【《110kV变电站电气部分设计》12000字】

第1章绪论1.1课题研究的背景及意义十四五时期，我国将进入新的历史发展时期，制造业将迎来巨大的转型，转向更高质量的发展模式。随着高质量的发展的要求，部分工厂对电能的质量也有了更高的要求，尤其是一些高端制造业、芯片、集成电路等企业对电网的要求非常高，要求电压不允许波动超过很小的百分比，由此可以看出电网的建设与工业的发展乃至国家的战略布局有着密切的关系。但是对于一些人口较多的区域，甚至出现了当前变电站不能适应该地区未来电力的发展方向的状况，所以合理的建造变电站，才能更好的与城市的发展融为一体。变压器变压之后，最后实现电能的合理化分配，显示出了变电站在电力网中的举足轻重的位置。110kV在我国算是较为常见的处于高压和低压之间的区域变电站，因此该电压等级的变电站是高压和低压变电站的联系枢纽，起着重要的联系作用。所以选取最合适的方案建设110kV变电站，是工程师不得不重视的问题。1.2变电站的历史、现状、发展趋势由相关数据可知第一座电站是在英国北部的村落，由附近的湖泊发电。爱迪生的通用电气公司建立了世界上第一座公共发电站，该公司现在也在电气领域有着独一无二的地位，第一座公共电站通过高架电缆为附近的公共设备供电。在现代的变电站中，广泛应用了自动化技术，它也成为了变电站改革的重要思想。客观来看，自动化技术被应用于多个环节之中，发挥了非常好的作用，也取得了非常好的效果，省下了巨大的人力资源。由于电力电子技术与自动化技术在变电站上面的应用，将来的变电站必然会呈现出以下趋势：（1）更加系统地分析用电市场；（2）变电站智能化保护更加完美；（3）变电站的自动化水平更加综合；（4）变电站的自动化系统规模会越来越大；1.3变电站的原始资料1.3.1变电站的规模本次所设计的变电所是一个110kV变电所的一次部分的简要设计，根据本地区远景发展规划，按照变电站设计的规则，其性质定位为地区变电站。该地区以企业为主，根据规划的要求，该地区应定位为II类地区，对供电质量要求较高。此变电站的建设应当尽可能满足该地区经济发展的要求，并且保证本地区供电的质量。1.3.2变电站的基本数据110kV侧负荷参数如下表1-1所示：表1-1110kV侧负荷参数用电企业最大功率值（MW）功率因数回路数出线方式航空公司200.92回架空线煤炭集团20.50.92回架空线如上所述：110kV侧同时系数取0.9，出线采用四回，备用两回。35kV电压等级侧负荷参数如下表1-2所示：表1-235kV侧负荷参数用电企业最大功率值（MW）功率因数回路数出线方式军工厂100.92回架空线汽车制造厂50.92回架空线造船企业40.92回架空线商业广场60.91回架空线芯片加工企业1.50.91回架空线如上所述：35kV侧同时系数取0.9，出线采用八回，备用两回。10kV侧负荷：装有一台TT-30-6调相机和一个大电抗器，用来补偿无功功率，提高功率因数。站用负荷：占站用负荷的绝大多数的是照明、动力所产生的负荷，因此在这里只考虑这两者，负荷最大值为88.3kVA，功率因数与同时系数都取0.85。1.3.3站址情况该站电压等级为110/35/10kV，由两个系统共同送电，系统S1的输电线长度为L1=30kM，容抗大致为0.38，容量约为600MVA；系统S2的输电线长度为L2=20kM，容抗大致为0.45，容量约为800MVA；公共端到变电站的距离为L3，约为25kM的距离。线路采用型号为LGJQ-150的钢芯铝轻绞线[1]，如图1-1所示：图1-1系统结构概况图1.4本章小结本章主要介绍了一下变电站的研究背景及意义，变电站的发展历史，并对某一区域变电站的原始材料的负荷进行了统计，以保证接下来确定该变电站所需采用的变压器的型号、主接线形式等方式的选择。负荷的统计对建造变电站有着重要的意义，因为没有负荷的统计，工程师建造变电站根本无从下手。最后介绍了该变电站的来电方式，由两个系统共同向该变电站送电。

