110KV乡镇变电站电力专业系统设计.doc

论文

110KV乡镇变电站电力系统设计

申请人：张秋波
学科（专业）：电力系统及其自动化
指引教师：陈国联
1月

网络教诲学院
毕 业 设 计 (论 文) 任 务 书

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姓名 学号
一、毕业设计（论文）题目
二、毕业设计（论文）工作 年 月 日起至 年 月 日止
三、毕业设计（论文）基本规定：

指引教师：

网络教诲学院
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建议成绩： 指引教师签名： 年月日
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负责人签名： 年 月 日

论文题目：110KV乡镇变电站电气系统设计
学科（专业）：电力系统及其自动化
申请人：张秋波
指引教师：陈国联
摘 要
变电站做为电力系统重要构成某些，它直接影响整个电力系统安全与经济运营，是联系发电厂和顾客中间环节，起着变换和分派电能作用。变电站安全运营对电力系统至关重要。
本文对110kV变电站进行了分析设计。文章一方面简介了课题背景和意义，对课题研究发展状况进行了总结；另一方面分析了负荷和无功补偿，并进行了变电所主接线方式设计，在短路电流计算基本上，对电气设备及母线进行了选取。文章最后进行了变电所防雷保护与接地装置设计。

关 键 词：110kV变电站 电气设计 设备选取 防雷装置
论文类型：理论研究

Title：The design of 110KV township Substation Electrical System
Speciality：power system and its automation
Applicant：Zhang Qiubo
Supervisor：Chen Guolian
ABSTRACT

Substation as an important part of the power system，which directly affects the entire power system security and economic operation of power plants and the user is to contact the middle part，plays the role of transformation and distribution of electric energy. Safe operation of the substation of power system is essential.
This paper analyzes 110kV substation design. The article first introduces the background and significance of the subject，research and development of the subject was summarized；followed by analysis of the load and reactive power compensation and substation main connection methods were designed，in the short-circuit current calculation based on the electrical Equipment and bus were selected. Finally，the article substation lightning protection and grounding design.

KEY WORDS：110kV Substation Electrical Design Equipment selection Lightning protection devices
TYPE OF THESIS：theory

目录
摘 要 V
ABSTRACT VI
1 绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2课题研究发呈现状 1
1.3文重要工作 2
2负荷预测和无功补偿 2
2.1车间负荷预测 2
2.2无功功率补偿 3
2.2.1 无功补偿基本原则 3
2.2.2无功补偿办法 3
3变电所主接线方式设计 4
3.1主接线方案设计重要原则 4
3.2主接线方案设计及比较 5
4短路电流计算 6
4.1短路故障产生因素 6
4.2短路电流计算目 6
4.3短路电流计算办法概述 7
4.4短路电流计算环节 8
5电气设备及母线选取 9
5.1选取电气设备和母线重要技术条件 10
5.2所用电源引接方式 11
5.3断路器，隔离开关选取原则 11
5.3.1 断路器 11
5.3.2 隔离开关 12
5.4母线及各出线选取原则 12
6变电所防雷保护与接地装置设计 13
6.1防雷保护设计原则 14
6.2防雷装置设计计算 15
6.3防雷设计基本经验 16
致 谢 17
参照文献 18

