某重型机械制造厂35kV总降变电所及高压配电设计(共25页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上1.某重型机械制造厂35KV总降压变电所电气设计原始资料设计原始资料：（1） 工厂总平面布置图（2） 生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的大（3） 型电机、变压器、锅炉配件制造任务。年生产规模为制造大型电机配件7500台，总容量为45万kw ，制造电机总容量6万kw ，制造单机最大容量为5520kVA ；生产电气配件60万件。本厂为某大型钢铁联合企业重要组成部分。（4） 工厂各车间负荷情况及转供负荷情况如表1所示。（5） 供电协议：1） 当地供电部门提供两个供电电源，共设计者选用。从某220/35kV区域变电所提供电源，该变的所距厂南10km

2、 。从某220/35kV区域变电所提供电源，该变的所距厂南5km 。2） 电力系统短路数据如表2所示。3） 供电部门提出的技术要求：a) 区域变电所35kV馈出线定时限过电流保护整定时间为1.8s ，某变电所35kV馈出线过电流保护整定时间为1.1s 。b) 工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9 。c) 在总降压变电所35kV侧进行计量。d) 供电贴费为700元/ (kVA)，每月电费按两部分电价制：基本电费为18元/(kVA)，动力电费为0.4元/(kVA)，照明电费为0.5元/(kVA)。e) 工厂负荷性质。本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班制，年最大有功负荷利用小时数为230

3、0h。锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险，又由于该厂距离市区较远，消防用水需要厂方自备。锅炉房供电要求有较高的可靠性，其中60%为一、二级负荷。f) 工厂自然条件： 气象资料。年最高气温31OC，年平均气温20 OC，年最低气温-27 OC，年最热月平均最高气温31OC，年最热月地下0.71m处平均温度20 OC，常年主导风向为南风。年雷暴日37天。 地质水文资料。平均海拔31m，地层以沙质粘土为主且可耕地，自然接地电阻10，地下水位35m，地耐压力为20t/m2 。2负荷计算2.1负荷分级根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级

4、：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。 二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。 三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。本例属于比较重要的工场，其供配电采用两条进线，下设两个35KV的电力变压器。2.2

5、负荷具体计算 目前，负荷计算常用需用系数法、利用系数法和二项式法。本设计采用需用系数法进行负荷计算，步骤如下：需用系数法：用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。(1)用电设备分组，并确定各组用电设备的总额定容量。(2)用电设备组计算负荷的确定。 用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中可根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为: （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总

6、额定容量；功率因数角的正切值；额定电压；该用电设备组的计算负荷电流；需要系数，根据资料查得。(3)多组用电设备组的计算负荷 在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数K。具体计算如下： i1、2、3，m （2-5） （2-6） （2-7） （2-8）式中P、Q、S为配电干线式变电站低压母线的有功、无功、视在计算负荷；同时系数；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流;该干线或低压母线上的额定电压;m该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数；用电设备组的需要系数

7、、功率因数角正切值、总设备容量；a.电机修理车间计算负荷.1=2550kw 1=0.25 =0.77 1=0.82.1=·1=0.25×2550=562.5kw.1=.1·=562.5×0.82=461.3kva.1=.1= =562.5/0.77=730.5kva =/=730.5kva/1.732×10000=42.18A.2=1190kw .2=0.2 .2=0.53 .2=1.58.2=.2·.2=0.2×1190=238kw.2=.2·.2=238×1.58=449kva2=22 =238/0.

8、53=449kva=.2/=449kva/1.732×10000=25.92A.3=650kw .3=0.35 .3=0.55 .3=1.51=.3·.3=0.35×650=227.5kw.3=.3·.5=227.5×1.51=343.5kva.3=.3 .3= =227.5/0.55=413.6kva.3=.3/=413.6kva/1.732×10000=23.88Ab.机械加工车间计算负荷.1=520kw .1=0.6 .1=0.6 .1=0.85.1=.1·.1=520×0.6=312kw.1=1·