第2章负荷计算和变压器的选择2.1负荷计算2.1.1负荷计算的目的负荷计算最重要的目的之一就是为了最合理地选择变压器，从而使得变电站安全可靠的运行。计算负荷务必要有一定的裕度，原因是在不同的生产阶段，不同的熟练程度及时期等条件下，负荷都不是固定的，所以必须要有一定的裕度。虽说有一定的裕度，但并不是说很大的裕度。如过高的计算将增加有色金属的浪费，在如今有色金属有限的情况下，这种做法是非常不妥的，还会增加初投资。2.1.2负荷计算想要顺利地选择主变和站变，首先要对各电压等级侧负荷的总和进行计算[2]。具体有以下负荷：站用侧负荷、10kV以及35kV和110kV侧的负荷这四部分。只有这样先计算负荷，才可以完成接下来的变压器选型步骤。所用公式为：（2-1）Kt:同时系数，一般取0.85—0.9站用侧负荷：根据式（2-1）可知=92.715kVA=0.092MVA35kV电压等级侧负荷：根据式（2-1）可知=27.825MVA110kV电压等级侧负荷：根据式（2-1）可知=(42.525+0.092)MVA=42.617MVA2.2变压器的选择2.2.1主变压器台数的选择对于较为重要的变电站，要装设两台甚至更多的主变压器。这样子做的目的是为了防止当一台主变压器发生故障时可能会发生中断供电的现象，造成后面用户用电中断供电，造成不必要的经济损失和恐慌。对于较大的变电所，它可以安装2-4台主变甚至更多，目的是可以减小单台变压器的容量，这样制造起来也很方便，并且可以起到可靠运行的作用。由于该变电站由两个系统送电，为了保证下级用电的可靠性，此处采用2台主变压器。2.2.2主变压器容量的选择至少要根据电网中最大运行方式下负荷的需要和远景发展规划的需要这两个方面来综合考虑选取主变压器的容量。主变压器的容量选用的过大或者过小都是不合理的，因为主变压器容量造的太大的话，建造起来是很不方便的，而且投资也会增加，运行维护也不方便，设备并不能充分发挥能力，造成了浪费的现象；倘若主变压器容量选得过小的话，将会使主变压器经常性地在过负荷的条件下运作，必然会影响主变压器的寿命，对居民企业用电造成严重的影响，是更加不可以允许。综上所述，变压器的选型一定要合理[3]。对于一般条件下的区域性质变电站，如果一台主变发生意外停运的情况，其他的变压器的容量务必要确保全部负荷的7成到8成左右。综上所述，这里可以选择两台容量略大于最大计算负荷的变压器[4]。由上述计算可以得出，变压器的视在容量只要大于49.3094即可，因而可选取共两台容量为50MVA的主变，即可达的要求。2.2.3主变压器型号的选择在需要设计拥有三个电压等级的变电站当中，首先考虑应该采用的是三绕组的变压器。各电压等级侧的具体连接方式列在下表：表2-1各电压等级侧的具体连接方式电压等级Y/△接地方式110kVY直接接地35kVY经消弧线圈接地10kV△不接地由2.2.1小节的结论可得到选用的主变的参数：；;；；。2.2.4站用变压器的选择对于小变电站，可以选取采用一台站用变压器的办法来站用变电站，但是鉴于本变电站电压等级高，因而在这里充分考虑可靠性之后打算采用两台站用变压器，中性点不接地、暗备用方式运行，从而提高站用电的可靠性。由电气规则可知，站用变压器的选用标准：一是要务必要满足基本的负荷要求；二是必须要留下10%左右的空间富裕量，目的为了防止突然增加的站用临时负荷[5]。由上述计算可以选取的站用变压器的参数如下：两台站变，型号：S9-160/10额定电压：高压10土2*2.5%kV，低压0.4kV阻抗电压%：4%联接组标号：Yyn0空载电流：1.4%空载损耗：0.4kW负载损耗：2.2kW2.3主接线形式的选择2.3.1主接线概念电气主接线是指变电站中的一次设备按照设计要求用电缆连接起来，表示生产、汇聚和分配电能的电路[6]。2.3.2主接线形式与方案的选取为了满足电力系统的可靠性、灵活性等问题以及充分全面的考虑，做出以下接线方式。