【煤矿35kV变电站电气部分设计11000字（论文）】

I煤矿35kV变电站电气部分设计119991绪论 1125192负荷计算 2267502.1变电站基本参数预设 2246032.2负荷等级的划分和计算的意义 2224742.3负荷计算的方法 3266452.4本章小结 3226203主变压器与主接线的选取 4200963.1主接线的定义和基本要求 4224903.2主接线的一般接线形式及最终选择 4303133.3主变压器的选定 5125683.3.1主变压器台数、容量和相数的确定 5111103.3.2主变压器绕组数和绕组形式的确定 6135963.3.3主变压器调压方式和冷却方式的确定 617973.4本章小结 7310654短路电流计算 827264.1短路电流计算的作用、产生原因及危害 8318954.2短路的类型 8228254.3计算短路电流 81114.3.1短路电流计算原则和依据 859194.3.2变压器及线路等值电抗计算 990184.3.3短路点的确定 10279904.3.4各短路点三相短路电流计算 11263424.4本章小结 18186855电气设备选择 19294595.1电气设备选择标准 1935075.2电气设备选择 1954675.2.135kV侧断路器及隔离开关 19207955.2.26kV侧断路器及隔离开关 20227225.2.335kV侧电流互感器 20137435.2.46kV侧电流互感器 2155195.3本章小结 21241666防雷接地保护 2295166.1防雷与接地保护的目的 2274006.2主要的防雷接地设备 224426.3本章小结 237844结论 246004参考文献 251绪论改革开放以来，我国电力工业比建国之初发生了翻天覆地的变化，以一个很高的速度、很高的质量不断前进，35kV变电所在国家电力系统中的数量和分布地域，仍然首屈一指。在以220kV变电所为圆心的周边60km地区，工程师们会把投建35kV变电所作为首选方案，因为具有很多优势。首先，这种方案降低了施工时的前期资金投入，为国家节省了一大笔开销，而且建造花的时间，比选择更高电压的变电所缩短了大约30%[8]，大大避免了不必要的工程人力资源占用，而且能够以更短的时间，通过变电输送，将电能转化为工业、农业生产值，进而将建设成本追平，产生更高的经济效益[9]。更重要的是，低压变电站，其结构、负荷水平，都普遍低于高压变电站，投入使用后，用于维护、保障变电站运行的人力物力投入，也比高压变电站低[9]。另外，35kV变电所在整个电力输送线路上，承担着很重的权重，也是铺设电网最费时、容错率最低的环节。35kV变电站，在电力系统的发出端以及用户之间起到承前启后的重要作用，它和其后电网中更靠近用户端的下游设施，如各类小型变电所、配电柜还有入户线路等紧密相连，可以说是用户电能分配的最后一处重要的“物资调度中心”[10]。因此，以35kV变电所为代表的低压变电所，设计的参数是否科学、运行时是否留出足够的安全余量，直接关系到流经本发电站的电能各项指标是否合格，进一步决定了电力系统能不能在运行时不发生事故、能不能长期保持输出电能符合质量要求、能不能兼顾节能等等问题。同时，35kV变电站，其本身的电磁污染、谐波污染也较高电压的变电站更低，对周边的线路及人员身体健康影响更小，更能满足城市和乡村越来越多的生活、生产用电需要[11]。我们在此选择35kV变电站设计作为毕业选题，不仅因为该变电站设计涉及到了供电技术、发电厂及其设计、电力系统分析等学科，贴合本专业（电气工程及其自动化）所学知识，是对本人学术水平、设计能力、计算能力和语言表达能力的一次考验，而且可以借此机会，对供电系统本身、系统的设计、运行维护等方面有一个初步认知，这有助于本人积累一定的常识，为步入工作打下良好基础。本变电站，将从负荷计算（包括确定基本参数预设及计算原则）、主变压器选择及主接线设计、短路参数计算（包括各个短路点的三相短路电流标幺值和有效值、三相和两相短路全电流冲击值）、电气设备选择（包括高压及低压侧断路器、电流互感器等），以及防雷接地保护装置等方面，展开设计，预期实现简单、基础的变电输送功能。