1 绪论
1.1课题研究背景和意义
当代电力系统是一种巨大、严密整体。各类发电厂、变电站分工完毕整个电力系统发电、变电和配电任务。其主接线好坏不但影响到发电厂、变电站和电力系统自身，同步也影响到工农业生产和人民寻常生活。因而，发电厂、变电站主接线应合理。
随着国民经济发展和人民生活水平提高，对供电质量规定日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需发展筹划，1lO kV 变电站建设迅猛发展。供电可靠性是城网建设改造一种重要目的，110 kV 变电站设计是城网建设中较为核心技术环节，如何设计110 kV 变电站，是城网建设和改造中需要研究和解决一种重要课题。
变电站做为电力系统重要构成某些，它直接影响整个电力系统安全与经济运营，是联系发电厂和顾客中间环节，起着变换和分派电能作用。电气主接线是发电厂和变电所重要环节，电气主接线拟定直接关系着全电气设备选取、配电装置布置、继电保护和自动装置拟定，是变电所电气某些投资大小决定性因素。
1.2课题研究发呈现状
各电负荷提供数据是变电所进行电力设计基本原始资料，但是这些资料普通是不完整，在设计时必要考虑5到负荷增长状况并如何依照这些资料对的预计变电所所需要电力、电量是一种非常重要问题。负荷计算直接影响着变压器选取，计算负荷是依照变电所所带负荷容量拟定，预期不便最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选取变电所电力系统供电线路导线截面，母线选取，变压器容量，断路器，隔离开关，互感器额定参数根据。
依照都市规划，负荷性质，电网构造等综合考虑拟定变电所总容量。对于重要变电所应考虑以1台主变压器停运时别的变压器容量在计及负荷能力容许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷供电。对于普通变电所，当一台主变停运时，别的变压器容量应能满足所有负荷70%-80%，在当前实际运营状况变电所中普通均是采用两台变压器互为暗备用并联运营。
变压器容量一方面应满足在下，变压器可以可靠运营。
对于单台：≥
对于两台并联运营：+＞
≥+
≥+
变压器除满足以上规定外还需要考虑变电所发展和调节需要，并考虑5-规划，以满足后期用电需求，并留有一定裕量并满足变压器经济运营条件。

1.3文重要工作
（1）进行了变电站负荷预测，阐述了无功补偿普通办法和原则；
（2）讨论了电气主接线设计普通规定和原则；
（3）对站用电源数量及容量进行了分析；
（4）进行了短路电流计算分析，阐述了短路电流危害和因素；
（5）进行了防雷及过电保护装置设计。

2负荷预测和无功补偿
2.1车间负荷预测
负荷预测是配电网规划面临第一种任务，负荷预测精确限度直接关系到规划方案质量。按预测时期长短，负荷预测普通可分为长期，中期，短期和超短期四种。配电网规划负荷预测重要属于中长期负荷预测。当前对中、长期负荷预测研究办法重要有：
（1）有关分析法
