【变电站的防雷保护设计计算案例】2400字

变电站的防雷保护设计计算案例综述目录TOC\o"1-3"\h\u29792变电站的防雷保护设计计算案例综述 1254201.1避雷针原理与选择 1208611.2避雷器的选择 431315（1）额定电压 413572（2）灭弧电压 419011（3）工频放电电压 419391（4）冲击放电电压 44114（5）残压 4883（6）冲击系数 422575（7）切断比 415760（8）保护比 4210241.3接地系统设计 5143501.3.1接地电阻的计算 516251.3.2跨步电势 6雷电过电压是是由于云层放电，导致的电力系统过电压，雷电过电压也被称为是大气过电压，雷电过电压对主要是以两种形式存在，直击雷指的是雷电直接击中了线路或者是其它电气设备，另一种就是雷击中了输电线路附近的大地，由于电磁感应的存在，会在电力线路中感应出过电压，所以变电站的防雷保护也是从两方面进行，一种是安装避雷针防止直击雷，另一种就是安装避雷器，防止感应雷。1.1避雷针原理与选择避雷针指得是明显高于被保护物体的金属长棒状良导体，多使用导电性能良好的金属材料制成，为了防止被外力所破坏，避雷针都具有机械强度，避雷针的原理是，吸引雷电击中避雷针，而不是击中其它物体。因为避雷针和大地之间有良好的导体相连接，所以雷电有很好的放电通道；这样就能将将雷电的能量导入到大地中，而不至于使其它物体受到损害[22]。避雷针通常有以下几种类型：（1）单根避雷针保护（2）双根避雷针保护（3）三根避雷针保护通过计算可知本变电站使用单根避雷针的话在水平面上的保护范围时R=45m的圆，是可以满足水平面上的物体的防雷保护的，但是由于本变电站的房屋举架高度为5m，并且处于整体场地较为偏僻的位置，而避雷针在5m的高度保护范围时R=35m的圆，这并不能将变电站的房屋全部保护起来，所以本文选用双根避雷针进行保护。本文采用双根等高避雷针的保护范围。1.1.1避雷针保护范围的计算双根等高避雷针的保护范围示意图如下图5-1所示：图5-1避雷针保护范围图两根等高避雷针保护范围计算公式如下： （5-1） （5-2）式中：，上保护范围边界最低的长度，m；D，针与针之间的距离，m；，被保护物的高度，m。根据平面布置计划，由于避雷针假设在场地的对角线，所以需要计算避雷针在水平面上的保护范围，然后避雷针还需要保护变电站的房屋，本变电站计划站房建设高度为5m，所以，并且经过查阅相关资料，本变电站初步计划使用双根30m高度的避雷针，下面进行保护范围计算。避雷针在水平面上的保护范围：由于避雷针是对角线布置，所以当避雷针在变电站厂房高度时：通过计算，本变电站使用在对角线分别布置一根等高的30m长避雷针，总共使用两根避雷针，足以保护本变电站。在水平面上的保护范围如表5-1所示：表5-10m保护范围表两根避雷针之间的距离（m）两针保护范围上部边缘最低点高度（m）两针间水平面保护范围一侧最小宽度（m）避雷针在水平面上的保护半径（m）72.519.6429.4645在5m的高度之上保护范围表如5-2所示：表5-25m保护范围表两根避雷针之间的距离（m）两针保护范围上部边缘最低点高度（m）两针间hx水平面保护范围一侧最小宽度（m）避雷针在hx水平面上的保护半径（m）72.519.6421.96351.2避雷器的选择避雷器是专门用于防护感应雷的电气设备，当雷雨天气，线路有可能会传来雷电过电压，这时候避雷器就派上用场了，避雷器的原理是一种限制过电压的装置，在使用的时候，避雷器和所需要保护的电器设备并联使用，当传来过电压之时，由于避雷器的存在，避雷器先进行放电，这样便削弱了过电压，从而达到了保护设备的功能。避雷器使用时，通常被保护设备的伏秒特性曲线需要高于避雷器的伏秒特性曲线，其次避雷器应该具有切断工频续流的作用，还有快速恢复原有绝缘强度的功能。避雷器选择时需要考虑的项目如下：额定电压避雷器两端所承受的电力系统工频额定电压。灭弧电压避雷器在能确保熄灭放电时的电弧的情况下，允许加在避雷器两端最大的工频电压。工频放电电压指的是在工频电压的情况下，使避雷器发生放电现象的电压值。冲击放电电压指的是在冲击电压的情况下，使避雷器发生放电现象的电压值。残压在冲击电流通过的状态下，避雷器装置中阀片电阻残余的电压值。冲击系数避雷器冲击放电电压和工频放电电压的比值。切断比避雷器工频放电电压的最小值与灭弧电压的比值。保护比残压和灭弧电压的比值，保护比越小，表明残压越低。综合考虑，本变电站60kV侧避雷器选择YH5WZ5-90/235型避雷器；10kV侧选择为YH5WZ5-17/4.5型避雷器。1.3接地系统设计接地就是大地和电力系统之中的电气设备之间形成了类似于导体的良好导电通道，其中埋藏在土地之中的金属导体称为接地体或者是接地极。接地线是连接电气设备和导体之间的桥梁；接地装置不单单指接地线也不是接地体，而是它们的合称[23]。工作接地、过电压保护接地、保护接地这都属于接地，变电站运行过程中，变压器的中性点需要接地并且各种电气设备的外壳为了安全，也都需要接地，变电站是否能够可靠安全的运行接地系统的设计起到了很大的作用。本变电站为了克服单根接地体的缺点，所以特意设置了环路式接地装置，并且在人经常行走的区域，设置了进一步降低跨步电压的均压带。在变电站的室内，在地下安装接地铜排，将铜排之间相互连接，形成室内的接地网，并且室内的接地网和室外环路接地装置使用专用导线连接起来，形成可靠安全细密的接地系统，其中两根避雷针的接地网需要单独布置。1.3.1接地电阻的计算变电站接地电阻的计算公式：式中：接地电阻指的是任意的闭合的主接地网，；方形等值接地网的接地电阻，；为接地网总面积，；为水平接地极的直径，；，水平面和水平接地极之间两条水平线的最短距离，；，接地网最长的一圈也就是最外的总长度，；，为水平接地体的长度，。本变电站设计接地极的面积为，，，，，土壤电阻率为，所以本变电站接地电阻为：通过计算，本变电站接地电阻为3.26，小于设计规程的4。1.3.2跨步电势跨步电势指的是，人体在地面上行走或者是移动；同时，附近有电力系统的故障发生，两只脚的前后产生了距离，于是就产生了跨步电势。通常情况下，人们都将跨