2负荷计算2.1变电站基本参数预设在此，我们首先对预设的变电站各项指标、参数，作出说明：1．变电站类型：35kV地方降压变电站2．电压等级：35kV/6kV3．负荷预设：6条10kV出线，最大负荷分别为：80A，70A，95A，90A，50A，60A。4．进线和出线设置：35kV侧，1条进线，10kV侧，6条出线5．系统情况：（1）35kV侧基准值：Sj=100MVA（2）10kV侧基准值：Sj=100MVA6．线路参数35kV线路为LGJ-70，长度25km其参数为：x输电线路标幺值：X7．电源电抗标幺值计算：Xmax*=8．气象条件最热平均气温30℃。2.2负荷等级的划分和计算的意义根据国标GB50052—2009《供配电系统设计规范》规定，按照某台负荷自身运行时，由于突然中断供电，造成的对电气操作人员生命安全和公私财产损失，我们可以把电力负荷分为三级，分类细则见下[13]：（1）一级负荷：因意外事故导致中断供电，将造成人身伤害甚至伤亡，或中断供电会使得生产变得不安全、重大产品及重要原材料报废、生产单位恢复生产需要大量时间以及其他类似属性的负荷。（2）二级负荷：一旦断电就会造成很大的财产损失的负荷。如电气主设备机械结构损坏、或者是生产线全速运行突然失电导致大量产品报废，重新开启生产要花很长时间。（3）三级负荷：不归入一级、二级的负荷[13]。负荷计算具有很重要的意义。首先，变电站设计离不开负荷计算提供的基础参考数据。另外，只有计算出的负荷在合理范围内，所选用电器和导线的成本才能控制在一个较低的水平，为整个方案节约资金。如果这个预设值设定的远高于正常值，不光浪费电、浪费大笔资金，还会浪费很多导电金属[14]；而设定的远低于正常值，会让用电器和各条导线长期在超负荷条件下运转，白白增加了许多电能损耗，并由此产生极强的热效应，进一步引起线路外包的绝缘层老化，甚至火灾。2.3负荷计算的方法工程师最常使用需要系数法、二项式法，确定用电设备组计算负荷。需要系数法实际使用比较多，也最简单[16]；二项式法局限性大，但计算分支线路的设备较少，而且它们的容量差别较大时，选二项式法更好。在此说明，本篇论文采用需要系数法。主要公式列举如下：（1）用电设备组的有功计算负荷：（2-1）式中，为同时系数，就是设备组在运转的设备与全部设备的容量比；为负荷系数，就是设备组的输出功率与运行的设备容量之比；为设备组的平均效率，就是输出功率与取用功率之比;为配电线路的平均效率，即配电线路的末端功率与首端功率之比，以上各个量的定义，都把最大负荷运行作为背景条件。（2）无功计算负荷为：（2-2）式中，是设备组的的正切值。（3）视在功率计算负荷为：（2-3）式中，是设备组的平均功率因数。（4）计算电流为：（2-4）式中，为用电设备组的额定电压。2.4本章小结本章展开说明了变电站的预设指标，如：变电站类型、负荷情况、负荷分类、负荷计算意义，确定了计算各参量的方法（需要系数法），并简要列举主要计算公式。

3主变压器与主接线的选取3.1主接线的定义和基本要求主接线的基本要求，主要体现在变电站本身应有的实际安装情况：首先是变电站的电源进线不能交叉重叠；其次是对重要负载的供电线路，必须保证故障率控制在很低的水平，即使发生断电也能第一时间启动备用电源；换句话说，如果一处变电站具有以一级负荷为主的重要负荷，那么就必须保证至少有两条电源进线，而且要相互独立，每单独一条进线都得能完全供应整个系统的全部负荷；然后是主接线传输的电能，必须和各台主变压器的容量相匹配，传输过多则浪费电能，过少则不能满足整套电力系统运行；最后是进出线的回路数、选用的断路器采用哪一种备用方式等等。以上这些要求，在落实时，都要保证整套电力系统运行时，不能发生断电、过电流等严重的生产事故，还要为全系统运行的时候，调整各部分机组容量、停机检修等留出操作余地，同时，还要兼顾到运行所消耗的电能。此外，在确定主变压器的台数和容量的时候，也要参照预期的负荷设定，并留出检修余地。3.2主接线的一般接线形式及最终选择电气主接线有两种基本形式：有母线接线和无母线接线。细分类型如图3-1所示。图3-1电气主接线的细分类型在此，我们选择分段单母线接线法，其示例接法见图3-2。