9、.1=312×0.85=265kva.1=.1.1=520kva.1=.1/=828/1.732×10000=80A同理.2=200kw.2=156.2kva.2=250kva.2=.2/=14.4A.3=220kw.3=354.2kva.3=440kva.3=.3/=25.4Ac.新产品车间计算负荷.1=225kw.1=198kva.1=300kva.1=.1/=17.3A.2=190.4kw.2=167.5kva.2=253kva.2=.2/=14.6A.3=91.2kw.3=82kva.3=123kva.3=.3/=7.1A.4=364kw.4=233kva.4=43

10、3kva.4=./=25Ad.原料计算负荷.1=370.5kw.1=296.4kva.1=475kva.1=.1/=27.4A.2=690kw.2=517.5kva.2=862.5kva.2=.1/=49.8Ae.配件计算负荷.1=448kw.1=380.8kva.1=589.5kva.1= .1/ = 34A .2=184.8kw.2=243.2kva.2=157.1kva.2=9Af.锻造车间计算负荷=2280kw=2246.4kva=3600kva=/=207.8A根据变压器损耗公式：P=0.02P10KV Q=0.1Q10KV则有:P=248(KW) Q=600(Kvar)考虑变压器损

11、耗后全变电所计算负荷，即35KV母线处计算负荷： =12407+248=12655(KW)=6005+600=6605(Kva)=14274(Kva)则自然功率因数：COS=12655/14274=0.76（已计算出所需数据）以下是用电设备负荷表2-1各车间负荷情况及转供负荷情况序号车间名称设备容量（KW)需用系数计算负荷KdcostanP30(KW)Q30(kvar)S30(KVA)1电机修理车间25500.250.770.82562.5461.3730.511900.20.531.582383764496500.350.551.51227.5343.5413.62机械加工车间5200.60

12、.60.85312265.25205700.350.80.78200156.52508800.250.51.61220354.24403新产品试验车间3000.750.750.882251983003400.560.750.88190167.52531600.570.740.991.2821236500.560.840.643642334334原料车间5700.650.780.8370.5296.447523000.30.80.75690517.5862.55备件车间7000.640.760.85448380.8589.55280.350.760.85184.8243.21576锻造车间360

13、00.80.80.7822802246.43600 表2-1各车间负荷情况从表2-1中知本矿变电所的最大连续负荷为15508KW，无功负荷为6321KVar. 计算有功负荷时的值相应取0.85，计算无功负荷时的值相应取0.95。即10KV母线计算负荷：P10KV=15508x0.8=12407（KW），Q10KV=6321x0.95=6005（Kvar）。2.3功率补偿（1）功率补偿因数计算 根据本矿变电所负荷统计的结果可知：35KV侧的计算负荷=12655+6605j，其自然功率因数为0.76，现利用电容器补偿，假设补偿后的功率因数为0.9，根据矿井安装电容器容量公式：计算负荷；自然功率因数

14、的正切值；补偿后的正切值。因此补偿的无功功率为：=12655×(tanarccos0.8tanarccos0.9=2362KVar)则全所总无功计算负荷为：=66052362=4243（KVar）3 主变器的选择3.1变压器台数的选择(1)对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。(4)本矿采用两台主变，平时只用一台，一台备用。3

15、.2 变压器选择计算由于=14274 (KVA)所以按条件选变压器。=(0.6-0.7)14274=8564>=S30(1+2)因此每台主变压器的容量应选10000 KVA 。 故经过以上的验证，选用两台35/ 10kv，额定容量为10000KVA的SF710000/35变压器，地面低压变压器选用S9-500,10/0.4KV,所用变压器选用S9-50/35。 4 电气主接线的设计4.1变电所的主结线方式变电所的主接线是由各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关，所以变电所的主接线有多种形

16、式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的配置及运行的可靠性等都有密切的关系，是变电所设计的重要任务之一。（1）线路-变压器组接线发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机变压器组，称为单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对而言于具有母线时，有所减小等特点；这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。（2）桥式接线为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用有两回路电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为内

17、桥、外桥和全桥三种，其接线如图4-1所示。 图4-1桥式接线图中WL1和WL2为两回电源线路，经过断路器QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器QF1、QF2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。（3）单母线分段式结线 有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所，其受、配电母线以及桥式接线变电所主变二交侧的配电母线，多采用单母分段，多用于具有一二级负荷，且进出线较多的变电所，不足之处是当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该母线的全部进出线均应停止运行。（4） 双母线接线这种接线方式有两组母线，两组

