引言選題的目的和意義電力系統(tǒng)中，變電站扮演著轉(zhuǎn)換電壓、接收與分配電能、控制電力流向及調(diào)整電壓的關(guān)鍵角色。它利用變壓器將不同等級的電網(wǎng)連接起來，對整個電力系統(tǒng)至關(guān)重要。一個高效的變電站能促進周邊企業(yè)穩(wěn)定增長。為了應(yīng)對鄉(xiāng)鎮(zhèn)用電需求的不斷上升，并提升用戶供電的穩(wěn)定性和電能品質(zhì)，依據(jù)系統(tǒng)發(fā)展藍圖，計劃建設(shè)一座110/35/10kV的區(qū)域降壓變電站。該變電站的落成，將對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟成長和居民生活保障產(chǎn)生重大影響。新變電站的建設(shè)將采用先進的技術(shù)和設(shè)備，確保其運行效率和安全性。設(shè)計中將考慮到環(huán)保因素，減少對環(huán)境的影響。在施工過程中，將嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，確保工程質(zhì)量和施工人員的安全。變電站的建成，不僅將為當(dāng)?shù)靥峁└涌煽康碾娏Y源，還將促進區(qū)域內(nèi)的工業(yè)發(fā)展和居民生活水平的提升。因此，本課題的研究旨在深入探索如何高效、安全地建設(shè)并運營該變電站，以滿足日益增長的電力需求，同時保障電力供應(yīng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)保和社會等多個方面，期望能夠為該變電站的建設(shè)提供全面的決策支持，確保其在實現(xiàn)電力供應(yīng)目標(biāo)的同時，也能夠為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展做出積極貢獻。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀盡管我國變電站建設(shè)的起步時間相對較晚，但其發(fā)展速度卻令人矚目，特別是在最近幾年，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，尤其是110kV變電站的建設(shè)，取得了令人矚目的成就。目前，變電站的各個組成部分都已經(jīng)達到了相當(dāng)成熟的水平，許多項目已經(jīng)順利投入運行。我國變電站技術(shù)之所以能夠如此迅速地發(fā)展，主要得益于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的應(yīng)用。由于我國幅員遼闊，各地情況千差萬別，變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也各不相同，這給設(shè)計工作帶來了不少挑戰(zhàn)。為了統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范，便于推廣和應(yīng)用，我國制定了一套標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計體系。這種設(shè)計體系不僅能夠顯著提升工作效率，減少項目實施過程中的不確定性，還能加速工程建設(shè)的進度，并且在未來運營過程中降低相關(guān)成本。目前，我國各地區(qū)都已經(jīng)建立了自己的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計流程，能夠迅速高效地完成變電站的設(shè)計工作，大大節(jié)省了寶貴的時間。在國際舞臺上，由于資源普遍緊張，對電力的需求變得更為迫切。為了更有效地節(jié)約能源，國外正在積極開發(fā)變電站的新技術(shù)、新設(shè)備以及智能控制系統(tǒng)，目的是實現(xiàn)電力資源的節(jié)約、高效和集約化利用，從而顯著提高電能的使用效率。國外在變電站的運行維護和安全管理方面也積累了豐富的經(jīng)驗。他們通過引入先進的監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)了對變電站運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和預(yù)警，從而大大提高了運行的安全性和可靠性。同時，國外還注重培養(yǎng)專業(yè)的變電站運維人員，通過系統(tǒng)的培訓(xùn)和嚴(yán)格的考核，確保他們具備扎實的專業(yè)知識和操作技能。這些經(jīng)驗和做法為我國變電站的建設(shè)和管理提供了有益的借鑒。因此，我國在推進變電站標(biāo)準(zhǔn)化的同時，也應(yīng)積極學(xué)習(xí)國際先進經(jīng)驗，不斷提升自身的技術(shù)水平和管理能力，以更好地滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。背景資料擬建變電站規(guī)模：在承德市規(guī)劃建造一座變電站，該站位于承德市郊，是一座具備110kV供電能力的無人值班智能型室內(nèi)變電站。其供電范圍涵蓋110kV、35kV、10kV三個電壓等級，為周邊區(qū)域的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和民生用電提供保障。此外，該變電站對平衡周邊地區(qū)的負(fù)荷水平具有至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)概況：擬規(guī)劃一座新的110kV變電站，其進線計劃設(shè)計為4回，其中本期僅實施2回。分別從變電站甲和變電站乙各引出一回架空線至本變電所，預(yù)留2回。變電站甲與本項目變電站相距35公里；整個系統(tǒng)的容量設(shè)定為100MVA，電抗的標(biāo)幺值為0.01；而變電站乙與本項目變電站的距離為20公里；此變電站的系統(tǒng)容量為200MVA，電抗的標(biāo)幺值為0.05。待設(shè)計變電所與系統(tǒng)連接的110kV單回線路的最大輸出功率不大于50MW，cosφ=0.9，Tmax=5500h。20km3520km35km圖STYLEREF1\s1.SEQ圖\*ARABIC\s11變電站系統(tǒng)接線圖負(fù)荷情況：①35kV側(cè)負(fù)荷情況見表1.1。表STYLEREF1\s1.SEQ表\*ARABIC\s1135kV側(cè)負(fù)荷情況負(fù)荷名稱最大負(fù)荷回路數(shù)輸電方式線路長度功率因數(shù)變電所A130002架空線35km0.85變電所B110002架空線20km0.85變電所C70001電纜8km0.9預(yù)留2電纜②10kV側(cè)負(fù)荷情況：10kV側(cè)負(fù)荷共計15000kW。公用饋線6回，其中預(yù)留3回；專用饋線8回，預(yù)留4回，均為電纜線。最小負(fù)荷是最大負(fù)荷的75%?，最大負(fù)荷利用時間Tmax=5500h。地域氣候特征：年度最高溫度達38℃，年度最低溫度為-8℃，年均氣溫保持在16℃，其中最熱月份的平均最高溫度為30℃。主變壓器的選擇主變壓器的選擇原則在變電站設(shè)計里，主變壓器起著連接高壓和低壓系統(tǒng)的關(guān)鍵作用，屬于極為重要的電氣設(shè)備。合理挑選主變壓器對整個變電站設(shè)計而言意義重大。