图3-2分段单母线接线法示例分段单母线接线的优点是[18]：（1）线路分布很明晰，施工简单，容易维修，进而能增强线路运行稳定性，降低故障率；（2）把电能在线路间调动难度低，且后期扩建余量较大；（3）如果出线回路稍多，不用追加很多投资就能保障运转。3.3主变压器的选定3.3.1主变压器台数、容量和相数的确定变压器容量的选择，是为实现其预置功能而服务的。所以，在一般情况下，单台变压器每一兆伏安的花费、系统短路容量（某测量点三相短路时的视在功率）和变电所选址的气温高低、日照长短、恶劣天气是否频繁等对变压器工作状况的考验，都是影响选择变压器容量的因素。选择时，我们应当遵循下面几条原则[19]：(1)只装一台主变压器的变电所主变压器容量SNT应满足全部设备总计算负荷，即≥（4-1）(2)装有两台主变压器的变电所单独一台变压器的容量应满足以下条件:I单台变压器，单独运行，需要达到计算负荷60%-70%的水平，即（4-2）II在上述情况不变的条件下，应满足所有的一、二级负荷，即（4-3）其中Ⅰ、Ⅱ分别对应一、二级负荷。Ⅲ为了给未来5~10年的系统调整留下余量，我们选择过载能力（当电压过高或负载电流过大，超过额定限值以后，设备能够承受的能力范围）较小的干式变压器。在这里，我们需要说明一下，电力变压器额定容量：即温度一定时的持续最大输出容量。另外，需要说明的是，如果安装地点的年平均气温是20℃，则年平均气温每升高1℃，变压器容量相应地减少1%。因此，户外电力变压器实际容量（出力）为：户内电力变压器实际容量为：本变电所只有一台变压器，6条出线的最大总负荷电流为：计算负荷为：为了给今后发展留出足够的余量，我们选用容量为的变压器。常用的电力变压器，有单相和三相两种。三相设备比单相设备多了很多优点，主要体现在以下几个方面：首先是三相变压器更便宜，比机组容量相同的单相变压器价位偏低20%左右，能节省更多的建设资金；其次是体积更小，不占地方，对厂房的占地面积要求也更低；此外，三相变压器更为节能，其运行损耗平均能减少12～15％[19]。基于以上这些优点，在低压系统中，常用三相变压器。3.3.2主变压器绕组数和绕组形式的确定 我们设计的是35kV变电所，所以采用双绕组普通变压器。在国内，110kV及更高电压的电力系统，变压器都用“YN”连接；35kV系统使用“Y”连接，并配合中性点经消弧线圈接地；对于35kV以下系统，常用“D”连接。简要来说，普通双绕组，用YN，d11接线；三绕组变压器，一般接成YN，y，d11，或者是YN，yn，d11。近几年来，部分工程师大胆尝试了将变压器高、中、低压三侧都进行星形连接，行内把这种连接方式称之为：全星形接线组。相比于常用的各种接法，这种接线的优势格外突出：表现在较大的零序阻抗能有效降低短路电流幅值，也方便采用中性点消弧线圈接地方案；但与优点相伴，其缺点也更加明显：电力系统输出的正弦波电压质量明显下降，电压波形总是偏离预期，使得系统内的通信设备工作受到较大干扰，同时也限制了继电保护整定的精准性和快速反应能力[20]。我们设计的是35kV的变电所，采用双绕组普通式变压器，所以用的是YN，d11接线。3.3.3主变压器调压方式和冷却方式的确定切换方式有两种：不带电压切换，和带负荷切换。前者也叫无激磁调压，调整范围常在±2×2.5％以内，虽然调压范围很小，但是其花费比后者更低；后者也叫有载调压，调整范围可达30％，比前者提高了很多，但是因为这种调压的装置结构复杂，所以价位偏高。变电所在以下几类情况，可以选择有载调压变压器：（1）区域性的、或者生产单位内部专用的变电所，每天的负荷波峰波谷差值很大的，而且要求电能质量长期保持稳定的；（2）330kV及以上变电站，为了把中、低压电压水平控制在某个参数值附近，且正负误差要求控制在极小范围内的；（3）110kV及以下的无人值班变电站，需要通过远程控制来调节电压的。我们设计的是35kV（及以下电压）的变电所，且设计需求的日负荷变化较小，故采用无激磁调压。变压器的冷却方式有很多，在实际生产中用的最多的主要有：自然风冷却、强迫空气冷却、强迫油循环水冷却（或风冷却）、六氟化硫充气式变压器等。为了把变电站的经济消耗降到最低水平，同时保证正常的运转，我们选择强迫风冷。