220千伏变电站防雷保护设计及计算

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 ρ=2×102Ω/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X-4.5组成，正极性U50%为700千伏，避雷线半径3.9毫米，弧垂2.8米，导线弧垂5.3米。 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。

120m80m 图0-1 杨村220kV变电站平面图120m图0-2 110kV线路杆塔 80m 图0-3 220kV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，距四个墙角的距离均为20m，针高33.77m。接地装置选用五根长2.5米，外径为0.050米，壁厚4毫米，理论重量为4.54kg/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a'?1.50kv/m，110kV侧a'?0.82kv/m。

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

I

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 electricity) 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:

pointed the thunder stoke 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 1.50km/m

3．Because 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 thunder stoke , the join-ground device , attacking wave , the thunder stoke ratio

1．Thunder stoke on transformer transmission line and device . The designed transformer

目 录

摘 要.......................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................. II 1.绪论........................................................................................................................................ 1 2直击雷的防护........................................................................................................................ 2

2.1 避雷针的介绍和计算原理........................................................................................ 3

2.1.1避雷针的保护范围计算公式.......................................................................... 4 2.1.2避雷针的计算.................................................................................................. 7 2.2 接地装置的设计...................................................................................................... 13

2.2.1接地装置的介绍............................................................................................ 13 2.2.2地装置的计算................................................................................................ 15 2.2.3接地装置的选择与安装................................................................................ 17

3入侵波的防护...................................................................................................................... 19

3.1 进线段的设计.......................................................................................................... 19

3.1.1进线段保护介绍............................................................................................ 19 3.1.2进线段的计算................................................................................................ 20 3.2 避雷器原理介绍及选择.......................................................................................... 23

3.2.1避雷器的原理介绍........................................................................................ 23 3.2.2避雷器的选择与安装.................................................................................... 26

4 输电线路防雷性能计算..................................................................................................... 32

4.1 线路防雷介绍.......................................................................................................... 32

4.1.1输电线路的耐雷性能和雷击跳闸率............................................................ 33 4.1.2雷击线路的三种情况.................................................................................... 34 4.1.3线路的雷击跳闸率........................................................................................ 37 4.2 输电线路防雷性能计算........................................................................................ 38

4.2.1 110kV线路雷击跳闸率计算 ..................................................................... 38 4.2.2 220kV线路雷计算击跳闸率 ..................................................................... 42

结 论..................................................................................................................................... 47 附 录..................................................................................................................................... 48 致 谢..................................................................................................................................... 50 参考文献................................................................................................................................. 51

III

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9xyv.html