【《煤矿地面35kV变电所设计》21000字（论文）】

第九章变电所的防雷与接地9.1变电所防雷超过电路或电气设备上正常工作电压要求的电压称为过电压。可以分为内部过电压和雷电过电压。根据操作经验：在系统正常运行期间，内部过电压通常不超过相对接地（即单相）额定电压的3-4倍。因此，对电力系统和电气设备绝缘的威胁并不大。雷电过电压也称为大气过电压或外部过电压。这是由电力系统中的设备，线路或建筑物遭受雷击或大气感应雷引起的过电压。雷电过电压产生的雷电冲击波的电压幅度高达1亿伏，电流幅度高达数十万安培。因此，它对电源系统极为有害，必须加以保护。雷电过电压有两种基本形式：直接雷电和间接雷电。另一种方法是沿架空线或金属管道侵入变电站或其他建筑物。这种雷电过电压称为雷电波侵入。这三种雷电过电压中对供电系统危害最大的就是雷电波侵入。9.1.1常用的防雷保护装置1.避雷线：通常为的镀锌钢绞线，并竖在架空线上方，以保护架空线或其他物体免受直接雷击。由于避雷线既是架空又接地，因此也称为架空接地线。2.避雷针：它的功能本质上是避雷针，因此避雷针的本质是避雷针，该避雷针将雷电流引入地面，以保护线路，设备和建筑物。避雷针的保护范围由其可以防止直接雷击的空间表示。当前的国家标准GB50057-1994“建筑物防雷设计规范”规定，使用IEC推荐的“滚球法”进行确定。3.防雷器：这是一种保护装置，可防止雷电的侵入对电气设备造成伤害。避雷器的放电电压应低于被保护设备的正常耐压。由于其良好的接地性，当雷电波侵入时，避雷器首先被击穿并释放到地面，从而保护了其他电气设备。当过电压消失时，避雷器会自动恢复到初始状态。避雷器有三种类型：火花隙，管式避雷器和气门式避雷器。9.1.2变电所的防雷措施（1）防雷针安装：室外配电设备应配备避雷针，以防直接雷击。如果变电站所在位置附近较高建筑物上的防雷设施在保护范围内，或者变电站本身是车间型的，则无需考虑对直接雷击的保护。独立避雷针应配备独立的接地装置。独立避雷针与引下线之间的水平距离以及变电站在空中的水平距离应不少于5m。当独立避雷针的接地装置与变电站的主接地网分开时，接地之间的水平距离应不小于3m。这些规定是为了防止雷电过电压损坏变电站的电气设备。（2）防雷线铺设：进线塔上铺设2km的防雷线，使感应过电压在2km处产生。侵入性冲击波沿该距离沿直线传播后，波幅和波陡将减小。可以将雷电流限制为5kA，以防止由雷电流引起的雷电侵入波损害变电站的电气设备。（3）避雷器放置：用于防止雷电侵入波对变电站的电气设备，特别是对主变压器的损坏。为了减小变压器承受的过电压幅度，避雷器应安装在尽可能靠近主变压器的位置。如果进线是带有一部分进线的架空线，则应将安装在架空线末端的避雷器连接至电缆头的金属护套，并将其掩埋在一起。应在每组高压母线上安装避雷器。当3-10kV配电变压器的低压中性点未接地时，应在中性点处安装抗击穿保险丝。变压器两侧的避雷器应与变压器的中性点和金属外壳一起接地。9.2变电所接地接地装置直接关联安全。如果接地装置设计失误，会导致许多事故。不仅会燃烧设备，而且会沿着电缆来调度控制室，从而事故扩大。因此，接地设备对电源系统的安全稳定运行有着重要的意义。埋在地下与大地接触的金属导体称为接地体。将电气设备的接地部分连接到接地体的金属导体称为接地线。接地体和接地线的组合称为接地装置。由接地线连接的多个接地体形成的整体称为接地网。9.2.1接地的要求（1）都要有接地装置，电气设备外壳应接地是为了确保工人的人身安全。（2）应提供通用的接地装置，以使各种电气设备接地。（3）当接地困难时，允许使用绝缘支架来维护电气设备，但也应防止电气设备的未接地部分与未连接的建筑物接触。（4）在设计接地装置时，应确保一年中所有四个季节的接地电阻均符合要求。9.2.2接地的种类对于接地可分为三种（1）为了确保正常工作，一种接地称为工作接地，例如电源中性点的接地，防雷装置的接地。当单相故障在配电网络中接地时，正常接地还具有抑制电压上升的作用。如果没有有效的接地，则当发生单相接地故障时，中性点接地电压可能会上升到接近相电压，而其他两个相接地电压可能会上升到接近线电压。（2）如果设备发生故障，设备裸露的导电部分的接地可能会导致危险的接地电压，这称为保护性接地。接地保护通常用于配电系统中性点未直接接地的电源系统。（三相三线制），以确保电气设备因绝缘损坏而泄漏时产生的接地电压不超过安全范围。（3）接地装置将零线上的一个或多个位置再次接地，这称为重复接地。中性线重复接地可缩短故障持续时间，减少中性线的压降损失，并降低相线和中性线反向连接的风险。中性线保护装置断开后，当电气设备的绝缘层损坏或相线接触外壳时，中性线的重复接地还可以降低故障电气设备接地的电压，并降低发生故障的风险。电击事故。因此，中性线的反复接地在电源网络中起着非常重要的作用，但是人们常常忽略了这一作用。9.2.3回路式接地装置通常使用扁钢将多个接地体连接成一个整体，形成接地网。接地栅格的布局具有外部引线类型和回路类型。外部引线类型将接地体引至户外，然后将其埋入地下。这种方法易于安装且经济。但是，接地体附近的接地电位分布不均，电压跨度较大，变电站内的接触电压较大。另外，接地Internet连接的可靠性也很差。因此，在变电站中经常使用环路接地来将接地体驱动在设备周围或建筑物内接地，从而使接地电势均匀分布，减小电压跨度并同时提高接地电势，并且接触电压降低。好的，连接可靠。在这种设计中，变电站的保护性接地采用了回路接地装置。

结论本设计主要完成以下几个方面的设计工作：1.通过用电需求，用需求系数法进行负荷计算。基于此，选择主变压器并执行无功功率补偿。无功补偿后的最终功率因数为0.96，主变压器的选型为S11-10000/35。2.依据设计原则：35kV侧采用全桥式接线，10kV侧的母线采用单根接线的主要接线方式。公交部分。3.短路电流，用于电气设备的选择和验证，而且为继电保护整定提供了数据。4.选择电气设备型号，并根据短路条件对它们的动态稳定性和热稳定性进行验证。最后，在35kV侧选择KYN61-40.5金属铠装可移动高压开关设备，在10kV侧选择KYN28A-12金属铠装可移动高压开关设备。5.防雷和接地保护是变电站保护中的重要保护。本设计采用了在35kV电源进线路上装设1.5km的避雷线，在35kV母线上安装避雷器进行雷电保护，并在变电站中安装回路型接地装置进行接地保护。

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