在挑選主變壓器的過程中，最為關(guān)鍵的考量因素涵蓋了變壓器的數(shù)量及其實際容量。例如，需決策單臺還是雙臺變壓器配置，這一決策依據(jù)是對該地區(qū)供電特性及用電負(fù)荷情況的分析。通常情況下，如果存在一級或者二級負(fù)荷，可以安裝兩臺主變壓器，能夠保證在一臺變壓器出現(xiàn)故障時，另一臺變壓器可以至少提供65%的所需容量。此外，主變壓器的選型還應(yīng)考慮其技術(shù)參數(shù)，如電壓等級、絕緣水平、冷卻方式等。技術(shù)參數(shù)的合理選擇能夠確保變壓器在各種運行條件下的穩(wěn)定性和可靠性。同時，變壓器的經(jīng)濟性也是不可忽視的因素，包括初期投資成本、運行維護費用以及可能的損耗成本。在實際應(yīng)用中，還需考慮變壓器的安裝環(huán)境，如戶外或戶內(nèi)，以及對噪音和電磁干擾的控制要求。此外，變壓器的安裝位置也需綜合考慮，以減少輸電損耗并提高系統(tǒng)的整體效率。最終，通過綜合考量技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等多方面因素，才能選出最合適的主變壓器。主變壓器臺數(shù)的確定在本設(shè)計中，由于是110kV等級的變電站，因此選用2臺主變壓器，以便提高更高的供電穩(wěn)定性。選擇兩臺主變壓器不僅滿足了負(fù)荷需求，還能在主變壓器維護或故障時，通過切換操作，保證電力供應(yīng)不中斷，從而提高供電可靠性。此外，兩臺主變壓器還可以實現(xiàn)負(fù)荷分配，優(yōu)化電網(wǎng)運行，減少單一設(shè)備的負(fù)擔(dān)，延長設(shè)備使用壽命。在特殊情況下，如一臺變壓器需要退出運行進行檢修或維護，另一臺變壓器仍能承擔(dān)大部分負(fù)荷，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。因此，選擇兩臺主變壓器是經(jīng)過綜合考慮本設(shè)計變電站等級、負(fù)荷需求及供電穩(wěn)定性要求后確定的。主變壓器容量的確定根據(jù)題目給定的負(fù)荷數(shù)據(jù)，可以算出所需容量：35kV側(cè)：10kV側(cè)：可得：依據(jù)規(guī)范，在部署2臺變壓器的情況下，額外的一臺變壓器需確保至少達到70%的容量，本例中我們?nèi)≈禐?5%?；诖?，可以明確變壓器的總?cè)萘咳缦?。為了確保能夠選用到最合適的變壓器，本設(shè)計需要仔細(xì)查詢變壓器選型表。在進行了一系列精確的計算之后，發(fā)現(xiàn)在變壓器的選型表中，存在多個變壓器的容量選項。經(jīng)過比較和篩選，最終確定了容量為40000kVA的變壓器是最符合要求的，因為它不僅僅滿足了計算出的容量的需求，而且在所有滿足條件的變壓器中，它的容量是最接近實際需求的。主變壓器類型的確定變壓器相數(shù)：在市場上的變壓器主要分為單相變壓器和三相變壓器兩種。本設(shè)計采用三相變壓器，因為其經(jīng)濟性較高且功能滿足本次設(shè)計的需求。變壓器繞組：鑒于本設(shè)計涉及110kV、35kV和10kV三個電壓等級，因此選擇使用三繞組變壓器，它技術(shù)穩(wěn)定且經(jīng)濟性較佳。變壓器的接線設(shè)計遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)。對于電壓等級為110kV及以上的變壓器，其三相繞組通常選用YN型接法，該接地方式是通過直接將中性點接地來實現(xiàn)的。對于35kV的變壓器，則通常采用Y型接法，其接地方式是通過中性點經(jīng)過消弧線圈接地。而對于10kV的變電系統(tǒng)，多數(shù)情況下采用Δ型接線。變壓器調(diào)壓方式：本設(shè)計采用無載調(diào)壓的方式。變壓器冷卻方式：在確定變壓器的冷卻系統(tǒng)時，需考慮其多樣性，例如自然風(fēng)冷卻、強制風(fēng)冷卻、強制油循環(huán)水冷卻、強制油循環(huán)風(fēng)冷卻等多種方法。不同的冷卻效果各異。選擇何種冷卻方式主要基于變壓器的容量及其他相關(guān)因素。在本項方案中，所采用的變壓器容量為40000kVA。鑒于自然風(fēng)冷卻已經(jīng)能充分滿足其需求，因此，沒有必要額外追求更復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，如強制油循環(huán)水冷卻等。經(jīng)上述內(nèi)容的分析與梳理，確定本設(shè)計主變壓器的型號為SFS10-40000/110/35/10。本設(shè)計選擇的變壓器型號如表2.1所示。表SEQ表\*ARABIC2主變壓器型號及參數(shù)型號額定容量kVA額定電壓，kV阻抗電壓，%空載電流高壓中壓低壓高中1-2高低1-3中低2-30.1SFS10-40000/11040000110±8×1.25%38.5±2×2.5%10.510.517.56.5電氣主接線的確定概述電氣主接線是指，在電力系統(tǒng)、發(fā)電廠、變電所中，將高壓電氣設(shè)備按照一定的連接方式構(gòu)成的電路，能夠滿足預(yù)定的功率和運行的要求，用于接收、分配、傳輸電能。在電力系統(tǒng)的設(shè)計中，電氣主接線扮演著至關(guān)重要的角色。由于電氣主接線的種類繁多，因此在具體選擇時，必須依據(jù)設(shè)計要求來決定最合適的方案。無論采用哪種接線方式，電氣主接線通常需要具備可靠性、運行靈活性、簡單經(jīng)濟性等幾個關(guān)鍵特征。常見的主接線形式內(nèi)橋式接線此接線方式的聯(lián)絡(luò)裝置位于變壓器附近，另外兩臺斷路器則連接于線路之上REF_Ref9314\r\h[7]。其核心優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡潔、成本效益高，相較于其他主接線方案，斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量較少。內(nèi)橋式接線因其簡單性，常用于110kV側(cè)無出線場合。單母線式接線單母線式接線是主接線中最基礎(chǔ)的模式，結(jié)構(gòu)單一，專為單對單設(shè)計，不與其他母線相連。其優(yōu)勢在于布局直觀、簡潔，由于僅有一組母線，設(shè)備數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡單，便于查看。然而，這種接線的可靠性較低，一旦線路或任一設(shè)備出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將面臨停電。單母線分段式接線在電力系統(tǒng)中，單母線分段式接線通過將母線劃分為兩段，并使用分段斷路器或隔離開關(guān)來實現(xiàn)兩段之間的連接。