110kV侧：母线采用LGJ-300/110型钢芯铝绞线，由于此变电站的负荷定义为地区性负荷，在电力系统中占有重要的地位。对于电压较高的变压器系统比如35kV~220kV的变电站系统当中，从可靠性角度来考虑的话大部分都采取双母线的接线方式，也有部分采用单母线分段接线方式。倘若不准停电来检修断路器的时候，需要另外设置旁路母线来连接的接线方式。根据以上分析，110kV拟设计出以下两种接线方式供选择。图3-1单母线分段带旁路母线接线图3-2双母线带旁路母线接线从技术难易程度以及经济性和可靠性上来综合考虑选用：单母线分段带旁路母线接线更方便，也更加经济，但不可靠；双母线带旁路母线接线更可靠，但投资大，接线复杂。考虑到此变电站具有较高的可靠性要求，准备使用双母线带旁路母线的接线方式来保证它的可靠性。35kV侧：母线采用LGJ-185矩形铝绞线，35kV电压等级侧一般来说有两种接线方式，可以使用单母线分段接线或者使用双母线接线的方式。一般工程师考虑为了尽量在检修时不断电，应该增设旁路母线的接线方式。但是为了检修时间尽可能的变得短一些，所以当35kV侧在采用双母线接线时，应该尽量避免搭设旁路母线。但可以装设隔离开关[7]，因此35kV侧拟设计以下两种接线方式供选择：图3-3单母线分段带旁路母线接线图3-4双母线接线从技术难易程度上来说，单母线分段带旁路母线接线简单清晰、易于发展，并且投资小，但是可靠性不如双母线接线，综合考虑到35kV侧负荷较多，所以可以选择的是双母线接线运行。10kV侧：母线采用截面为的铝母线，该侧的功能较少，可以理解为仅仅用调相机来进行无功补偿，因此可使用较为简便经济的单母线分段的接线方式，具体的接线形式见下图：图3-5单母线分段接线2.4本章小结第二章主要讲述了负荷的计算和变压器的选型以及主接线方式的选择。首先进行了负荷的计算，计算的目的是准确的选择变压器的型号，变压器容量选择的过大或者过小对变电站的稳定运行都会产生不良影响。变电所中最重要的设备就是变压器了，因此合理的选用它是变电所建设过程中的地基，有着非常重要的意义。主变压器选择完之后按照步骤选了站用变压器，站用变压器选择时一定要确保10%的富余裕度。最终确定了主变压器采用两台50MVA的SFSZ9-50000/110三相三绕组变压器，站用变压器采用了两台S9-160/10的降压型变压器。最后讲述的是主接线形式的选取，经过对各电压等级测进行一系列的可靠性、简便性、实惠性作为出发点考虑之后，按照最优化的设计，确定了各个电压等级侧的接线类型。第3章短路电流的计算3.1计算目的1）确定最好的主接线方案以及限流措施等[8]；2）为了确保供电在短路状态下的稳定性，并且让保护系统正确地实施保护动作；3）准确地求出各短路点的电流值，有利于合理且正确地设置电网系统的保护方法，才可以把短路造成的损害降低到最低；4）合理地选择母线等电气设备。3.2计算步骤1）选择容量、电压、电流和电抗参数的基准值，计算供电的系统还有输电的线路的电抗的标幺值，并折算到同一容量下，方便下面的计算；2）制定此变电站的等值网络图；3）对各个电压等级都需要选择一次短路点；4）对上面所制定的网络图利用串并联以及星三角的关系进行等效电路的化简，需要把S1、S2这俩系统看成无穷大，下一步再来求出电流相对于短路这一点的所谓的转移电抗，继续利用转移电抗来求得该短路点的短路电流的标幺值与有名值；5）最后一步再使用短路电流的有名值再来求得冲击值与有效值，短路容量等短路参数。为了便于计算，取三相短路的情况下讨论。。3.3计算过程1）系统等值电路图按两台主变压器一起运行的情况下进行短路电流的计算。