18、母线之间用断路器QF联络，每一回线路都通过一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。因此，不论哪一回线路电源与哪一组母线同时发生故障，都不影响对用户的供电，故可靠性高、运行灵活。双母线接线的缺点是设备投资多、接线复杂、操作安全性较差。这种接线主要用于负荷容量大，可靠性要求高，进、出线回路多的重要变电所。 图4-2 电气主接线方案该方案中采用单母线分段接线的两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电的可靠性。可以保证当任一母线发生故障或检修时，都不会中断对类负荷的供电。综合比较本矿的35kv侧采取全桥形式的主接线，全桥型接线灵活可靠。10千伏侧则选用单母线分段接线。5 短路电流计算5.2 短路

19、回路参数的计算在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的计算通常采用有名值和标么值两种计算方法。前一种计算方法主要适用于1KV以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高压供电系统以及电力系统中。对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。5.2.1标么值标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的

20、方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100MVA和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间应满足下列关系： = = （5-1）式中、功率、电压、电流、阻抗的基准5.2.2短路回路中各元件阻抗的计算序号元件名称标幺值有名值（）短路功率（MVA）1发电机（或电动机）=2变压器RT=XT=3电抗器4线路(1) 图5-1等效短路电流计算 选取选基准容量取=100MVA计算点，=35kV 则=1.65KA计算点及其其它短路点时，选取=10kV则=5.

21、8KA 主变压器电抗= =0.075×100/10 =0.7535KV架空线路电抗=100.4100=0.33 5.3短路电流的计算过程一般选取各线路始、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。(1) K1短路电流的计算 最大运行方式下的三相短路电流=+=0.17+0.33=0.5=1=2 =×=21.65=3.3(KA) =2.55×=7.43(KA) =1

22、.52× =5.0=×=2100=200(MVA)(2) K12点短路电流计算 K12=K2最大运行方式下的三相短路电流 0.5+0.375=0875=1=1.14=×=1.145.8=6.6(KA)=2.55×=14.85 (kA)=1.52×=10 (kA)=×=114(MVA)6 .电气设备的选择和校验6.1母线的选择6.1.1 35KV母线的选择35kV母线，在室外一般选用钢芯铝绞线，母线截面按经济电流密度选，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。本矿的总负荷电流

23、为：=1.05/=1.05×14974/×35=259A。查表得知经济电流密度J=1.15因此截面 S=/J=225(mm2) 所以选取LGJ-185型钢芯铝绞线，载流量515A，40°C时候的载流量是446A>259A校验合格。6.1.2 10KV母线的选择已知6KV侧最大长时负荷电流(k为分配系数取0.8)=1.05/=10000/×10=907.7A=k×=0.8×907.7=726A查得铝母线LMY100×8平放在40，其最大允许载流量为1210A, >所选型号满足要求。热稳定校验A /c已知 =1.8s

24、 =6.6KA 查得C=95 =93.2mm<800 mm满足要求。6.2电气设备的选择6.2.1断路器的选择35KV侧： 初步拟定选用断路器的型号为户外式真空断路器，型号为ZW7-40.5型，额定电压为35KV，额定电流为1250KA。其技术参数如下表。表6-1断路器ZW7-40.5技术参数型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流额定关合电流4S热稳定电流ZW7-40.535KV1250A25KA63KA63KA25KA校验:1) ZW7-40.5断路器额定电压为35kV,符合条件。(2) ZW7-40.5断路器额定电流为1250A,35KV侧变压器回路中最大长时负荷电流为=1.05

25、/=1.05×14974/×35=259A即>，因此符合技术条件。（3)63kA，7.43kA 满足动稳定校验。（5）由于变压器容量为10000KVA，变压器设有差动保护，在差动保护范围内短路，其为瞬时动作，继电器保护动作时限为0，短路持续时间小于1s，需要考虑非周期分量的假想时间。此时假想时间由断路器的全开断时间0.1s和非周期分量假想时间0.05s构成，当断路发生在6KV母线上时，差动保护不动作，此时过电流保护动作时限为2s，短路持续时间大于1s，此时假想时间由继电保护时间和断路器全开断时间构成，即 =2.1s。热稳定电流=3.3×=0.64(KA)&l