這種接線方式顯著增強了供電的穩(wěn)定性與可靠性。其核心優(yōu)勢在于提高了供電的可靠性：一旦某一母線段發(fā)生故障，繼電保護裝置將立刻啟動，自動斷開故障母線段的斷路器，進而有效地縮小了停電區(qū)域，實現(xiàn)了對故障的快速處置，從而保障了供電的穩(wěn)定性和可靠性。適用于35kV側(cè)電氣主接線，回路數(shù)在4至8回路之間；10kV側(cè)電氣主接線，回路數(shù)通常不超過16回路。增設(shè)旁路單母線分段式接線增設(shè)旁路單母線分段式接線的接線方式在普通單母線分段式的基礎(chǔ)上增加了一套旁路裝置。該方式通過增加一套專門的旁路裝置，顯著提高了供電的穩(wěn)定性。不過，這種接線方式的復(fù)雜程度較高，涉及到的電氣設(shè)備和線路數(shù)量較多。因此，其經(jīng)濟成本也有所上升。雙母線式接線與單母線分段式、增設(shè)旁路單母線分段式相比，雙母線式接線的供電更為可靠。但其缺點同樣明顯，線路較為復(fù)雜，不僅包含兩條母線，出線側(cè)的隔離開關(guān)也多出一組。此外，在母線故障或檢修時，檢修人員操作隔離開關(guān)可能會遇到困難，甚至容易發(fā)生誤操作REF_Ref9448\r\h[9]。主接線形式的確定為了進行比較，本論文設(shè)計了2個方案。在提出的方案一中，對于110kV側(cè)，采取了雙母線接線形式，以確保供電的穩(wěn)定性；而35kV側(cè)，則采用增加旁路的方式進行單母線分段式接線，這同樣旨在加強供電的可靠性。至于10kV側(cè)，則保持了單母線的接線形式。每種接線方式都有其優(yōu)缺點，例如雙母線接線方式供電穩(wěn)定，但線路復(fù)雜，檢修困難；增加旁路母線分段式接線能夠提高供電的穩(wěn)定性，但線路復(fù)雜，使用的電氣設(shè)備較多，經(jīng)濟成本相對較高；單母線接線結(jié)構(gòu)簡單，布局簡潔，但供電的可靠性較低。在方案二中，所有三側(cè)均實施了單母線分段母線的接電方式。這種接電方式顯著提升了供電的可靠性和穩(wěn)定性。與雙母線接電結(jié)構(gòu)相比，此結(jié)構(gòu)不僅設(shè)計簡潔、易于理解和操作，而且成本相對較低。如圖3.1所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s11主接線圖方案二為選出適合本設(shè)計的主接線方案，下面進行方案一和方案二的比較：在可靠性評估中，方案一的10kV供電側(cè)，由于其出線回路眾多，采用傳統(tǒng)的單母線接線方式已無法確保滿足供電的可靠性要求。在靈活性上，方案一的35kV側(cè)結(jié)構(gòu)相對繁雜，調(diào)度存在難度，還易于出現(xiàn)誤操作的情況。經(jīng)濟性方面，方案一的110kV由于采用了雙母線接線，電氣設(shè)備、母線數(shù)量多，且安裝費、材料費等均比方案二高。綜上，經(jīng)各方面的對比與分析，最終選擇方案二作為本設(shè)計的主接線方案。短路電流計算在變電站的運作過程中，可能會遇到短路問題，這是一種嚴(yán)重的電力系統(tǒng)故障。短路指的是電力系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)體意外接觸，導(dǎo)致電流急劇增加的狀況REF_Ref9667\r\h[8]。在短路事故中，電流急劇超越常規(guī)水平，隨之而來的熱能和力量對整個電路系統(tǒng)及其電氣元件帶來嚴(yán)重破壞。短路故障不僅可能導(dǎo)致電氣設(shè)備遭受損害，更有可能觸發(fā)的火災(zāi)隱患，進而對操作人員的生命安全構(gòu)成潛在威脅。因此，對短路電流進行精確的估算與深入分析是確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵措施。短路電流的大小與多種因素有關(guān)，包括電源電壓、短路點的位置、系統(tǒng)阻抗等。了解短路電流的特性，可以幫助工程師設(shè)計合適的保護措施，如選擇合適的斷路器、熔斷器等，以在短路發(fā)生時迅速切斷故障電路，防止損害擴散。短路電流的分類短路現(xiàn)象可以劃分為兩大類，即對稱型與非對稱型兩類。對稱型短路特指三相短路；非對稱型短路則包含了單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路這三種情形。而非對稱性短路則包括單相接地短路、兩相短路以及兩相接地短路等四種情形。在本次設(shè)計研究中，主要針對三相短路進行探討和分析，而未涉及其他種類的短路問題。在對稱型短路中，尤其是三相短路，它構(gòu)成了電力系統(tǒng)中最為嚴(yán)峻的短路現(xiàn)象。在發(fā)生三相短路時，三個相電流和電壓均等，且它們之間的相位角差異均為120度。這種短路會導(dǎo)致電流急劇增加，遠超系統(tǒng)的額定電流，從而引發(fā)嚴(yán)重的過熱和機械應(yīng)力，對設(shè)備造成重大損害。相比之下，非對稱型短路的情況則更為復(fù)雜。單相接地短路是指一個相位與地之間發(fā)生短路，這種短路通常會導(dǎo)致系統(tǒng)的不平衡運行。兩相短路則是兩個相位之間發(fā)生短路，而兩相接地短路則是兩個相位同時與地發(fā)生短路。這些非對稱型短路會導(dǎo)致電流和電壓的不平衡分布，可能對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和保護設(shè)備的選擇帶來挑戰(zhàn)。短路電流計算的步驟在本項目設(shè)計中，初始步驟是在110kV、35kV以及10kV三個電壓等級的每側(cè)分別選取一個點作為短路測試點。接下來，對于系統(tǒng)、主變壓器和輸電線路等關(guān)鍵電氣元件，計算其對應(yīng)的標(biāo)幺值。隨后，采用專業(yè)繪圖軟件繪制出等值電路圖。最終步驟是對短路故障下的電流進行計算。短路電流計算變壓器參數(shù)計算一般情況下，基準(zhǔn)值都是取：。本設(shè)計是三繞組變壓器，其各側(cè)繞組的阻抗標(biāo)幺值如下列計算結(jié)果：設(shè)定系統(tǒng)阻抗為：設(shè)定110kV進線線路長度為60km，可以計算線路阻抗：本設(shè)計根據(jù)電壓等級分別選取變壓器高、中、低三側(cè)為三個短路點、、，可得其等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.1所示。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s11等值網(wǎng)絡(luò)圖根據(jù)題目已經(jīng)知道：同時，根據(jù)，，。由下列公式可得：（4-1）可以求出：，，。計算k1、k2、k3點的三相短路電流圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s12短路點選取在等值網(wǎng)絡(luò)圖的化簡過程中，我們得出了圖4.2。