3.4本章小结本章先阐述了主接线的定义和基本选择原则，随后确定了如下重要参数：主接线形式为分段单母线接线法并无激磁调压、主变压器采用单台两绕组三相变压器、绕组连接方式选择YN，d11接线，调压方式为强迫风冷。4短路电流计算4.1短路电流计算的作用、产生原因及危害（1）危害设备及人员安全：短路电流巨大的热效应，会集中在短路元件，由于难以在短时间内把热量散掉，降温至元件正常工作温度范围内，所以会烧坏该元件；如果是核心元件损坏，那么整台设备就彻底瘫痪；同时，高温可能导致局部爆炸，伤害周围人员。（2）高温和电学力的危害：除了（1）中所述的高温对元件及线路绝缘层有害之外，由于通电导线会产生磁场，其临近通电线路在磁场中发生受到震动会切割该磁场，产生安培力；而短路电流本身数值巨大，由公式可知，其受到的安培力也很大，这就可能损伤绝缘层，造成短路隐患甚至是直接引发短路。（3）破坏生产和生活秩序：由于短路时，电流的通路上缺乏有效的阻抗来限流，所以会大幅度降低系统的电压，破坏变电站下游的电力用户供电，进而导致设备、用电器等停转，引起生产线上产品报废、烧坏电动机或者大型计算机重要数据丢失等等不良后果。（4）引发全系统故障：短路时，由于线路上电流突然增大，会引起系统功率分布突变、系统电压大幅度下滑，进而使得各变电站并联运行不稳定，进而使整个系统解列。4.2短路的类型短路类型，主要分类如下：（1）三相短路：电压电流大小和相对称，这种短路的破坏面覆盖整个系统的带电线路，在各种短路中的危害最大。 （2）两相短路：没有发生故障的那一相，相电流为0；发生故障的两相，相电压相等，电流等大反向。 （3）单相接地：发生的几率在各种短路中最大，三相电压和为0，电流和为0。 （4）两相短路接地：其特点和两相短路一样。其中需要说明的是，对于不对称的短路，每相电流和电压的数值、相角都不一样。4.3计算短路电流4.3.1短路电流计算原则和依据短路电流计算原则如下：（1）对于3~35kV电网中短路电流的计算，可以认为110kV及以上的系统的容量为无限大，只要计算35kV及以下网络元件的阻抗[23]。（2）对于高压设备的短路电流，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略其电阻；对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才计入。（3）以三相短路为计算条件。由于在同一个系统中，短路电流在三相短路时为最大，所以我们按照三相短路电流为计算依据，由此选出的电路分断装置，必能够分断单相或二相短路的电流。（4）对于有两个及以上的电压等级系统，用标么值计算法比实际值方法更好用。基于上述原则，我们采用标幺值法计算短路电流。而确定了短路电流的计算原则之后，接下来我们要确定一些计算的数据，作为计算依据。（1）原始数据我们已经进行了一部分前置计算，基于上述这些计算，并结合一些资料，我们决定：选用S9-10000/35型变压器，容量为10000，电压为35×3±2.5%，阻抗电压。35kV电源进线25km，选用LGJ-70型导线（钢芯铝绞线），系统基准容量100，电抗标幺值在最大运行方式取，在最小运行方式取。（2）短路计算假设条件从起始态到短路稳态，短路电流变化过程比较复杂，这是因为影响短路电流的因素较多。我们在选择计算方法时，应当把变电站建设对数据精确度的要求摆在首位，必要时采用一些假设条件，快速算出短路电流的数值。我们常用的一些假设条件如下[23]：（Ⅰ）系统在三相对称条件下无异常工作。（Ⅱ）对于大电网末端负荷线路，不计负荷电流影响；对于小的电网，则考虑之；在短路电流计算中，可按综合负荷考虑。（Ⅲ）短路时，变压器铁芯饱和，其电抗大小不受电流幅值影响。（Ⅳ）不计输电线路的电容。（Ⅴ）在研究对象系统中，其综合电阻若小于综合电抗的1/3，则略去不计。经过上述过程的简化，我们把复数运算，转化成代数运算，计算难度降低了。4.3.2变压器及线路等值电抗计算（1）电源阻抗标幺值：（2）35kV线路阻抗标幺值：查有关工程资料，可以发现：35kV的LGJ-70型导线的每千米电抗值，那么25km线路的电抗标幺值为：变压器等值电抗标幺值：（4）出线负荷电抗标幺值：10kV低压侧有6条架空线，每条线之间的平均距离为，有关数据见表4-1。