图3-6系统等值电路图2）计算所需参数基准值：由原始数据可以得到电力系统电抗：基准阻抗：所以有：线路的型号是，查表可得线路阻抗：故得到：由主变压器的性能参数可以计算出：所以，根据三绕组变压器各个绕组上面的等值电抗标幺值计算结果如下：由第二章选取的站用变压器的性能参数可以求得：由上述求得的各个元器件的电抗参数可以将系统的电路图化简成如下图所示：图3-7化简后的系统等值电路图3.3.1110kV侧当k1点出现三相短路故障时，也就是所谓短路故障在110kV侧母线上出现的时候，在这种状态下，系统的等值电路图异常的简单，如下所示：图3-8110kV三相短路电路图3.3.235kV侧当k2点发生故障导致三相短路时，也就是所谓的三相短路的情况出现在了35kV侧母线上，在这种情况下，系统的等值电路图，化简成如下所示：图3-935kV三相短路电路图3.3.310kV侧当k3点发生突然发生三相短路时，也就是所谓的短路状况出现在了10kV侧母线上，这种情况下，按照串并联关系，系统的等值电路图，可以化简成下图这种情况：图3-1010kV三相短路电路图3.3.40.4kV侧当k4点发生故障导致三相短路时，也就是所谓的短路点发生在了0.4kV侧母线上，这种情况下，也很简单，也就是在10kV母线后面还有一个电抗而已，系统的等值电路图，可以化简成下面这种情况：图3-110.4kV三相短路电路图3.4本章小结众所周知，短路对电力网络的危害是非常大的，而且也会影响用户的供电的稳定性，甚至破坏电气设备。本章主要介绍了短路电流的计算，其目的是合理的选择电气设备和导线，在计算三相短路过程中，不允许一点差错，因为稍微出现一点差错对供电系统或者变电站来说，可能就是毁灭性的。在进行计算时，化简系统的电路图非常重要，因为这是计算短路电流前面的一步，所以一定要进行仔细化简，保证化简的准确性才能保证计算的准确性。第4章电气设备选择4.1高压断路器高压断路器，顾名思义，起保护作用[10]。不管电路工作在何种条件下，它都具备完善的切断或者闭合电路中的电流的功能。它还也可以通过继电器等电气装置，切断非正常工作条件下的电流，并且断路器还具有非常强大的断流能力和完善的灭弧结构。110kV侧断路器的选择：：110kV：：；：按照上述基本参数以及计算的数据，可以初步选用户外少油高压断路器来试一下，它的固有合闸时间0.2s，分闸时间0.04s，全开断时间0.07s。5s：；不再另外考虑非周期分量产生的影响，查询周期分量曲线即可以得到：；；；满足 综上，110kV侧拟采用型户外少油断路器。35kV侧断路器的选择：：35kV：：；：根据上述计算出参数可以初步确定35kV侧可以选用型户外少油高压断路器，固有合闸时间0.2s，分闸时间0.04s，全开断时间0.07s。5s：；无需另外考虑非周期分量产生的影响，查询周期分量曲线可以得到：；；；满足综上，35kV侧拟采用型户外少油断路器。10kV侧断路器的选择： 因为10kV侧安装了一个电抗器，因此该侧选用户外真空断路器。：10kV：，装了一个电抗器后，由于大电感的作用，电流不能突变，短路电流被限制在了9.05kA。：：；短路容量：由上述分析，10kV侧拟选用真空断路器，固有分闸时间为0.06s。1s：；无需另外考虑非周期分量产生的影响，查询周期分量曲线可以得到：；；综上，10kV侧可以采用ZMD11-12/2500-40A真空断路器4.2隔离开关隔离开关也是一种主要起保护作用的电气设备，具有闭合和切断小电路电流、隔离电源等功能。但它不具有灭弧能力，这是和断路器最大的区别。它仅仅能在无负荷电流的状态下作用于电路，实现电路的合、分[11]。110kV侧隔离开关的选取：：：根据以上两项基本数据，110kV侧可以初步选用型号为的隔离开关：该隔离开关的动稳定电流为50kA；4s热稳定电流有效值为16kA。：；，满足；：由上述计算可以明确知道，110kV侧完全可以选用GW4-110型户外隔离开关来使用。35kV侧隔离开关的选取：：：根据以上两项基本数据，35kV侧可以初步选用型号为初步选用型号为的隔离开关，它的是动稳定电流64kA，4s热稳定电流有效值是25kA。：；，满足：由上述计算可以明确知道，35kV侧完全可以选用型号为GN16-35/2000的隔离开关来使用。