有关分析法是将负荷同各种社会和经济因素等联合起来考虑，通过寻找电力负荷与影响其变化有关因素之间关系或数学模型，来达到预测目。其长处是可以清晰地看到可量测因素和负荷增长趋势关系，但收集这些有关因素资料有时比负荷预测自身更困难。
（2）回归分析法
回归分析法假定负荷同一种或各种独立变量存在因果关系，通过寻找因果关系数学模型，据此预测出将来负荷值。回归分析模型参数预计技术比较成熟，预测过程相对简朴。但普通为避免数据解决过于复杂，常将变量间关系假定为线性。
将偏最小二乘回归模型应用于年用电量预测，克服了自变量之间多重有关性问题，使得计算成果更为可靠。在回归分析中采用了非线性参数预计计算，从而得到更精准预测模型。
（3）时间序列分析法
时间序列法将负荷数据当做一种随时间变化序列进行解决，通过寻找负荷历史数据序列中变化模式，并将该模式外推到将来进行预测。当时间过长时会产生较大误差。
（4）趋势外推法
趋势外推法只需要负荷自身历史数据，通过寻找负荷历史数据中负荷变化规律和特性，并将其变化模式外推到将来进行预测。该办法需要数据量小，但由于没有对负荷预测中随机成分进行记录解决，因而精确度不高。
（5）空间负荷预测
空间负荷预测不但在时间上预测将来负荷增量，并且还预测负荷增长空间信息。80年代初，美国wllis等人提出了空间负荷预测概念。之后运用于空间负荷预测办法重要有多变量法，趋势法和用地仿真法。前两种办法模型简朴，精度不高，己基本上不再采用，当前广泛应用是用地仿真法。用地仿真法是通过建立用地仿真模型来模仿社区发展状况，将负荷预测成果分派到每个社区，具备较高精度，可以满足中长期配电网规划规定。
（6）人工智能技术
随着人工智能技术不断发展和日益完善，人们又提出了模式辨认法，组合预测法，模糊预测法，专家系统法，神经网络法等办法。这些办法发展都不很成熟，但具备很大应用潜力。
负荷预测各种办法依照其自身特点被应用于不同场合。趋势外推法、有关分析法以及时间序列分析法由于其精度不高，只用在某些对精度规定不高定性分析上。回归分析法、灰色模型考虑了随机因素，预测精度较高，但要建立这些模型较为困难，当前还在进一步研究，这些办法大都应用于规定考虑随机量较少场合。人工智能技术当前越来越多地被应用于负荷预测中，这些办法预测精度相对较高，但由于发展还不够成熟，还在进一步摸索。当前负荷预测应用往往将各种办法同步进行预测，综合分析得出一种成果。
2.2无功功率补偿
2.2.1 无功补偿基本原则
无功补偿是配网规划重要构成某些。由于它是保持网络无功平衡、提高电压质量、减少网络损耗有效办法。当前，配网状态是：无功功率缺额很大、无功补偿配备极不合理、补偿设备作用没有充分地发挥。无功功率平衡是电压质量主线保证。整个系统中自然无功负荷总是不不大于原有无功电源，因而必要进行无功补偿。合理无功补偿和有效电压控制不但可以保证电压质量，并且可以提高电力系统运营稳定性、安全性和经济性。
在配网规划原则中，要在补偿中坚持“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”原则。

