220千伏变电站防雷保护设计

1、原始资料及要求 毕业设计（论文）题目：220千伏变电站防雷保护设计及计算原始资料：某地新建220千伏变电站一座，其主平面图及电气主接线如图一所示，变电站内配电构架最高15米，距离围墙10米。该变电站所在地土壤电阻率为=2102/m。110千伏有四路出线，有可能出现两路运行方式，220千伏有三路出线，有可能出现一路运行方式，2号主变压器有可能出现高低压绕组运行，中压侧开路或中低压绕组运行，高压侧开路的运行方式。变电所中110千伏变压器中性点接地，且为分级绝缘变压器，其中性点绝缘为35千伏级。110千伏出线全线装有避雷线，其线路杆塔如图二所示，线路绝缘子串由7片组成，正极性U50%为700千伏，避雷线半径3.9毫米，弧垂，导线弧垂。220千伏出线全线装有避雷线，其线路杆塔如图三所示，线路绝缘子串由13片X-4.5组成，正极性U50%为1200千伏，避雷线半径5.5毫米，弧垂7米，导线弧垂12米。根据以上条件，做出该变电站的防雷保护方案及线路的防雷能力计算。一、变电站直击雷防护方案拟采用独立避雷针进行直击雷防护，要求变电站的全部设施均置于避雷针的保护范围之内。1、设计避雷针安装位置，计算其高

2、度，画出保护范围图。2、要求避雷针的接地电阻小于10欧，设计接地装置，画出设计图（设冲击系数等于0.57，利用系数等于0.75。）二、入侵波的防护方案 1、确定避雷器的数量、型号以及安装位置，画出安装位置图。2、设计进线段，计算避雷器的保护范围。三、输电线路防雷性能的计算110千伏线路及220千伏线路所通过的平原地区线路接地电阻为7欧，山区为15欧，分别计算平原和山区的线路雷击跳闸率。 图0-1 杨村220kV变电站平面图图0-3 220kV线路杆塔图0-2 110kV线路杆塔220千伏变电站防雷保护设计及计算 摘 要雷电是大自然最宏伟壮观的气体放电现象。雷电放电所产生的雷电流高达数十甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应，机械效应和热效应。变电站作为电力系统的重要组成部分，很容易产生事故，特别是，近年来随着经济的发展，对于电力系统的稳定性有很高的要求。因此，要求有可靠的防雷措施。本设计是针对220kV变电站的防雷保护进行设计及计算，根据变电站雷击事故来源不同，提出了相应的解决方案：1、 雷电直击变电站设备和线路，解决方法：采用四支等高避雷针分别安装在变电站的两侧墙上，距四个墙角的距离

3、均为20m，针高。接地装置选用五根长，外径为，壁厚4毫米，理论重量为/m的钢管。2、 沿线路传入变电站的雷电波，解决方法：设计入侵波保护。经计算220kV侧及110kV侧都采用2km的进线段，其中220kV侧，110kV侧。3、 由于输电线路是电力系统的大动脉，担负着将发电厂和经过变电所后的电力输送到各地区用电中心的重任。所以，对其也应该进行保护。对输电线路防雷性能计算。其结果为：110kV线路平原雷击跳闸率为0.723，山区雷击跳闸率为1.116；220kV线路平原雷击跳闸率为0.2652，山区雷击跳闸率为1.295。关键词：防雷,接地装置,入侵波,雷击跳闸率THE AVOIDING FORM THUNDER STOKE AND COUNT OF POWER SYSTEM ABSTRACT The thunder is to be turned on electricity to the building of the ground and the nature of the earth by the cloud(take the bank of clouds of the elec

4、tricity) of, it will break to the building or equipments creation severity.Thunder is the greatest view in the world . The power flow flow made by thunder will be about tens, even hundreds A,change relatively impact.Power system have become more reliability . So we need successful protection.It has two aspects about source of transformer thunder stoke , we make the solution following it:1 Thunder stoke on transformer transmission line and device . The designed transformer pointed the thunder sto