借助此圖，我們能夠計算化簡后網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值。其中：110kV側(cè)k1點三相短路電流計算圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s13點短路等值電路圖化簡三相短路電流周期分量有效值的計算：三相短路沖擊電流最大值的計算：35kV側(cè)k2點三相短路電流計算圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s14點短路等值電路圖化簡其中：變壓器1、2繞組合并后可以得到下列公式：三相短路電流周期分量有效值的進行計算：三相短路沖擊電流最大值的計算：10kV側(cè)k3點三相短路電流計算圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s15點短路等值電路圖化簡其中：變壓器1、3繞組合并后，可以得到下列公式：三相短路電流周期分量有效值的計算：三相短路沖擊電流最大值的計算：表STYLEREF1\s4.SEQ表\*ARABIC\s11短路電流計算表電壓等級（kV)短路點三相短路電流有名值（kA)電流沖擊值（kA)1103.859.82354.5911.71011.4629.22電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇原則在變電站的實際操作過程中，電氣設(shè)備遍布各個角落。例如，在導(dǎo)線上安裝的斷路器和隔離開關(guān)等，都是電氣設(shè)備的代表。顯然，沒有電氣設(shè)備，變電站根本無法正常運作。電氣設(shè)備作為保障負(fù)載正常使用的關(guān)鍵部件，其選擇通常以實際狀況為依據(jù)，進行相應(yīng)的工程設(shè)計、計算以及校驗等步驟，并依據(jù)具體情況挑選合適的電氣設(shè)備REF_Ref9448\r\h[9]。選擇電氣設(shè)備時，首先要考慮的是電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流，確保它們能滿足變電站的實際運行需求。同時，電氣設(shè)備的短路電流承受能力也是一個重要的考量因素，必須確保在短路故障發(fā)生時，電氣設(shè)備能夠承受得住短路電流的沖擊，避免設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。此外，電氣設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟性以及維護便利性等因素也應(yīng)納入選擇范圍，綜合權(quán)衡，以選出最適合變電站實際需求的電氣設(shè)備。斷路器的選擇110kV高壓斷路器的選擇和校驗關(guān)于110kV高壓斷路器的額定電壓如下：在電路系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的標(biāo)稱電壓應(yīng)不低于該點電網(wǎng)的最高使用電壓REF_Ref9990\r\h[10]。換句話說，應(yīng)滿足以下條件：（5-1）關(guān)于110kV高壓斷路器的額定電流如下：電路中電氣設(shè)備的電流額定值，必須高于電路內(nèi)的最大持續(xù)運行電流REF_Ref9990\r\h[10]。換句話說，應(yīng)當(dāng)遵循：（5-2）選型：設(shè)計選擇LW6-110I/3150型斷路器，選型的結(jié)果如表5.1所示：表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s11高壓斷路器LW6-110I/3150主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定短路開斷電流（kA）額定短路關(guān)合電流（kA）額定短時耐受電流（kA)3sLW6-110I/315011031504010040關(guān)于110kV高壓斷路器的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗：=3.4s，此時可以對熱穩(wěn)定進行計算，可得：根據(jù)表5.1所選擇設(shè)備參數(shù)可得：將兩者進行比較：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算：經(jīng)過比較可以得到：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對開斷能力進行校驗：校驗結(jié)論：合格。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在110kV側(cè)選擇LW6-110I/3150型斷路器。35kV高壓斷路器的選擇和校驗在現(xiàn)設(shè)計的框架內(nèi)，35kV端的斷路器選用了戶內(nèi)式設(shè)計REF_Ref10114\r\h[11]，在國內(nèi)，ZN85型號系列被廣泛采用。這類斷路器為抽屜式設(shè)計，能轉(zhuǎn)換為斷路器手車。它們通常與KYN61-40.5型配電柜相配合使用。此類斷路器屬抽出式，并具備斷路器和隔離開關(guān)的雙重功能。其中，斷路器主要負(fù)責(zé)開斷電流，而在將斷路器整體抽出時，它就實現(xiàn)了隔離開關(guān)的功能。因此，在35kV的系統(tǒng)中，不再需要設(shè)置隔離開關(guān)。在35kV與110kV側(cè)斷路器的選擇與校驗方法上，保持了一致性，相關(guān)細(xì)節(jié)此處不再贅述。關(guān)于35kV高壓斷路器的額定電壓如下：根據(jù)公式（5-1），滿足要求。關(guān)于35kV高壓斷路器的額定電流如下：根據(jù)公式（5-2），選型：設(shè)計選擇ZN85-40.5/1250型斷路器，選型的結(jié)果結(jié)果如表5.2所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s12高壓斷路器ZN85-40.5/1250主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（A）額定電壓（kV）額定短路開斷電流（kA）額定短路關(guān)合電（kA）額定短時耐受電流（kA)4SZN85-40.5/1250351250256325關(guān)于35kV高壓斷路器的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗本設(shè)計取=3.4s，此時可以對熱穩(wěn)定進行計算，可得根據(jù)表5.2所選擇設(shè)備參數(shù)可得將兩者進行比較得到＞校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算經(jīng)過比較可以得到校驗結(jié)論：合格。對設(shè)備的開斷能力進行校驗：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在35kV側(cè)選擇ZN85-40.5/1250型斷路器。