表4-1架空线数据编号导线型号长度（km）最大负荷电流（A）导线每千米电抗值（查表可得）L-1LGJ—5010 80 0.368L-2LGJ—508700.368L-3LGJ—7010950.358L-4LGJ—7015900.358L-5LGJ—355500.380L-6LGJ—359600.380各出线线路电抗标幺值为：4.3.3短路点的确定为了计算，我们需要选取一些短路计算点，选取的依据是：选用常用的接线方式，找出流经观察对象支路上各个观测点的短路电流幅值，并以断路器为界，比较其前后观测点位的计算值，其中较大的，这就是我们要找的短路计算点。对于高压电路，总电抗远大于总阻抗，所以我们可以只算电抗，不算阻抗[23]。由前文所述可知，系统基准容量是100，为了计算系统最大和最小运行方式的短路电流，我们设35kV母线短路点为K1，10kV母线的则为K2，10kV负荷出线端6个短路点分别为：K3，K4，K5，K6，K7，K8。详细短路点见下图4-1：图4-1短路点等效电路图见图4-2。图4-2等效电路图4.3.4各短路点三相短路电流计算最大方式运行计算公式：（1）三相短路电流周期分量标幺值：（4-1）（2）三相短路电流周期分量有效值：（4-2）（3）三相短路全电流冲击值：（4-3）（4）两相短路全电流冲击值：（4-4）最小方式运行计算公式：（1）三相短路电流周期分量标幺值：（4-5）（2）三相短路电流周期分量有效值：（4-6）（3）三相短路全电流冲击值：（4-7）（4）两相短路全电流冲击值：（4-8）（1）K1点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K1点三相短路电流周期分量标幺值（以下简称三相标幺值），即由式（4-2）得K1点三相短路电流周期分量有效值（以下简称三相有效值），即由式（4-3）得K1点三相短路全电流冲击值（以下简称三相冲击值）为由式（4-4）得K1点两相短路全电流冲击值（以下简称两相冲击值）为最小方式运行：由式（4-5）得K1点三相标幺值，即由式（4-6）得K1点三相有效值，即由式（4-7）得K1点三相冲击值为由式（4-8）得K1点两相冲击值为（2）K2点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K2点三相标幺值，即由式（4-2）得K2点三相有效值，即由式（4-3）得K2点三相冲击值为由式（4-4）得K2点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K2点三相标幺值，即由式（4-6）得K2点三相有效值，即由式（4-7）得K2点三相冲击值为由式（4-8）得K2点两相冲击值为（3）K3点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K3点三相标幺值，即由式（4-2）得K3点三相有效值，即由式（4-3）得K3点三相冲击值为由式（4-4）得K3点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K3点三相标幺值，即由式（4-6）得K3点三相有效值，即由式（4-7）得K3点三相冲击值为由式（4-8）得K3点两相冲击值为（4）K4点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K4点三相标幺值，即由式（4-2）得K4点三相有效值，即由式（4-3）得K4点三相冲击值为由式（4-4）得K4点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K4点三相标幺值，即由式（4-6）得K4点三相有效值，即由式（4-7）得K4点三相冲击值为由式（4-8）得K4点两相冲击值为（5）K5点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K5点三相标幺值，即由式（4-2）得K5点三相有效值，即由式（4-3）得K5点三相冲击值为由式（4-4）得K5点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