10kV侧隔离开关的选取：由于10kV侧安装了一个电抗器，因此可以选用轻型的户内隔离开关。：：根据以上两项基本数据，10kV侧可以初步选择型号为的隔离开关，它的动稳定电流为40kA，5s热稳定电流有效值为14kA。：；满足：由上述计算可以明确知道，10kV侧完全可以选择GN22Q型的隔离开关来使用。4.3电流互感器在电力系统中，电流可以大到几百安培甚至更高，工人直接测量是非常危险的，因此必须要采用电流互感器来使用，它可以起到将一次侧这一边的大电流转化成二次侧这一边的小电流，然后再和转换系数一乘，就可以得出一次侧的电流大小，电流互感器在电力系统中起到了电流的大小变换和电气隔离的作用。110kV侧可以选用或者等六氟化硫型的电流互感器；35kV侧可以选用等型的电流互感器；10kV侧可以选用等电流互感器[12]。110kV侧：：：110kV侧可以初步选择电流互感器型号为，参数如下：（1）；（2）0.5；（3）；（4）；（5）。：；；满足：；；满足要求。由上述计算可以明确知道，110kV侧完全可以选择LB7-110电流互感器来使用。35kV侧：：：35kV侧可以初步选用电流互感器的型号是，其参数如下：（1）；（2）；（3）。：；；满足：；；满足要求。由上述计算可以明确知道，35kV侧完全可以选择LB6-35电流互感器来使用。10kV侧：：：10kV侧拟初步选用电流互感器的型号为，其参数如下：（1）；（2）；（3）；（4）。：；；满足：；；满足要求。由上述计算可以明确知道，10kV侧完全可以选择LDEB6-10电流互感器来使用。4.4电压互感器电压互感器，顾名思义，和电流互感器是很相似的，它具有变换电压的作用[13]。可以用来测量线路的功率和电压等参数，下面对各电压等级侧所使用的电压互感器的型号做一个简单介绍，不再一一赘述：（1）110kV侧1)该侧可以采用电压互感器来使用。2）110kV出线侧选用，电容式电压互感器。（2）35kV侧选用电压互感器的型号是。（3)10kV侧可以采用JSJW-10电压互感器。4.5本章小结短路电流计算出来之后，需要进行基本的电气设备的选择，本章作为短路电流后面的一章，介绍了一些比较基本且常见的电气设备的选型，像高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等。它们是是根据短路电流进行校验才选出的。首先介绍了各个设备的作用，然后根据此次变电站提供以及计算的数据来选择这些常用设备的型号，目的是保证该变电站的平稳运行。第5章变电站的保护接地与防雷5.1概述任何东西必须要确保安全，包括设备和人身的安全，变电站也不例外，也是要保护电气设备和人身的安全，这是首要的。保护接地和防雷是确保稳定安全供电的重要措施[14]。5.2变电站的保护接地5.2.1电流对人体的危害触电，广义来说就是人体的某一部位不小心接触到了电流，电流通过人体对人体致使人受伤或者致人死亡的现象。我国规定在50Hz频率的条件下下来说，当流过人体的电流大于50mA的情况下，大部分器官包括心脏等主要的生命器官便会立刻停止跳动，严重的情况甚至会发生生命危险；流过人体的工频电流超过0.1A即100mA时，将很快威胁到人的生命安全，致人死亡。我国规定触电时间不超过1s的安全工频电流为30mA[15]。5.2.2接地和接地装置在变电站乃至整个电力系统中，为了保护电气设备的正常运作，从人体安全的角度作为出发点来考虑，将设备的外露导电部分连接到大地上，此过程称为接地。接地装置是由接地线和接地极所组成的[16]。当电气设备外壳不小心带电时，与外壳连接的接地线上会有电流流过，此时接地电流会通过接地极向大地作一个均匀半球状扩散，此电流也被叫做接地电流，此电阻被称为流散电阻。应首先考虑自然接地极，大致有：地下水管道、建筑物和电缆外皮等。