2.2.2无功补偿办法
进行网架规划时是以最大负荷为根据，而实际运营时，负荷是变化，功率因数也是变化，通过线路有功和无功功率都与规划计算时大不相似，因而，导致某些负荷点电压“越限”。
为了使越限电压恢复正常，必要采用有效办法—无功补偿。所谓补偿，就是吸取供应适度可变无功功率，使通过线路无功潮流最小。
补偿装置诸多，如：
（1）静电电容器 静电电容器又称移相电容器，在电路中有两种接法：电容和负荷电路并联，称并联电容补偿；电容和负荷电路串联，称串联电容补偿。其中，并联补偿作用：
1）提高负荷功率因数；
2）减少线路和变压器中功率和能量损耗；
3）减少线路、变压器中电压损耗；
4）提高线路和变压器有功传送能力。
（2）并联电抗器 在线路末端装设并联线型电抗器，使它产生感性无功功率，与线路上多余容性无功功率相平衡，达到控制电压作用。并联电抗器构造简朴，性能可靠，价格相对便宜。在发电机端也装设并联电抗器，以减少发电机运营功率因数而提高电动势。
（3）静止补偿器 能升高或减少电压，可持续调节，性能好，响应速度快。但相对会产生谐波，投资大。

3变电所主接线方式设计
变电所电气主接线设计是根据变电所最高电压级别和变电所性质，选取出一种与变电所在系统中地位和作用相适应接线方式。变电所电气主接线是电力系统接线重要构成某些。它表白变电所内变压器、各电压级别线路、无功补偿设备最优化接线方式与电力系统连接，同步也表白在变电所内各种电气设备之间连接方式。一种变电所电气主接线涉及高压侧、中压侧、低压侧以及变压器接线。因各侧所接系统状况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。
3.1主接线方案设计重要原则
110kV双电源供电变电站一次主接线，应依照其用电性质、用电容量大小以及对供电可靠性规定限度进行选取。在满足供电可靠性规定基本上，尽量简化接线，减少开关，节约投资。设计应满足如下几项原则：
（1）变电所主接线要与变电所在系统中地位、作用相适应。依照变电所在系统中地位，作用拟定对主接线可靠性、灵活性和经济性规定。
（2）变电所主接线选取应考虑电网安全稳定运营规定，还应满足电网出故障时应解决规定。
（3）各种配备接线选取，要考虑该配备所在变电所性质，电压级别、进出线回路数、采用设备状况，供电负荷重要性和本地区运营习惯等因素。
（4）近期接线与远景接线相结合，以便接线过程。
（5）在拟定变电所主接线时要进行技术经济比较。
3.2主接线方案设计及比较
(1)一次侧主接线采用内桥式。此种接线运营方式简朴灵活，较为可靠。两路电源可同步运营，也可一主一备，供电可靠性较高，是两台主变压器惯用一种接线方式.此种接线方式，普通合用于容量不很大顾客，且单台同容量变压器互为全备用。
(2)一次侧为单母线分段接线。此种接线方式合用于多台变压器运营方式，普通用于用电容量较大特高层，大型公建和重要工业顾客.此种构造保护和操作相对复杂，保护采用交流或直流，对供电可靠性规定较高。
（3)三路电源供电接线方式。普通有两种，一种为甲类供电顾客，一主二备供电方式，如天津电视塔.另一种是供电面积10多万}f建筑群体或购货中心，由于供电能力限制，两种电源不能互为备用，因此需要三路电源，只起双电源作用。
(4)线路变压器组单元接线方式。此种接线合用于用电容量较小，只规定保安电源顾客，两路电源不能起到两台变压器互为备用作用。并且规定其中一台变压器必要满足所有负荷需要，另一台变压器可以只满足保安电源需要，它特点是接线简朴，保护简朴，投资少，并能满足顾客对供电可靠性基本规定。
(5)双电源通母线，运营方式一主一备，不能同步运营，合用于容许停电倒闸操作和季节性用电顾客。

