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110kV 变电站接地与防雷的设计
院 系:信息工程学院
专 业 班:
姓 名:
学 号:
指导教师:
2013 年 5 月
110kV 变电站接地与防雷的设计
The Design of 110kV Substation
Grounding and Lightning Protection
I
摘 要
众所周知,雷电具有极大的破坏性,其电压高达数百万伏,瞬间电流可高达数
十万安培。雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次:①设备损坏,人员伤亡;
②设备或元器件寿命降低;③传输或储存的信号、数据(模拟或数字)受到干扰或
丢失,甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。变电站是整个供电
系统最为重要的组成环节之一,如果变电站发生雷击事故,将造成大面积停电,给
社会生产和人民生活带来不便,这就要求变电站防雷措施必须十分可靠。此文章对
变电站防雷保护系统进行了设计,并提出了变电站防雷与接地措施。根据该变电站
的基本情况,对该变电站的接地网防雷和保护进行设计,使该站的接地电压满足允
许值,跨步电压和接地电压不超过允许值,其接地电阻、接触电压和跨步电压都满
足要求,选择合适的设备对雷入侵波引起的过电压进行保护,由变电站土建面积进
行变电站电气总平面的布置,根据避雷针设置规则、变电站构架跨度及保护站内所
有电器设备的要求,对站内进行避雷针设置构成防雷保护措施,使全站设备都处于
防雷保护范围内。本文通过计算短路电流,从结论中选择合适接地材料,设置接地
网,达到防雷保护变电站的全范围目的。
关键词:电力线路 110kV 变电站 防雷措施 接地网设计
II
Abstract
It is well known that lettuce-eaters highly destructive, the voltage up to hundreds of
millions of volts, current can be as high as hundreds of thousands of amperes. Lightning
strike caused by the damaging consequences of embodied in the following three levels :
(1) Equipment damage, casualties; (2) equipment or components reduced life spans;
(3)data transmission or storage of signal (analog or digital) interference or lost, or even
make electronic equipment misoperation and temporary paralysis or the entire system to a
halt. Substation is one of the most important component part of the whole power supply
system, if the substation lightning accident occurs, it will cause blackouts and
inconvenience to the social production and people's lives, which requires lightning
protection measures have to be very reliable. According to the substation, lightning
protection and protection of the substation grounding grid design, the station and the
ground voltage to meet the allowable value, the step voltage and ground voltage does not
exceed the allowable value, the grounding resistance, touch voltage and stepvoltage
requirements are met, select the appropriate equipment of lightning invasion wave
overvoltage protection master plan layout of the electrical substation by substation civil
area, set the rules according to the lightning rod, the requirements of the substation
architecture span and protection stations all electrical equipment,station lightning rod to
set the form of lightning protection measures, so that the whole station equipment in the
lightning protection within. By calculating short-circuit current from the conclusion to
select the appropriate grounding materials, set the ground network; to achieve the purpose
of the full range of lightning protection of substations.
Keywords: power lines 110kv substation lightning protection measures ground
grid design
目 录
3
绪 论
随着近年来电力行业的飞速发展,电力系统的供电安全和稳定成为一个很重
要的问题, 变电站作为电力系统中一个非常重要的组成部分,其能否安全可靠
运行的工作就显得十分重要。
变电站防雷接地系统的设计合理性是直接关系到人身和设备安全,甚至一个
地区的安全生产,经济利益的重要问题。随着我国电力系统规模的不断扩大,变
电站防雷接地系统的设计也越来越复杂。变电站接地包含工作接地、保护接地、
雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中,为运行需要所设的接地;保
护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等,由于绝缘损坏
有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地;变电站接地网安全除
了对接地阻抗有要求外,还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、
转移电位危害等提出了较高的要求。接地装置的设计中需要先进行短路计算,通
过计算各个短路点的短路电流,然后经过比较选出短路电流的最大值,作为计算
接地电阻最大允许值的短路电流,通过短路电流的最大值计算算出变压器中性点
最大入地电流,再进行接地网设计的一系列的计算。
雷电是影响变电站安全运行的重要因素之一,变电站发生雷击事故,将造成
大面积的停电,严重影响该变电站辖区内社会生产和人民生活,因此变电站防雷
措施接地设施必须十分可靠。变电站对直击雷的防护方法是装设避雷针,将变电
站的进线杆塔、屋外配电装置,包括组合导线和母线廊道、主控室、高压屋内配
电装置和室外电气设备全部置于避雷针的保护范围之内。结合该 110kv 变电站的
实际情况我共设置 3 根避雷针作为防直击雷保护。在变电站 110kV 进线及母线的
构架上装设 2 根 25m 高的避雷针#1、#2;在变电站的北部,设置 1 根 30m 高的独
立避雷针#3。全站铺设以水平接地体为主的人工接地网,站内主接地网四周距离
围墙 0.8m,距建筑物基础外缘不小于 1.5m,接地极相互间距大于 5m,独立避雷
针的接地半径为 3m。为了防止在避雷针上落雷时对被保护物产生 “反击” 过电
压,避雷针与被保护物之间应保持一定的距离。变电站内安装使用着各种类型的
高、低压变、配电设备,这些设备均直接和供电系统的线路相连,而线路上发生
雷电过电压的机会较多,因此更要注意防雷。
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