26、t;25(KA)满足热稳定校验。6KV侧：初步拟定选用断路器的型号为ZN63A-6/1250。参数如下表6-2。表6-2断路器ZN63A-6/1250技术参数型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流额定关合电流4S热稳定电流ZN5-10/125010KV1250A25KA63KA50KA20KA(1) ZN5-10/1250断路器额定电压为10kV,符合条件。(2) ZN63A-6/1250断路器额定电流为1250A,6KV侧变压器回路中最大长时负荷电流为=1.05/=10000/×6=907.7A即>Imax2，因此符合技术条件。（3）63kA，14.85kA 满足动稳定校

27、验。(4） 热稳定电流=6.6×=1.3(KA)<25(KA)满足热稳定校验。6.2.2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行电气隔离的设备。（2）形式结构：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1

28、000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，用于级污秽区，防污型用于级（中污型）、级（重污型）污秽区。最大长时负荷电流= /=9282/(×35)=153A根据设计条件，选择户外式隔离开关，GW5-3

29、5G/600型隔离开关。其技术参数如下表6-3。表6-3 GW5-35G/600型隔离开关技术参数型号额定电压（KA）额定电流（KA）动稳定电流（KA）5s热稳定电流（KA）GW5-35G/600356005014动稳定校验：按K1点的最大短路电流校验，即 =50KA>=7.43KA符合要求。热稳定校验：短路发生后，事故切除靠上一级的变电所的过流保护，继电器的动作时限比35KV进线的继电保护动作时限2.5s大一个时限级差，故=2.5+0.5=3s =+=0.1+3=3.1s相当于5s的热稳定电流为=3.3×=2.6KA<14KA符合要求。10KV侧选用GN6-10T/60

30、0型隔离开关其技术参数如下表6-4。表6-4 GN6-6T/600型隔离开关技术参数型号额定电压额定电流极限通过电流峰值5s热稳定电流GN6-10T/6010KV600A50A20KA经过动热稳定校验符合要求。6.2.3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。电流互感器的结构特点是：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

31、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：额定电压大于或等于电网电压： 额定电流大于或等于长时最大工作电流: 二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量: 校验。根据条件选择的电流互感器是LZZBJ4-35。其额定电压为35KV，额定电流为300A。本型电流互感器为环氧树脂浇注全封闭结构，具有高动热稳定，高精度，多级次，并可制作复变比等特点，只要用作计量和继电保护用。其技术参数如下6-5表6-5 LZZBJ4-35电流互感器技术参数变比准确级次组合额定输出（KV）4S热电流（有效值）（KA）动稳定电流（峰值）（KA）300/50.5

32、/0.5/10P10/10P1025/25/50/5017.142.8=300> = 259A符合要求。 动稳定性校验=42.8KA>=7.43KA符合要求。热稳定校验=17.1²×4=1170>=3.33.3×3.1=101符合要求。此外根据需要10KV侧选择有LA-10,200/5、LA-10,500/5型电流互感器。所选电流互感器参数如下表技术参数如下表。表6-6 LA-10,200/5型电流互感器技术参数变比准确级次组合二次负载值0.5级1S热稳定倍数动稳定倍数200/5 0.5/3、1/30.817.114表6-7 LA-10,500/

33、5型电流互感器技术参数变比准确级次组合二次负载值0.5级1S热稳定倍数动稳定倍数500/5 0.5/3、1/30.460110经过动热稳定校验均符合要求。6.2.4电压互感器的选择该变压器不进行绝缘检测，只需测量线路电压，可选两台JDJ35型单相双绕组油浸式户外电压互感器，分别接在35KV两段母线上。10KV母线上选用两台JSJW-10三相屋内式电压互感器，以及两台单相屋内式电压互感器JDZ-10。其主要技术数据如下表。表6-8 JDJ-35型电压互感器技术参数型号额定电压工频试验电压二次电压极限容量JDJ35 35KV95KV0.1KV1000/V.A表6-9 JDZ-10型电压互感器技术参

