图7.1 变压器三段式保护原理图
图7.2 继电保护交流回路展开图
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图7.3 继电保护直流回路展开图
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第8章 防雷与接地的设计
8.1 变电所防雷的设计
变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。变电所的雷害事故来自两个方面:一是雷直击变电所;二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。
对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。按实际运行经验校验后，我国标准 目前推荐d1和d2应满足下式要求:
d1≥0.2Ri＋0.1h, d2≥0.3Ri d1≥0.2×4.5＋0.1×
d2≥0.3×4.5
在对较大面积的变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此，为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长108.5m,宽 79.5m,查手册，门型架构高15m。D12＝79.5m D23＝D14＝108.5m
Dmax＝108.52?79.52＝135m
所以,需要避雷针的高度为: ＝15＋135/7＝34.3m
四只避雷针分成两个三只避雷针选择，验算:首先验算123号避雷针 对保护的高度: 1﹑2号针之间的高度：h0＝34.3－79.5/7＝23m＞15m 2﹑3号针之间的高度：h0＝34.3－108.5/7＝18.8＞15m
221﹑3号针之间的高度: h0＝34.3－108.5?79.5＝34.3－19＝15.1m＞15m
hh7由上可见,对保护物的高度是能满足要求的。 对保护宽度:
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1﹑2号针的保护宽度:bx＝1.5 (h0－hx)＝1.5(23－15) ＝12＞0 2﹑3号针之间的宽度:bx＝1.5 (h0－hx)＝1.5(18.8－15) ＝5.7＞0 由此可见,对保护物的宽度是能满足要求的。所以,123针是满足要求的。 由于4针的摆放是长方形,所以，134针也是满足要求的。即,四只高度选为35m的避雷针能保护整个变电所。
图 8.1 变电所的防雷保护图
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8.2 变电所设备接地的设计
电气设备的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体。工作接地是指：为了保证人身安全，防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地，例如电源的中性点接地，防雷装置的接地等。
无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。待设计变电所为长方形，则接地网也可取为长方形，若取直径为48mm，长为250cm的钢管作接地体，埋深0.8m,接地体之间连接一般用镀锌扁钢，应保证接地地电阻R≤4Ω。接地线是连接接地体和电气设备接地部分的金属部分的金属导体，一般接地采用截面积不小于4mm×12mm的扁钢，直径不 应小于6mm的圆钢。
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