近些年来，人工制造的接地极也取得了较好的发展，包括有：人工混凝土钢筋等作为接地极，一般情况下采用管形接地体较好，其优点概括如下：机械强度相对于其他形状的接地体来说，它的强度相比而言较高，不易被外物损坏，而且方便用重锤砸入地底，施工简单粗暴；当我们想要获得同样大小的电阻值的情况下，管形接地体比其他形状的接地体更加省钱；更加容易和接地线连接，工人师傅安装起来也很方便；很容易加入盐类溶液，这样操作可以很方便降低土壤的电阻率；可以很方便地被埋入地下深处，土壤电阻系数变化较小。一般条件下可以选用2.5m长、半径2.5cm的镀锌钢管来作为人工接地极[17]。5.2.3保护接地IT系统：在IT系统中，代表的是电源端中性点不接地，电气设备上的外面露着的导电部分直接用导线接地。这种做法情况下，当设备外壳发生故障而带电时，电流便会通过人体与接地极这俩路径流向大地，最重要的是流过人体的电流与接地极的电阻之间成正比关系。为了限制流过人体电流在安全电流以下，必须使接地极电阻做到尽可能小[18]。TT系统：该种保护方法中电源端的中性点需要直接用电线接地，并且电气设备露着的导电的那一部分也需要直接用导线接地。在这种保护系统中，当电气设备发生绝缘损坏，设备外壳不小心带电的情况下，只要限制接地电阻的大小，就可以起到保护的作用。而且是接地电阻越小越好，但是接地电阻做到很小是有一定难度的，特别是在电阻率较高的地方，根本无法达到较小的电阻。倘若有人不小心触到了与中性点连接的导线，显然是非常危险的。因此在低压电网中，一般不采用TT这种保护接地系统[19]。TN系统：TN系统中，首字母T表示的将电源端的中性点直接和地进行连接起来，在正常工作的条件下，用电设备没带电的金属部分，一般来说可以用中性线N或者可以用保护线PE来与系统中性点相连接方法来保护电气设备。我们按照保护线PE和中性线N的排列组合情况，TN系统可以细分成TN-C、TN-S、TN-C-S这三种系统[20]。TN-C：习惯被电工称作三相四线制保护接地系统，在这种保护系统中，PE与N是一条公用的线，此线习惯上又称为PEN线。使用PEN线与电气设备的外壳连接在一起，当某一相电缆线绝缘发生损坏，与用电设备外壳相连时，会产生很大的接地电流，从而引起断路器等保护电器的动作，起到切断电源的作用。TN-S：习惯上被电工被叫做三相五线制保护接地的系统。该系统具有分开使用的中性线N和保护线PE，即PE线它自己是单独接在设备外壳上面的。此种保护措施通常应用的场所一般来说对安全要求都比较高。TN-C-S：顾名思义，该保护接地系统中的接地保护方式分两种。有部分是采用PEN线合一的保护接地方式，剩下的部分是采用N与PE分开的保护接地方式。5.3防雷保护5.3.1雷电概述雷击会产生非常高的电压，是大自然常见的一种危害现象，它造成的伤害是非常的强大，小到不起眼的东西被雷击电坏，大到人被电死，甚至可以大到电坏电力系统，发电厂，核电厂，军工企业等。给国家带来严重的经济损失。采用避雷针、避雷线、避雷带和避雷器来构造防护网络是防止雷击比较有效也是比较常用的保护的措施。常用的防雷保护装置有接闪器、避雷线、避雷器等[21]。5.3.2防雷装置防雷保护装置是由避雷线、避雷针、保护间隙、各种避雷器、消弧线圈等设备所构成。避雷针（线）是由接闪器、接地引下线和接地极三个主要的部分构成[22]。钢管或圆钢可以制成了避雷针最顶端的一个重要部件—接闪器，它一般是会被固定于被保护的物体上，来接雷击，然后再通过引下线和埋在地下面的接地极相连接，来向大地泄放雷击产生的过电流，形成防雷保护。避雷线又被称为架空地线，金属线或者是金属带构成了它的接闪器，一般情况下它们被安装在被保护物体的上方，包围着被保护的物体，架空输电线路上最普遍采用的防雷设施就是布设避雷线。它的主要功能是对架空线路的电缆导线进行保护，防止线路产生过电流损坏线路或者电气设备，将雷电引向大地。管式避雷器以及氧化锌避雷器还有阀式避雷器是现在使用数前三的避雷器。下面分别介绍一下这三者。管式避雷器：它是由内、外部间隙和产气管三者所形成的保护装置。