K5点三相标幺值，即由式（4-6）得K5点三相有效值，即由式（4-7）得K5点三相冲击值为由式（4-8）得K5点两相冲击值为（6）K6点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K6点三相标幺值，即由式（4-2）得K6点三相有效值，即由式（4-3）得K6点三相冲击值为由式（4-4）得K6点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K6点三相标幺值，即由式（4-6）得K6点三相有效值，即由式（4-7）得K6点三相冲击值为由式（4-8）得K6点两相冲击值为（7）K7点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K7点三相标幺值，即由式（4-2）得K7点三相有效值，即由式（4-3）得K7点三相冲击值为由式（4-4）得K7点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K7点三相标幺值，即由式（4-6）得K7点三相有效值，即由式（4-7）得K7点三相冲击值为由式（4-8）得K7点两相冲击值为（8）K8点短路电流计算最大方式运行：由式（4-1）得K8点三相标幺值，即由式（4-2）得K8点三相有效值，即由式（4-3）得K8点三相冲击值为由式（4-4）得K8点两相冲击值为最小方式运行：由式（4-5）得K8点三相标幺值，即由式（4-6）得K8点三相有效值，即由式（4-7）得K8点三相冲击值为由式（4-8）得K8点两相冲击值为短路电流汇总表见表4-2，其中各参量单位为kV。表4-2短路电流汇总表短路点短路点额定电压短路基准电压最大运行方式最小运行方式K135372.081.805.291.831.594.66K21010.53.683.199.393.412.958.69K31010.51.161.02.961.100.952.80K41010.51.321.143.371.271.103.23K51010.51.161.02.961.130.982.89K61010.50.881.142.240.850.742.17K71010.51.711.04.351.651.434.22K81010.51.191.033.051.161.02.994.4本章小结本章主要讲述了短路电流的定义、分类、危害，以及相关的参数计算，如：计算原则、计算主要公式，以及分别按最大、最小运行方式，对8个节点的三相短路电流周期分量标幺值及其有效值、三相短路全电流冲击值和两相短路全电流冲击值进行计算。

5电气设备选择5.1电气设备选择标准我们在选择变电站导体和用电器的时候，必须严格按照国家标准执行，在实际工程建设中做到：采用前沿技术含量高的设备，把漏电一类的事故发生率降到最低；运行时对环境要求较低；检修难度低；并为以后扩建留出余地等，进而使得变电站以一种节能、低经济损耗的模式运行[24]。具体来说，有以下几个方面：（1）能确保变电站顺利运行、为大小规模的检修以及未来扩建留出空间、发生短路时及时把故障支路从整个电路中切断并分离出来。（2）选用的设备能适应当地环境，避免因为强日照、强风、过大的昼夜温差等导致运行状况波动大，甚至故障；或者能把基础型号设备进行适合当地气候的本土化改造。（3）尽量提高设备本身的前沿科技及专利技术占比，同时兼顾到设备的价格，为工程建设节省资金。（4）新安装设备时，尽量用和破损设备一样型号的。（5）选用新产品，必须提前做好大量实地测试，获得可靠的数据，确保预估安装效果在合理范围内。5.2电气设备选择对于隔离开关和断路器，我们按照以下几条标准来选[24]：电压：电流：断开电流满足：短路关合电流满足：（5）热稳定选择条件：注：5.2.135kV侧断路器及隔离开关我们对以上信息进行整理，可知：在此系统中统一取过负荷系数为1.5，则最大电流每天最高气温平均值30℃，综合修正系数K=1.0535kV侧用电器型号汇总表见下表5-3。表5-335kV侧用电器型号汇总表计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参数SW3-35GW4-35/60035353524710006002.0816.57.26816.5²×4=108914²×5=9805.292542505.2.26kV侧断路器及隔离开关整合已知信息可知：