5、ke directing. As designing four lighting rob in the wall of the station.I choose four same lighting rob is m to protect . The join-ground devices choose 5 steel tubes , the length of which is 2.5 m,the diameter of which is 50 mm , the thickness of steel tube outer is 4 mm and the theory weight is 4.54 kg/m.2 Thunder electric wave along the line . Avoid form attacking wave design . By counting 220kv side and 110kv side all use 2 km,there into 110kv side a is 0.82kv/m, and 220kv side a is /m3 Beca

6、use the lines are important for the system . Will transmit the power made by the station to the local of 110kv line is 0.723 on plain area; the thunder stoke ratio of 110kv line is 1.116 on mountains area. The thunder stoke ratio of 220kv line is 0.2652 on plain area; the thunder stoke ratio of 220kv line is 1.295 on mountains area.My graduation design is about the avoiding form thunder stoke of substation . The main part of graduation design talk falls into three parts .Keyword : avoiding form

7、thunder stoke , the join-ground device , attacking wave , the thunder stoke ratio 目 录摘 要IABSTRACTII1.绪论12直击雷的防护32.1 避雷针的介绍和计算原理32.1.1避雷针的保护范围计算公式42.1.2避雷针的计算72.2 接地装置的设计132.2.1接地装置的介绍132.2.2地装置的计算152.2.3接地装置的选择与安装173入侵波的防护203.1 进线段的设计203.1.1进线段保护介绍203.1.2进线段的计算213.2 避雷器原理介绍及选择243.2.1避雷器的原理介绍243.2.2避雷器的选择与安装274 输电线路防雷性能计算344.1 线路防雷介绍344.1.1输电线路的耐雷性能和雷击跳闸率354.1.2雷击线路的三种情况354.1.3线路的雷击跳闸率394.2 输电线路防雷性能计算404.2.1 110kV线路雷击跳闸率计算404.2.2 220kV线路雷计算击跳闸率44结 论49附 录50致 谢52参考文献531 绪论雷电放电作为一种强大的自然力的爆发是难以制止的，产生

8、的雷电过电压可高达数十，甚至数百千伏，如不采取防护措施，将引起电力系统故障，造成大面积停电。雷电事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大比重，除了那些地处寒带和那些雷暴日数很少的国家和地区外，各国莫不对电力系统的防雷保护给与很大的注意。目前人们主要是设法去躲避和限制雷电的破坏性，基本措施就是加避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等防雷保护装置。避雷线、避雷针用于防止直击雷过电压，避雷器用于防止沿输电线路侵入变电站的感应雷过电压。雷电对电力系统的破坏非常严重，主要有以下几个方面的影响:(1)雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，其幅值可高达数十万伏，甚至数兆伏，电力系统一般是难以忍受的，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因。(2)雷电放电所产生的巨大电流，会产生极大的破坏作用，雷电流通过被击物体时，产生大量的热，使物体燃烧。被击物体由于突然受热，急剧膨胀，还可能被劈裂。所以当雷云向地面放电时，常常发生房屋倒塌，损坏或引起火灾，发生人畜伤亡。输电线路是电力系统的大动脉，担负着将发电厂的生产和经过变电所变压后的电力输送到各地的用电中心的重任。架空输电线路往往穿越山岭旷野，纵横延伸，遭受雷电袭击的机会很多，因而线路的雷击事故在电力系统总的事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能的减少线路雷害事故的次数和损失。变电站和发电厂是电力系统的枢纽，一旦发生雷害事故，将造成大面积停电；而且变电站内主要电气设备的内绝缘没有自恢复能力，万一受到雷害损坏，修复起来十分困难，势必延长停电时间，严重影响国民经济和人民生活。因此，发电厂和变电站的防雷保护要求十分可靠。电力系统中的雷电过电压虽大多起源于架空输电线路，但因过电压波会沿着线路传播到变电所和发电厂，因而电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等各个环节。雷电是一种可怖而又壮观的自然现象，我国东周时庄子上有记载：“阴阳纷争故为电，阴阳相争故为雷，阴阳交错，天地大骇，于是有雷，有霆。”雷电是由雷云(带电的云层)对地面建筑物及大地或两块带异号电荷的雷云之间的自然放电现象。雷电放电时，产生强大的雷电冲击电流，会产生巨大的电磁效应、机械效应、热效应，也会对电力设备造成严重

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