4短路电流计算
计算短路电流目重要是为了选取断路器等电气设备或对这些设备提出技术规定；评价拟定网络方案，研究限制短路电流办法；为继电保护设计与调试提供根据；分析计算送电线路对通讯网络设施影响等。
在电力系统设计中，短路电流计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年普通取工程建成后5-中某一年。计算内容为系统在最大运营方式时各枢纽点三相短路电流。
4.1短路故障产生因素
短路是系统常用严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常相与相之间或地与相之间短接。系统发生短路因素诸多，重要有 ：
（1）设备因素
电气设备、元件损坏。如：设备绝缘某些自然老化或设备自身有缺陷，正常运营时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所导致设备缺陷最后发展成短路功能。
（2）自然因素
气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。
（3）人为因素
工作人员违背操作规程带负荷拉闸，导致相间弧光短路；违背电业安全工作规程带接地刀闸合闸，导致金属性短路；人为疏忽接错线导致短路或运营管理不善导致小动物带电设备内形成短路事故等。
4.2短路电流计算目
（1）电主接线比选
短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为拟定与否采用限制短路电流办法等提供根据。
（2）选取导体和电器
如选取断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中涉及计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器遮断能力等。
（3）拟定中性点接地方式
对于35kV 、10kV供配电系统，依照单相短路电流可拟定中性点接地方式。
（4）选取继电保护装置和整定计算
在考虑对的、合理地装设保护装置，在校验保护装置敏捷度时，不但要计算短路故障支路内三相短路电流值，还需懂得其她支路短路电流分布状况；不但要算出最大运营方式下电路也许浮现最大短路电流值，还应计算最小运营方式下也许浮现最小短路电流值；不但要计算三相短路电流并且也要计算两相短路电流或依照需要计算单相接地电流等。
4.3短路电流计算办法概述
在发电厂、变电所电气设计中，短路电流计算是其中一种重要环节，也是电气设计重要计算项目，其目有如下几种方面：
(1)在选取电气主接线时，为比较各种接线方案或拟定某一接线与否需要采用限制短路电流办法等均要进行必要短路电流计算。
(2)在选取电气设备时，如高压断路器，隔离开关等，为保证设备在正常运营和故障状况下都能安全可靠地工作，同步又力求节约资金，这就需要进行全面短路电流计算。例如：计算某一时刻短路电流有效值，用以校验开关设备开断能力和拟定电抗器电抗值。计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
(3)在计算屋外高压配电装置时，需要短路条件校验相间和相对地距离。在选取继电保护方式和进行整定计算时，需要以各种短路时短路电流为根据。
在验算导线和电气设备时所用短路电流普通有如下规定：
(1)计算时需满足基本状况：
1)电力系统中所有电源都在额定负荷下运营。
2)短路发生在短路电流最大瞬间。
3)所有电源电动势相似。
4)正常工作时三相系统对称运营。
5)应考虑对短路电流有影响所有元件，但不考虑短路点电弧电阻。
(2)接线方式：
计算短路电流时，所有接线方式应是也许发生最大短路电流最大运营方式，而不能用在切换过程中也许浮现并列运营接线方式。
1)计算容量
应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景发展规划，以及负荷增长状况。
2)短路种类
普通按三相短路计算，若发电机出口两相或中性点直接接地系统及自耦变器等回路中单相或两相接地短路较三相短路严重时，应按严重状况校验。
3)短路点选取
在正常接线方式时，通过电气设备短路电流为最大地点为短路计算点。本设计短路计算点选取在变压器110kV侧母线上和10kV母线上，母线上短路电流在三相短路时最大。
4.4短路电流计算环节
本文短路电流计算重要讨论实用计算曲线法，其详细环节如下：
(1)计算系统、线路、发电机在基准容量下标幺值并绘制等值网络：
1)本设计选取基准容量 =100MVA,=
2)发电机电抗，略去网络各元件电阻输电线路电容和变压器励磁支路，只用其标幺值。
3)无限大功率电源内阻抗等于零，系统=/
4)略去负荷
(2)按网络变换原则，将网络中电源合成为几组，每一组用一种等值发电机代表。无限大系统另成一组。求出各等值发电机对短路点转移电抗，以及系统对短路点转移电抗。
(3)将求出转移电抗按相应等值发电机容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点计算电抗。
(4)进行化简，最后化成系统，发电机对短路点等值电路。对发电机求出计算电抗。并查气轮机曲线查出等效电流标幺值
最后短路电流为：=+
=（+）/（ ）
=/（* ）
(5)继电保护配备
1）系统继电保护及自动装置
继电保护是电力系统安全稳定运营重要屏障，在此设计变电站继电保护结合国内当前继电保护现状突出继电保护选取性，可靠性、迅速性、敏捷性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。
2）主变压器保护
电力变压器是电力系统中大量使用重要电气设备,它故障将对供电可靠性和系统正常运营带来严重后果,同步大容量变压器也是非常贵重设备，,因而必要依照变压器保护容量和重要限度装设性能良好、动作可靠保护。