10kV高壓斷路器的選擇和校驗在當(dāng)前10kV電力系統(tǒng)中，廣泛采用的斷路器主要是手車式斷路器。本設(shè)計的斷路器型號為VS1-12型真空斷路器。這種斷路器同樣是手車式的，通過手動推進或抽出執(zhí)行操作。在操作過程中，斷路器負(fù)責(zé)開斷電流。當(dāng)整體抽離斷路器時，它就具備了隔離開關(guān)的功能。因此，在10kV側(cè)也就無需額外設(shè)置隔離開關(guān)。至于其選擇和校驗方式，與110kV側(cè)、35kV側(cè)保持一致，故不再逐一詳述。關(guān)于10kV高壓斷路器的額定電壓如下：根據(jù)公式（5-1），滿足要求。關(guān)于10kV高壓斷路器的額定電流如下：根據(jù)公式（5-2），選型：本設(shè)計選擇VS1-12/1600型斷路器，選型的結(jié)果如表5.3所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s13高壓斷路器VS1-12/1600主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（A）額定電（KV）額定短路開斷電流（KA）額定短路關(guān)合電（KA）額定短時耐受電流（KA)4SVS1-12/16001016004010040關(guān)于35kV高壓斷路器的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過查表得=3.4s，可以得到根據(jù)上表所選擇設(shè)備參數(shù)可得將兩者進行比較得到校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算經(jīng)過比較可得校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的開斷能力進行校驗校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在10kV側(cè)選擇VS1-12/1600型斷路器。隔離開關(guān)的選擇110kV隔離開關(guān)的選擇和校驗關(guān)于110kV隔離開關(guān)的額定電壓如下：電氣設(shè)備的額定電壓不能低于所處電網(wǎng)的最高運行電壓，即：（5-3）關(guān)于110kV隔離開關(guān)的額定電流如下：電氣設(shè)備的額定電流或長期允許電流不得小于回路的最大持續(xù)工作電流，即：（5-4）本設(shè)計選擇GW4-110D/630型隔離開關(guān)，選型的結(jié)果如表5.4所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s14隔離開關(guān)GW4-110D/630的主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）最高電壓（kV）4秒熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）GW4-110D/6301106301262050關(guān)于110kV隔離開關(guān)的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗：本設(shè)計取=3.4s，此時可以對熱穩(wěn)定進行計算，可得：根據(jù)上表所選擇設(shè)備參數(shù)可得：將兩者進行比較：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算：經(jīng)過比較可以得到：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在110kV側(cè)選擇GW4-110D/630型隔離開關(guān)。35kV隔離開關(guān)的選擇和校驗關(guān)于35kV隔離開關(guān)的額定電壓如下：根據(jù)公式（5-1），滿足要求。關(guān)于35kV隔離開關(guān)的額定電流如下：根據(jù)公式（5-2），本設(shè)計選擇GN4-35/2000型隔離開關(guān)，選型的結(jié)果如表5.5所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s15隔離開關(guān)GN4-35/2000主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（A）額定電壓（kV）額定短路開斷電流（kA）額定短路關(guān)合電（kA）額定短時耐受電流（kA)4SGN4-35/2000351250256325關(guān)于35kV隔離開關(guān)的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗：本設(shè)計取=3.4s，此時可以對熱穩(wěn)定進行計算，可得：根據(jù)上表所選擇設(shè)備參數(shù)可得：將兩者進行比較得到：＞校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算：經(jīng)過比較可以得到：校驗結(jié)論：合格。對設(shè)備的開斷能力進行校驗：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在35kV側(cè)選擇GN4-35/2000型隔離開關(guān)。10kV隔離開關(guān)的選擇和校驗關(guān)于10kV隔離開關(guān)的額定電壓如下：根據(jù)公式（5-1），滿足要求。關(guān)于10kV隔離開關(guān)的額定電流如下：根據(jù)公式（5-2），本設(shè)計選擇GN8-10T/400型隔離開關(guān)，選型的結(jié)果如表5.6所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s16隔離開關(guān)GN8-10T/400主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（A）額定電（kV）額定短路開斷電流（kA）額定短路關(guān)合電（kA）額定短時耐受電流（kA)4SGN8-10T/4001016004010040關(guān)于10kV隔離開關(guān)的校驗如下：對設(shè)備的熱穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過查表得=3.4s，可得：根據(jù)上表所選擇設(shè)備參數(shù)可得：將兩者進行比較得到：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的動穩(wěn)定性進行校驗：經(jīng)過計算：經(jīng)過比較可得：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。對設(shè)備的開斷能力進行校驗：校驗結(jié)論：設(shè)備參數(shù)大于計算結(jié)果，能滿足要求。