34、数型号额定电压额定变压比额定变压比0.5级极限容量JDZ-10 10KV10000/10080500/V.A表6-10 JSJW-10型电压互感器技术参数型号额定电压额定变压比额定变压比0.5级极限容量JSJW-10 10KV1000/1000/100/3120960/V.A6.2.5高压熔断器的选择本设计35千伏高压侧采用RW5-35/200-800型户外高压跌落式熔断器和RN1-6室内高压熔断器。其技术参数如下表。表 6-11 RW5-35/200-800型熔断器技术数据额定电 压（KV）额定 电 流（A）断流容量上限/MV.A断流容量下限/MV.A3520080030经校验符合条件。表

35、6-12 RN1-10高压熔断器技术数据额定电 压（KV）额定电流A三相最大断流容量/MV.A最大开断电流（KA）最小开断电流（KA）过电压倍数1010010002001.32.5 经校验符合条件。10kV侧高压熔断器的选择RN310型户内高压熔断器。其技术参数如下表6-13：表6-13 RN310型高压熔断器技术数据型号额定电压熔断器额定电流最大断流容量三相RN3-1010 KV50-200 A200 MVA经校验符合条件。6.2.6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

36、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。主要根据负荷等级选择高压开关柜的型号。一般情况下，一、二级负荷选择移开式开关柜，如KYN2/JYN1型开关柜，三三级负荷选择固定式开关柜，如KGN型开关柜。所选开关柜技术参数如下表。表6-14 JYN1-35型开关柜技术参数型号额定电压(KV)额定电流（A）类别形式JYN1-35351000单母线移开式表6-15 KYN-10型开

37、关柜技术参数型号额定电压(KV)额定电流（A）类别形式KYN-1010630-2500单母线移开式表6-16 KGN-10型开关柜技术参数型号额定电压(KV)额定电流（A）类别形式KGN-1010630，1000单母线固定式 7.变电所的防雷保护8.1 变电所防雷概述 雷电引起的大气过电压将会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所和高压输电线路中，必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。运行经验表明，当前变电所中采用的防雷保护措施是可靠的，但是雷电参数和电器设备的冲击放电特性具有统计性，故防雷措施也是相对的，而不是绝对的。 变电所的雷电危害主要来自两个方面：一个是直接雷

38、击变电所的建筑物、构筑物或装设在露天的设备，强大的雷电冲击电流通过被击物泄放入地时，引起机械力破坏和热破坏；另外一个是雷电感应产生的高电压波沿输电线路侵入变电所内，使主要电气设备对地绝缘击穿或烧毁。所以对于直接雷击破坏，变电所一般采用安装避雷针或者避雷线保护，对于沿线路侵入变电所的雷电侵入波的防护，主要靠在变电所内合理地配置避雷器。8.2 避雷针的选择 防直击雷最常用的措施是装设避雷针，它是由金属制成，比被保护设备高并具有良好的接地装置，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。避雷针的设计一般有以下几种类型：1.单支避雷针的保护；2.两针避雷针的保护

39、；3.多支避雷针的保护。本次设计采用单支避雷针进行防直击雷的保护。避雷针的保护范围是指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击而言。单支避雷针的保护范围是一个旋转的圆锥体。避雷针的保护半径rx可按下式计算，即 ，当时； （9-1） ，当时。 （9-2）式中 h避雷针高度，单位m； hx被保护物的高度，单位m； p高度影响因数，当时，p=1；当时，。 这次选择在距变电所外10m的地方装设单支避雷针，安装在进线终端塔顶，塔顶高度为21m，针高12m，取33m作为计算高度。 表9.1 避雷针保护范围计算表针号h（m）p（m）(m)保护范围避雷针高度高度影响因数被保护物高度保护半径#1330.9617.01

40、5.36#1#1330.968.032.16#1#1330.964.039.84#18.3 避雷器的选择目前在新建或技术改造的变电所中，一般都选用氧化锌避雷器，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比，具有残压低、无续流、通流容量大、性能稳定和动作迅速等优点。 1. 35kV侧避雷器的选择 （1）按额定电压选择 35kV系统最高电压40.5kV，相对地电压为40.5/=23.4kV，避雷器相对地电压为1.25U=1.2540.5=50.6kV，取避雷器额定电压为53kV。 （2）按持续运行电压选择 35kV系统相电压23.4kV,选择氧化锌避雷器持续运行电压40.5kV，此值大于23.4kV。 （3）标称放