5电气设备及母线选取
5.1选取电气设备和母线重要技术条件
（1）电压，其容许最高工作电压不得低于该回路最高运营电压即电网电压，≥
（2）电流，其长期容许电流不得不大于该回路最大持续工作电流。≥
（3）机械荷载，电气设备机械荷载安全系数有厂家提供，机械荷载须满足安装规定。
（4）短路稳定条件，导线或电气设备动、热稳定及设备开断电流，可按三相短路验算。当单相、两相接地较三相短路严重时，应按严重状况验算。
绝缘水平，在工作电压及过电压状况下，其内、外绝缘应保证必要可靠性，电气设备绝缘水平应符合国标规定。
按本地环境条件校验电气设备，在选取电气设备或导体时要考虑设备安装地点环境条件，如：温度、日照、风速、冰雪、相对湿度、污秽、海拔、雨量，并依照环境条件校验。
校验电气设备热稳定和开断能力时，要必要拟定短路计算时间，验算热稳定计算时间为继电保护时间和相应断路器全开断时间之和。
=+ =+
其中：—继电保护时间
—断路器全开断时间
—断路器固有分闸时间
—灭弧时间
断路器能在最严重状况下开断电流。在校验热稳定期，如在选取母线是，其短路电流时间为继电保护主保护时间与断路器全开断时间之和，选取负荷出线时短路时间为后备保护时间与断路器全开断时间之和。
5.2所用电源引接方式
（1） 当所内有较低电压母线时，普通均由此类母线上引接1～2个所用电源，这一所用电源引接方式具备经济和可靠性较高特点。如能由不同电压级别母线上可分别引接两个电源，则更可保证所用电不间断供电。当有旁路母线时，可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。正常运营时，则倒换到旁路上供电。
（2）由主变压器第三绕组引接，所用变压器高压侧要选用大断流容量开关设备，否则要加装限流电抗器。
（3）由于低压网络故障机会较多，从所外电源引接所用电源可靠性较低.有些工程保存了施工时架设暂时线路，多用于只有一台主变压器或一段低压母线时过度阶段。500KV变电所多由附近发电厂或变电所引接专用线作为所用电源。
5.3断路器，隔离开关选取原则
5.3.1 断路器
断路器是变电所中重要开关器件，具备灭弧装置，可以开断短路电流和负荷电流，其是母线、变压器及线路保护元件。
断路器种类和型式选取：按照断路器采用灭弧介质可以分为油断路器，压缩空气断路器，六氟化硫断路器，真空断路器，随着开关技术发展，当前变电所设计普通是采用六氟化硫断路器和真空断路器，而油断路器基本上被裁减。本设计选取LW6—126I/3150六氟化硫断路器和ZN5—10/1000室内真空断路器。
（1）额定电压和电流选取

式中—电网额定电压
—设备额定电压
—电气设备额定电流
—电网最大负荷电流。
（2）开断电流选取
高压断路器额定开断电流不应不大于实际开断瞬间短路电流周期分量即：

当断路器较系统短路电流电流大诸多时候，简化可用，为短路电流有效值。
（3）短路关合电流选取
为了保证断路器在关合短路电流时安全，断路器额定关合电流不应不大于短路电流最大冲击值。即
（4）短路动稳定和热稳定校验
为动稳定电流，为断路器热稳定电流，为热稳定期间。

5.3.2 隔离开关
隔离开关是发电厂，变电所惯用开关器件，它与断路器配套使用，但隔离开关不能用来接通或开断短路电流和负荷电流，其重要功能是：
隔离电压，检修时使检修设备与电源隔离，以保证检修安全。
倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以变化运营方式，惯用隔离开关和断路器协同操作来完毕。
分合小电流，因隔离开关具备一定分合小电流和电容电流能力，可以用来分、合避雷器，电压互感器，空载母线等
隔离开关与断路器相比，额定电压，额定电流选取及短路动、热稳定校验项目相似，但由于隔离开关不可以开断、接通短路电流，故不需要进行开断电流和关合电流校验。
本设计选用隔离开关有：户外型，户内型，出线上选取型。

5.4母线及各出线选取原则
本设计母线按最大工作电流选取：≤ 即最大持续工作电流要不大于等于在该环境温度下导体长期容许载流量与实际环境温度修正系数之积，
10KV按经济电流密度选取
=/ 即最大持续工作电流与所选取导线类型在相应最大负荷运用小时数下经济电流密度之比。
导线动、热稳定校验，按热稳定校验拟定母线最小截面：

—为短路电流非周期分量，
—短路电流周期分量，
—为所选取导线热稳定系数。
如果计算出不大于所选取导线截面积即满足热稳定规定。
动稳定校验：
其中：W—截面系数
—母线单位条间应力
—母线短路冲击电流
—相间距离取0.75m，
—绝缘子跨距取1.2m
—截面形状系数，在相应形状曲线上可以查到
只要条应力加相间应力不大于容许应力即满足动稳定规定。
本设计110KV母线按:
即2倍变压器额定电流，选取LGJ-150型钢芯铝绞线，10KV也按2倍变压器额定容量选取，选取双条LMY-100*10铝导条水平放置。