綜上，經(jīng)前文內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在10kV側(cè)選擇GN8-10T/400型隔離開關(guān)。電壓互感器的選擇依據(jù)電壓互感器的布局需遵循的原則包括：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)電壓級別、電氣設(shè)備類別及功能要求來設(shè)定，其主要目標(biāo)是為了滿足測量、防護、同步等需求。具體的配置原則包括：?母線的配置?：對于?主母線來說，所有工作母線和分段母線安裝三繞組電壓互感器，以此實現(xiàn)測量與保護功能的強化。對于?旁路母線?來說，普遍情況下，不安裝電壓互感器。然而，當(dāng)出線側(cè)缺乏必要的電壓監(jiān)控系統(tǒng)或是需要替換主母線的運行時，我們應(yīng)按照實際需求對電壓互感器進行配置。?線路的配置?：在?35kV及以上輸電線路?中，如果對端有電源時，必須在線路側(cè)裝設(shè)單相電壓互感器，用于監(jiān)測電壓、同步及重合閘功能。110kV及以上線路可采用電容分壓式電壓互感器，節(jié)約成本并兼顧通信需求。?發(fā)電機的配置?：?發(fā)電機出口?：必須裝配2至3套電壓變壓器，其中一組專為勵磁調(diào)節(jié)裝置，另一組則用于測量和保護。若二次負(fù)荷過大，可增設(shè)第三組。?變壓器的配置?：在變壓器的?低壓側(cè)部分?：為滿足同期或保護需求，可在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)電壓互感器。在變壓器的?高壓側(cè)部分?：對于330kV及以上電壓等級，可以利用變壓器套管上的電壓抽取裝置，這樣可以避免單獨安裝互感器。電壓互感器的選擇依據(jù)：??3~35kV屋內(nèi)配電裝置宜采用樹脂澆注絕結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；35kV屋外配電裝置宜采油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。110kV及以上配電裝置當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等滿足要求時，可以采用電容式電壓互感器。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，也可以采用電子式電壓互感器。SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的電壓互感器可以采用電磁式或電容式。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，也可以采用電子式電壓互感器。當(dāng)采用GIS、HGIS配電裝置時電子式互感器宜與一次設(shè)備一體化設(shè)計。在中性點直接接地系統(tǒng)中所配置的電壓互感器，其剩余繞組額定電壓為100V；而在中性點非直接接地系統(tǒng)中所配置的電壓互感器，其剩余繞組額定電壓為100/3V。110kV電壓互感器選擇根據(jù)前文敘述的原則和依據(jù)，本設(shè)計中，110kV側(cè)選用型電壓互感器。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s17JCC-110型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定變比在下列準(zhǔn)確等級下額定容量，VA鏈接組標(biāo)號JCC-1100.5級1級3級I，I0，I0200500100035kV電壓互感器選擇根據(jù)前文敘述的原則和依據(jù)，本設(shè)計中，35kV側(cè)選用型電壓互感器。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s18JDJ2-35型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定變比額定電壓，kV二次負(fù)荷JDJ2-35初次繞組其他級繞組0.5級1級3級12025050010kV電壓互感器選擇根據(jù)前文敘述的原則和依據(jù)，本設(shè)計中，10kV側(cè)選用型電壓互感器。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s19JDJ-10型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定變比額定電壓，kV二次負(fù)荷JDJ-10初次繞組其他級繞組0.5級1級3級80150320電流互感器的選擇110kV電流互感器選擇選擇110kV側(cè)電流互感器型號：系列。關(guān)于110kV電流互感器的額定電壓如下：關(guān)于110kV電流互感器的額定電流如下：本設(shè)計中，預(yù)選型電流互感器參數(shù)見表5.10所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s110LCWD2-110型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流比級次組合動穩(wěn)定倍數(shù)Kd1S熱穩(wěn)定倍數(shù)KtLCWD2-110200/50.2/0.5/10P13575關(guān)于110kV電流互感器的校驗如下：熱穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路電流則有：110KV母線短路熱效應(yīng)[15]：電流互感器的額定電流電流互感器1s熱穩(wěn)定倍數(shù)則有：符合熱穩(wěn)定性要求。動穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路沖擊電流值電流互感器的額定電流電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)符合動穩(wěn)定性要求。通過前文敘述內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在110kV側(cè)選擇型電流互感器。35kV電流互感器選擇選擇35kV側(cè)電流互感器型號：LZZBJ9-35系列。關(guān)于35kV電流互感器的額定電壓如下：關(guān)于35kV電流互感器的額定電流如下：在本設(shè)計中，選擇了LZZBJ9-35型電流互感器，其參數(shù)詳見表5.11所示：表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s111LZZBJ9-35型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流比級次組合動穩(wěn)定倍數(shù)Kd1S熱穩(wěn)定倍數(shù)KtLZZBJ9-35500/50.2/0.5/10P22590關(guān)于35kV電流互感器的校驗如下：熱穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路電流則有：35KV母線短路熱效應(yīng)：電流互感器的額定電流電流互感器1s熱穩(wěn)定倍數(shù)則有：符合熱穩(wěn)定性要求。動穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路沖擊電流值電流互感器的額定電流電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)符合動穩(wěn)定性要求。通過前文敘述內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在35kV側(cè)選擇LZZBJ9-35型電流互感器。10kV電流互感器選擇選擇10kV側(cè)電流互感器型號:LZZBJ9X-10系列。關(guān)于10kV電流互感器的額定電壓如下：關(guān)于10kV電流互感器的額定電流如下：在本設(shè)計中，預(yù)選LZZBJ9X-10型電流互感器，具體參數(shù)見表5.12所示：表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s112LZZBJ9X-10型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流比級次組合動穩(wěn)定倍數(shù)Kd1S熱穩(wěn)定倍數(shù)KtLZZBJ9X-102000/50.2/0.5/10P22590關(guān)于10kV電流互感器的校驗如下：熱穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路電流則有：10KV母線短路熱效應(yīng)：電流互感器的額定電流電流互感器1s熱穩(wěn)定倍數(shù)則有：符合熱穩(wěn)定性要求。動穩(wěn)定校驗單相穩(wěn)態(tài)短路沖擊電流值電流互感器的額定電流電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)符合動穩(wěn)定性要求。通過前文敘述內(nèi)容綜合分析與系統(tǒng)梳理，最終在10kV側(cè)選擇LZZBJ9X-10型電流互感器。繼電保護設(shè)計繼電保護概述在運行中的電力系統(tǒng)中，各種電氣設(shè)備絕緣的老化、缺陷、破壞、雷電侵襲、誤操作等因素，都可能引發(fā)各類故障或非正常運行狀態(tài)。典型的例子，如最常見的以及最危險的各類短路，另外還有常見的非正常運行狀態(tài)——過負(fù)荷等。這些故障和非正常運行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的可靠運行極為不利。繼電保護裝置可以在極短時間內(nèi)做到一旦發(fā)生故障，能夠準(zhǔn)確、迅速、有選擇地切除故障設(shè)備，從而迅速恢復(fù)部分非故障區(qū)域的正常運行，減小對電力系統(tǒng)運行和對用戶的影響REF_Ref32360\r\h[12]。在設(shè)計繼電保護時，應(yīng)結(jié)合電力網(wǎng)的布線形式以及其自身的工作特性，科學(xué)地確定相應(yīng)的裝置。相應(yīng)的設(shè)施在施工之后要達到可靠性、靈敏性等保護任務(wù)，此外，對于繼電保護裝置的選擇，還需要考慮其經(jīng)濟性和實用性。當(dāng)遭遇故障時，應(yīng)迅速隔離問題設(shè)備，防止其與系統(tǒng)其他部分相互作用，以此維護體系的整體穩(wěn)定，并保障設(shè)備能夠持續(xù)高效運行。繼電保護裝置按照其功能可以分為主要功能、后備功能和輔助功能三種。其中，主要保護能夠快速地解決事故，保證裝置的安全運行。后備保護能夠在主機遭到損壞或者無法正常工作時，迅速地實現(xiàn)故障隔離。遠程后備裝置能夠為相鄰的原有裝置提供后備，而當(dāng)主要裝置出現(xiàn)問題時，可由裝置的其它部件作為后備裝置。二次防護系在無法及時供應(yīng)主、后備保護措施之情況下實施之保護。綜上所述，繼電保護裝置的設(shè)計是一個復(fù)雜而重要的過程，需要綜合考慮電力系統(tǒng)的特點、保護要求、經(jīng)濟性、實用性以及發(fā)展趨勢等多個因素，以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。繼電保護基本原理由于電力變壓器在實際工作中會出現(xiàn)多種類型的故障，因此必須針對不同的情況設(shè)置相應(yīng)的保護裝置。瓦斯保護：當(dāng)變壓器工作時，如果出現(xiàn)了內(nèi)鐵芯的損壞，或者是套管的損壞，那么，該保護裝置就可以迅速地作出反應(yīng)，將變壓器的各個側(cè)面的開關(guān)都打開，這就是瓦斯保護的基本功能。在電力系統(tǒng)中，起著重要的保護功能REF_Ref32360\r\h[12]?？v聯(lián)差動保護：是一種用于輸電線的差動保護，其主要作用是通過對輸電線上的電氣信號進行對比，確定其發(fā)生故障的區(qū)域，從而實現(xiàn)對線路的精確、可靠的切除。過流保護：是在電流超過預(yù)定閾值時，通過斷路器跳閘或發(fā)出報警信號來切斷電源，從而保護電路和設(shè)備不受損壞?。零序電流保護：是指在電網(wǎng)中出現(xiàn)的零序電流到達某一數(shù)值后，自動切斷線路，實現(xiàn)對線路的安全保護。過負(fù)荷保護：一種在受保護范圍內(nèi)負(fù)載超過標(biāo)準(zhǔn)時作出動作的一種防護動作。就本次設(shè)計而言，主要是通過對瓦斯保護的數(shù)據(jù)進行分析，以達到預(yù)期目標(biāo)，對變壓器進行有效的保護；同時，還可以實現(xiàn)資金的高效使用和節(jié)省。在設(shè)計防護的時候，還要注意當(dāng)發(fā)生損壞的時候，可以很容易地對其進行修復(fù)，下面是本設(shè)計對防護的方案。瓦斯保護的實現(xiàn)依靠很重要的器件，該部件位于下圖6.1所示的位置，安裝時將其置于略微傾斜的位置，以便使整體工藝平穩(wěn)運行；而且，在連接管路和繼電器的位置，也會發(fā)生一些偏移。圖STYLEREF1\s6.SEQ圖\*ARABIC\s11瓦斯繼電器保護原理圖1-瓦斯繼電器2-油枕圖6.2為接線原理，關(guān)于電路設(shè)計，作以下說明：上下兩個電擊標(biāo)志著輕瓦斯保護，而重瓦斯保護則是延遲了。另外一個原理就是讓主要的輸出繼電器去關(guān)閉開關(guān)。若嚴(yán)重?fù)p壞，將導(dǎo)致彈性接觸器振動。選用具有自動控制線圈的繼電器BCJ，以保證其順利脫離。為防止在檢修過程中出現(xiàn)誤動作，利用切換板QP把脫扣線路改為信號線路。圖STYLEREF1\s6.SEQ圖\*ARABIC\s12瓦斯保護原理接線圖線路保護整定動作電流變壓器的最大負(fù)荷電流是取、、，故定時限過電流保護的動作電流為為可靠系數(shù)，對DL型繼電器取1.2；對GL型繼電器取1.3。