该种避雷器具备制造简便、便宜、残留下来的电压比较小的优良特性，缺点是它的伏秒特性比较陡，在与变压器的绝缘特性相互配合的时候不是很方便，另外它在动作的时候会从管中喷射出不理想电弧和一些气体来，综上所述，它一般大都用在户外的防雷保护方面，尤其是架空线路。阀式避雷器：它一般是由阀形电阻片和火花间隙在一起串联所组成的避雷器。较为突出优点是电极间距离较小，所以可以看作电场相对比较均匀，这是较管式避雷器的优点所在，当然这也是它的最大优点，从而改善了间隙的伏秒特性，可以方便地与变压器的绝缘相配合。所以在变电站防雷的情况下，通常选择这种避雷器来进行保护。氧化锌避雷器：氧化锌是其阀片的主要组成部分，正是因为有了这种材料的避雷器才有了非常好的伏安特性。氧化锌避雷器在不同电压下可以转换为不同的电阻，这一点跟电力电子课本上面的电导调制效应有一点相似。在50Hz频率的电压下，此种避雷器呈现出非常强大的电阻，能非常迅速且有效地抑制了电流增大；当电压超过某一个数值时，也就是遭受到雷击的情况下，此种避雷器的电阻值又变得很小，因此能很好地泄掉雷击产生的电流。因为他的电阻效应拥有非常强大的优势，所以它目前在工程的防雷保护中得到了非常广泛应用。5.3.3变电站的防雷变电站设计防雷的目的是为了确保用户电正常、保护变电站的可靠运作。一般情况下对直击雷进行防护可以采取用避雷针或避雷线的防护措施。对输电线路遭受雷击状况下的侵入波进行防护可以采用避雷器[23]。对直击雷与线路的侵入波进行防护应该考虑以下两个方面：反击和电磁感应当独立的避雷针突然遭受到雷击的情况下，雷击产生的过电压定会在接闪器上产生非常高的电位，倘若避雷针与附近的电气设备距离太小，它们两者之间便会产生一种类似于放电的现象，习惯称之为反击。为了抑制这种情况发生，目前来说一种比较简单的方式就是让避雷针和附近的电气设备之间有足够的安全距离。当雷击中避雷针的情况下，在避雷针的周围也会产生一个变化率异常强大的电磁场，由法拉第电磁感应定律可以知道，处于电磁场中的金属导体就会产生感应电动势，从而使得金属导体带电，可能会对电气设备造成损坏甚至报废。为了消除这一电磁现象，将相互靠近的金属导体很好地连接起来，来预防电磁现象，从而保证变电站设备的安全运行。对线路侵入雷电冲击波的防护当变电站附近的输电线路受到雷击时，一定会产生强大的冲击波，冲击波将沿着输电线路到变电站。电力变压器非常昂贵，因此合理的选择避雷器来保护它，是非常重要的。综上必须要使选用的避雷器的剩下的残压务必小于电力变压器的绝缘耐压所能允许承受的电压最大值，并且变压器的伏秒特性下限要明显高于所选用的避雷器伏秒特性的上限。但是它们的数值参数也都要确保务必要小于冲击波的最大值参数，目的是来确保避雷器放电的限制可以限制到侵入波，不至于其产生强大的放电电流，从而来保护变电站的电气设备不受到过电流的伤害。5.4本章小结 主章主要介绍了变电站的保护接地与防雷，变电站在电力系统中占有重要的地位，它的故障或者异常的工作状态将会对整个区域的供电可靠性和用户的生产生活产生重要的影响。因此必须要根装设性能良好、动作可靠的保护接地装置和防雷保护装置，目的是使变电所能够安全稳定地运行。结论2020年的11月19日，在第一次与我的指导老师交流毕业论文的事情。考完研12月末，我开始查阅相关文献资料，逐渐地开始了我的毕业论文写作，从最开始的迷茫，不知该如何下手，再到慢慢地找到方法，再到对思路逐渐的清晰明了，最后再到查重降重，整个过程历经了四个多月，在这段时间里，我和老师、同学以及上一届的学长交流了很多，也收获了很多。我的论文题目是110kV变电站设计，顾名思义，本篇毕业论文主要进行了变电站的一次部分设计，整个写作步骤大致是从国内外变电站的发展史开始，然后再对负荷资料的统计，下一步进行负荷的计算，完成之后下一步就是变压器的选择，然后再根据最合理的条件下进行电气主接线方案的选择、下一步是三相短路电流的计算、主要一些电气设备的选型、最后进行了变电所的保护接地和防雷保护等方面是