6变电所防雷保护与接地装置设计
变电所是重要电力枢纽，一旦发生雷击事故，就会导致大面积停电。某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。因而，变电所事实上是要全耐雷。变电所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雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷防护普通采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波防护重要办法是阀式避雷器限制过电压幅值，同步辅之以相应办法，以限制流过阀式避雷器雷电流和减少侵入波陡度。
6.1防雷保护设计原则
变电所防雷设计应做到设备先进、保护动作敏捷、安全可靠、维护实验以便，并在在保证可靠性前提下力求经济性。
防止雷电直击重要设备有避雷针、避雷线；防止雷电波沿架空线路侵入电气设备和建筑物内部重要设备是避雷器。避雷针有单支，多支，等高与不等高之分。现实用比较多是氧化锌避雷器和阀型避雷器等。
6.2防雷装置设计计算
为了防止变电所遭受直接雷击，需要安装避雷针、避雷线和辅设良好接地网。装设避雷针(线)应当使变电所所有设备和建筑物处在保护范畴内。还应当使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，由于雷直击避雷针(线)瞬间地电位也许提高。如果这一距离不够大，则有也许在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备反击或闪络。逆闪络一旦浮现，高电位将加到电气设备上，有也许导致设备绝缘损坏。为了避免这种状况发生，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距离。
避雷针位置拟定，是变电所防雷设计核心环节。一方面应依照变电所电气设备总平面布置图拟定，避雷针初步选定安装位置与设备电气距离应符合各种规程范畴规定，初步拟定避雷针安装位置后再依照下列公式进行，校验与否在保护范畴之内。
(1)单根避雷针保护范畴应按下列公式拟定：
当
式中-被保护物高度，m
—避雷针高度，m
—每侧保护范畴宽度，m
—高度影响系数，当≤30m，=1，当30＜h<120 ，= (2)等高避雷针保护范畴拟定办法：
两针外侧保护范畴应按单支避雷针计算办法拟定，两针间保护最低点高度应按下式计算：

式中—两针间保护最低点高度
—两避雷针间距离
两针间在水平面上保护范畴一侧最小宽度按下式计算：
当时， ；
当时， ；
式中—保护范畴一侧最小宽度；求出后就可以拟定两针间保护范畴。
(3)三支等高避雷针所形成外侧保护范畴，分别按两支等高避雷针计算办法拟定；如果在三针内侧各相邻避雷针间保护范畴一侧最小宽度≥0，则全面积即受到保护。四支以上等高避雷针所形成四角形或多边形，可先将其提成两个或各种三角形，然后按三支等高避雷针办法计算拟定保护范畴。
6.3防雷设计基本经验
(1)在作防雷设计前，应到本地气象部门理解最新本地年平均雷暴日数和年平均雷暴次数，以便拟定计算原则。
(2)依照开关场布置形式，拟定避雷针支数、高度。
(3)充分运用进线终端杆高度，设计安装避雷针。
(4)避雷针与主变压器应尽量保持15~20m距离，避免对主变压器逆闪络和逆变电压。
(5)应充分考虑跨步电压危险，建议避雷针到主控制室距离不不大于10m，独立避雷针距道路应在3m以上。
(6)接地电阻必要符合各种规程、规范规定。
(7)在设计原则时和设备选型应留有恰当裕度。
依照防雷及过电压保护规范，为防止直接雷击，在所区四周设立四支高度为30m钢构架避雷针，保护所区建筑、构架和设备。每支避雷针设立单独接地装置，其冲击电阻不大于等于10。为防止雷电侵入波损坏设备，设计采用在110KV、10KV母线处装设避雷器。本设计选取避雷器型号为：110KV母线及进线上，Y10W5—108/280。10KV母线上Y5WZ5—17/45型。

致 谢
本课题在选题及研究过程中得到陈国联教师悉心指引。陈教师多次询问研究进程，并为我指点迷津，协助我开拓研究思路，精心点拨、热忱勉励。陈教师一丝不苟作风，严谨求实态度，踏踏实实精神，不但授我以文，并且教我做人，给以终身受益无穷之道。对陈教师感激之情是无法用言语表达。

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