对本系统，统一选取过负荷系数为1.5，则最大电流每天最高气温平均值30℃，综合修正系数K=1.056kV侧用电器汇总表见下表5-4。表5-46kV侧用电器汇总表计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参数SN1-10GN2-10/600101010545.610006003.682016.9320²×4=160020²×5=10009.393052605.2.335kV侧电流互感器准确级0.5所以，我们可以选择LCW-35型电流互感器。5.2.46kV侧电流互感器准确级0.5所以，我们可以选择LMC-10型电流互感器。5.3本章小结本章节，主要对35kV侧和6kV侧的侧断路器、隔离开关以及电流互感器如何挑选，以及挑选过程的少量计算环节，进行了简要的阐述，最终选定了如下设备及其型号：断路器型号：35kV侧为SW3-35型，6kV侧为SN1-10型；隔离开关型号：35kV侧为GW4-35/600型，6kV侧为GN2-10/600型；电流互感器型号：35kV侧为LCW-35型，6kV侧为LMC-10型。6防雷接地保护6.1防雷与接地保护的目的雷击对变电站的破坏，主要体现在两大方面：一是雷电电弧直接命中电气设备；二是由于架空线路本身会产生感应电过电压，加上雷电直接命中线路产生的过电压，二者相互叠加，形成巨大的电流，沿线路入侵变电站。因此，如何防御雷电直击，以及雷电入侵电流，对变电站设备造成破坏，就是防雷方案设计的核心[25]。在这里，我们采用最常用的接地，作为主要防雷手段，我们预期实现如下目标：（1）把雷击及其转化形式，如跨步电位差，对人员的伤害减弱到最低程度；（2）保护变电站内的低电压设备，免受雷击的直接影响，确保其正常信号通信等活动尽量不受损失；（3）尽量提高保护系统能够承受的电流上限，还有允许该电流通过保护系统的持续时间；（4）为流经保护系统的电流准备一条阻抗值较低的返回通路，让保护系统能在最短的时间启动并生效。6.2主要的防雷接地设备现今主流的防雷接地设备，基本分为两部分组成：（1）雷电接收装置，就是裸露在外，直接接触雷电的部分，如避雷针、避雷网等；（2）接地装置，包括埋入地下的导电装置以及和雷电接收装置相连的导线。6.2.1避雷针和避雷线避雷器是一种限制过电压的装置，工程师们常常把它和别的保护设备并联安装，当施加在保护装置的电压超过设定的承受阈值之后，避雷器率先动作，把积攒的过量电能释放到其他地方，这样，施加在设备上的巨大过电压就随着能量流失而降低到安全水平上限值以下，从而保护电气设备免遭过电压伤害。在电力系统的防雷击保护中，工程师最常用是氧化锌避雷器。氧化锌的电压-电流关系不是一次函数，我们大可以充分发挥这一优势，使得在保证各台设备都在正常的工作电压下，流过避雷器的电流被限制在极小水平；当过电压到来时，预先设置的导流通路电阻阻值快速变小，把过电压的能量导流掉，最终保护设备免受过电压破坏。和传统的避雷器相比，这种新式的氧化锌变压器有着更大的优势：它没有放电间隙，有助于氧化锌材料发挥其非线性特性，更好地实现泄流和开断作用[25]。在此，我们根据使用该避雷器的电网额定电压，和冲击放电电压，对避雷器进行选择。6.2.2接地装置工程师们有一句行话，叫作“防雷在于接地”。这句话反应出，接地是将雷击危害降到最低的核心操作方法，也说明重要的变电设施必须安装好和其性能参数相匹配的接地装置。对于接地，通俗来讲，是把系统电路中的某个点位，通过导体（如金属导线）与大地相连接，使得该点位的电势和大地保持数值相等。接地，按其功能可分三类：（1）工作接地：安装时要根据所配属的系统对于设备能短时承受的过电压、过电流数值，调节其接地电阻阻值。一般这种情况的接地电阻在0.5~10Ω之间。（2）保护接地：为了保护操作人员的生命安全，把设备的金属外壳，通过导线，和大地相连接。需要说明的是，这种接地方式，只在设备故障时才起作用，它需要的接地电阻在1～