為繼電器返回系數(shù)，DL型取0.85，GL型取0.8保護裝置接線系數(shù)，對三相三繼電器和兩相兩繼電器式接線為1選用GL-15/5型繼電器，動作電流整定為3.5A校驗靈敏度變壓器低壓母線兩相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為定時限過電流保護的靈敏度為防雷保護設(shè)計雷電原理及危害雷電襲擊變電站可能引發(fā)設(shè)備損壞甚至停電事故，了解原理才能有效預(yù)防。在沒有有效避雷措施的情況下，這些能量足以對大型建筑物造成嚴(yán)重破壞，甚至摧毀它們，并可能引發(fā)火災(zāi)，對人類和動物的生命安全構(gòu)成極大威脅。此外，物理作用力對戶外大型設(shè)備同樣具有破壞性，變電站通常建設(shè)在開闊區(qū)域，高大的金屬設(shè)備容易成為雷擊目標(biāo)。當(dāng)雷電直接擊中設(shè)備或附近地面時，會產(chǎn)生百萬伏級別的瞬間電壓，在外界強力的持續(xù)施壓下，裝置架構(gòu)逐步達到承載極限，最終發(fā)生故障。高溫效應(yīng)則如同瞬時引爆的熾熱裝置，迅速使設(shè)備內(nèi)部溫度飆升，熱量急劇積聚，導(dǎo)致設(shè)備遭受永久性破壞。鑒于此，電力系統(tǒng)設(shè)計時需針對各區(qū)域特性，采取相應(yīng)的防雷策略，保障系統(tǒng)安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。變電站作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點，承擔(dān)著電網(wǎng)供電的至關(guān)重任。除了直接受到雷擊的風(fēng)險外，變電站還可能由于感應(yīng)雷而導(dǎo)致輸電線路、變電所及電氣設(shè)備遭受損害，若損害事故發(fā)生，其影響將是災(zāi)難性的，為此必須認(rèn)真做好變電站的過電壓保護工作，堵塞一切漏洞，以確保對廣大用戶的不間斷供電REF_Ref28674\r\h[13]。變電站直擊雷防護雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路、建筑物等物體時，其過電壓引起的強大雷電流通過這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)，這種雷電過電壓稱為直擊雷REF_Ref32360\r\h[12]。變電所內(nèi)的設(shè)備和建筑物必須有完善的直擊雷防護裝置，通常采用獨立避雷針或避雷線，獨立避雷針(線)應(yīng)有獨立的接地體，但當(dāng)受到雷擊時，雷電流沿接閃器、引下線和接地體流入大地，并且在它們上面產(chǎn)生很高的電位。如果避雷針(線)與附近設(shè)施之間的絕緣距離不夠時，兩者之間會發(fā)生強烈的放電現(xiàn)象，這種情況稱為“反擊”，反擊可引起電氣設(shè)備絕緣破壞，金屬管道被擊穿，甚至引起火災(zāi)、爆炸和入身傷亡，為了防止反擊事故的發(fā)生，避雷針(線)與附近具他金屬導(dǎo)體之間必須保持足夠的安全距離REF_Ref32360\r\h[12]。在35kV及以下電壓等級的高壓配電設(shè)施中，由于絕緣性能有限，為預(yù)防反擊現(xiàn)象的發(fā)生，避雷針（線）不宜直接安裝在配電裝置的構(gòu)架上或屋頂上。相反，應(yīng)設(shè)置獨立的避雷針（線），并確保其與配電裝置之間保持足夠的安全距離；對于電壓為110kV的變電所，避雷針可以安裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，這是為110kV電壓等級的絕緣水平較高，即使遭受直擊雷，一般也不易引起反擊REF_Ref32360\r\h[12]。本設(shè)計的直擊雷保護措施如下：110kV及以上的配電裝置的直擊雷保護措施：在構(gòu)架上裝設(shè)避雷針、獨立避雷針或避雷線；構(gòu)架避雷針(線)可經(jīng)金屬構(gòu)架地線接地；獨立避雷針或避雷線應(yīng)專門敷設(shè)接地線接地。35kV屋外配電裝置的直擊雷保護措施：裝設(shè)獨立避雷針或避雷線；應(yīng)專門敷設(shè)接地線接地。根據(jù)過電壓保護設(shè)計規(guī)程規(guī)定，獨立避雷針(線)及其引下線，在空氣中應(yīng)和其他金屬物體保持安全距離，需要符合相關(guān)規(guī)范要求：式中，Ssaf——空氣中的安全距離（m），一般小于5m；Rsh——獨立避雷針（線）的沖擊接地電阻（Ω）；hs——避雷針（線）校驗點的高度（即被保護物的高度）（m）。獨立避雷針(線)的接地體與變電所接地網(wǎng)間的最小地中距離應(yīng)滿足的要求：式中，SE——地中安全距離（m），一般不小于3m；變電站感應(yīng)雷防護在配電裝置中，針對雷電侵入波引起的過電壓，采用了金屬氧化物避雷器、配合避雷器的進線保護段以及其他保護措施。避雷器安裝位置和型號如下表6.1所示。表6.1各個電壓等級下的避雷器型號選擇表電壓等級避雷器型號安裝位置110kVY10W5-216/562主變壓器中性點，電壓互感器35kVYH1.5W-72/186主變壓器中性點，電壓互感器10kVHY5WZ-51/134電壓互感器，無功補償裝置，主變壓器入口110kV工頻放電電壓校驗：經(jīng)檢驗，符合要求，所以選擇型號為Y10W5-216/562的避雷器。35kV工頻放電電壓校驗：經(jīng)檢驗，符合要求，所以選擇型號為YH1.5W-72/186的避雷器。10kV工頻放電電壓校驗：經(jīng)檢驗，符合要求，所以選擇型號為HY5WZ-51/134的避雷器。接地保護在電力系統(tǒng)的設(shè)計和維護中，接地保護系統(tǒng)的設(shè)計扮演了關(guān)鍵的的角色。其至關(guān)重要的使命在于保障設(shè)備安全運作以及工作人員的生理安全。在設(shè)計接地保護系統(tǒng)時，必須全面考量土壤電阻率、接地體材料、接地體形狀與尺寸、接地體埋設(shè)深度等多重因素。這一過程旨在確保接地電阻達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。此外，為防止雷電波沿接地線侵入設(shè)備，還需在接地線上安裝適當(dāng)?shù)谋芾灼骰蚍烹婇g隙。同時，應(yīng)定期檢查接地系統(tǒng)的完好性，及時修復(fù)損壞的接地體，確保接地保護系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計過程中，還需特別關(guān)注接地網(wǎng)的布局，確保各個設(shè)備之間的接地連接牢固可靠，形成低阻抗的接地通路。接地網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)遵循等電位原則，盡量減小不同設(shè)備之間的電位差，從而避免由于電位差引起的設(shè)備損壞或人員觸電事故。對于高頻電子設(shè)備，還需考慮接地系統(tǒng)的抗干擾能力。通過合理的接地設(shè)計，可以有效地抑制電磁干擾，提高設(shè)備的運行穩(wěn)定性和可靠性。接地保護方案的設(shè)計需與電力系統(tǒng)整體防雷策略相