和保护电气高度来进展避雷针的高度设计。选用定型产品，避雷针高度确定后根据高度给出保护范围。6.1.2变电所直击雷防护在位村矿35kV变电所四周布置4根避雷针，每支避雷针的距离10米以上，其中进线端两避雷针25米，近配电室端两避雷针18米。其接地线在地下与接地网距离5米以上，设独立的接地极。6.2避雷针的接地防直击雷最常用的措施是装设避雷针,它是由金属制成,比被保护设备高,具有良好接地的装置,其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中,从而保护了附近比它矮的设备、建筑免受雷击。避雷针包括三局部:接闪器(避雷针的针头),引下线和接地体,接闪器可用直径为10～12mm的圆钢;引下线可用直径为6mm的圆钢;接地体一般可用三根2.5m长的40mm×40mm×4mm的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。所谓避雷针的保护范围是植被保护物再次空间范围内不致遭受雷击而言.它是在实验中用冲击电压下小模型的放电结果求出的,由于它与近似直流电压的雷云对空间极长间隙下的放电有很大差异,所以这一保护范围并未得到科学界的公认,但我们可以把它看成一种用以决定避雷针的高度与数目的工程方法。6.3防雷的接地设计接地是指电气设备的带电局部或不带电局部与大地连接。接地可分为故障接地、工作接地、保护接地和重复接地。(1)接地的一般要求在供电系统的某些部位，由于工作的需要或安全的需要而和大地进展直接连接，这就是接地。为了保证到达接地的目的，接地装置必须正确设置〔包括正确的布置、正确的连接、采用适当的散流电阻等〕，并且连接可靠，否那么，不仅达不到接地的目的，还可能反而带来不利的影响。变电所的接地装置除采用自然接地体外，还应设置人工接地网，通常用钢管或角钢作垂直接地体埋入地中，用扁钢作水平接地体来连接各条垂直接地体形成一个接地网，两垂直接地体之间应大于2.5m，以免影响散流电阻。扁钢应侧放而不应平放，以提高散流效果。接地装置的形式有外引式和回路式两种。(2)接地的种类按实施接地的目的不同可分为工作接地、保护接地和防雷接地。工作接地是指为了电力系统的正常运行，人为的将供电系统的某些点〔例如发电机和变压器的中性点〕和大地进展金属性的连接。保护接地是指由于电气设备绝缘损坏时可能危及人身安全而将电气设备不带电的金属外壳与大地相连。防雷接地那么是为了引泄雷电流而将防雷设备〔如避雷针、避雷器等〕与大地相连。第7章