110kV降压变电站电气一次部分设计

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第六章 接地刀闸与避雷器的选择

运行中的电气设备，可能受到来自外部的雷电过电压的作用，必须采取有效过电压防护器具，实现防雷保护和接地保护。

6.1 接地刀闸选择

为了保证电器和母线的检修安全，35kV及以上每段母线根据长度宜装设1～2组接地刀闸或接地器。每两接地刀闸的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸应装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装与其他回路隔离开关的基础之上，必要时可设置母线接地器。

63kV及以上配电装置的断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。具体接法见附录二。

6.2 避雷器

6.2.1 避雷器的参数

普通阀型避雷器有FS型和FZ型两种。FS型重要适用于配电系统，FZ型适用于发电厂和变电所。FZ型避雷器均由结构和性能标准化的单件组成，其单件的额定电压分别为3，6，10，15，20kV和35kV。因此，可由不同单件组成各种电压等级的逼雷器，例如FZ－35型避雷器是由两个FZ－15型避雷器串联而成。金属氧化锌避雷器比普通阀型避雷器，具有无续流，通流容量大，结构简单，寿命长等优点，将在很多范围内，代替普通阀型避雷器。金属氧化锌的电站用Y5W系列和旋转电机保护用Y3W系列。 避雷器的重要技术参数如下：

（1）额定电压。避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统的电压等级相同。 （2）灭弧电压。它是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时，根据灭弧条件 允许加至避雷器的最高工频电压。

（3）工频放电电压。对工频放电电压规定其上，下限。

（4）冲击放电电压。冲击放电电压是指预放电时间为1.5～20us的冲击放电电压， 5kV（对330kV为10kV）下的残压基本相同。

（5）残压。在防雷计算中以5Kv下的残压作为避雷器的最大残压。

（6）保护比。保护比等于残压与灭弧电压之比，它是说明避雷器保护性能的参数。 （7）直流电压下的电到电压。运行中的避雷器，通常用测量用直流电压下的电导电 流的方法来判断间隙分路电阻的性能。

6.2.2 避雷器的配置原则

（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器除外；

（2）旁路母线上是否装设避雷器，应视在旁路母线运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定；

（3）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器；

（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器； （5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器

①直接接地系统，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时； ②直接接地系统，变压器中性点为全绝缘时，但变电所为单进线且为单台变压器运行时；

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③接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上；

④设电厂变电所35kV及以上电缆进线段，在电缆和架空线的连接处应装设避雷器； ⑤SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器； ⑥110-220kV线路侧一般不装避雷器。

6.2.3 避雷器的选择及结果

根据以上原则首先确定需要避雷器的位置，在按照下面的方法选择各个位置避雷器的型号

（1） 型式选择

10kV及以下的配电系统电缆终端盒采用配电用普通阀FS-型避雷器。 3-220kV发电厂，变电所的配电装置采用电站用普通阀FZ-型避雷器。 （2）避雷器的灭弧电压选择 避雷器的灭弧电压（又称避雷器的额定电压）应按设备上可能出现的允许最大工频过电压选择，在220kV及以下电网中，一般直接反映电网接地系统中，故避雷器的灭弧电压应为：

Umi≥CdUm

式中： Umi——避雷器灭弧电压有效值(kV)

Cd——接地系统对非直接接地，20kV以下Cd=1.1，35kV以上Cd=1.0，对直

接接地系统，Cd=0.8

Um——最小运行线电压（kV）

根据以上原则及计算，避雷器的原则结果如下表所示：

表6.1避雷器原则表 型号 FZ-35 FZ-10 FZ-110J 额定电压 （kV） 35 10 110 灭弧电压 （kV） 41 12.7 126 工频电压 （kV） 84-104 26-31 254-312 冲击放电电压幅值 （kV） 134 45 375

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结 论

本次设计是110kV降压变电站电气一次部分设计，其主要内容是电气主接线的设计,变压器的选择，短路电流计算,电气设备的选择与校验,接地刀闸与避雷器的选择。变电站的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分,主接线的确定,对电力系统安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择将会产生直接的影响,通过短路点的计算来对系统的各种故障进行分析,并以次来校验各种电气设备的选择是否符合要求。

通过设计实现了变电站的可靠性、灵活性和经济性的运行，至此110kV降压变电站电气一次部分的设计完成。

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致 谢

经过多番查阅和修改,这篇毕业论文终于完稿。在撰写论文的过程中,得到了老师和同学们热情无私的帮助,本人在此谨表示深深的感谢!首先,我要衷心感谢我的指导教师刘老师三个多月来对我耐心的指导和无微不至的关怀。在论文的选题,查找资料,撰写过程到反复修改,乃至定稿,都得到了刘老师的悉心指导。边老师有着严谨的治学态度,忘我的工作态度以及正直的为人和宽广的胸怀,是我们的楷模,也使学生铭记于心,这些将影响我今后的学习和工作,将使我受益终身。其次,我要感谢班里所有的同学,他们总是在我遇到困难的时候伸出友谊之手,在论文的写作及校正过程中,他们更是给了我大量的建议和帮助,在此向他们表示感谢！

最后,我要感谢电气工程系的所有老师和同学,感谢他们对我的的支持和帮助。

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