110kV变电站防雷接地设计开题报告.pdf

内蒙古科技大学信息工程学院 电气工程及其自动化专业 毕 业 论 文 开 题 报 告 论文题目110kV 变电站防雷接地设计 班 级 09 电气（1）班 学 号 姓 名 联系方式 指导教师 杨培宏老师 提交日期 2013/4/13 一、本课题国内外研究动态及意义：随着经济的发展，电力覆盖网也获得了快速的发展，这大大的提高了人民的生活水平和工作效率，为经济的发展提供了强大的动力。变电站作为电力供电系统的重要枢纽，也是地处空旷地带，容易遭到雷击的场所，一旦发生雷击的事故，有可能使变电站的重要设备遭到严重损坏，变电站陷入瘫痪状态，造成大面积的停电，严重影响正常的工农业生产和人民生活，常常给人们的生命财产造成巨大损失，因此对变电站的防雷击进行设计显的十分必要。变电所遭受雷害可能来自两个方面：雷直击于变电所；雷击线路，沿线路向 变电所入侵的雷电波。对直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线。由于线路落雷频繁，所以沿线路入侵的雷电波 是发电厂、变电所遭受雷击的主要原因。其主要防护措施是在变电所内装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的幅值，使设备上的过电压不超过其冲击耐压值；变电所的进线上设置进线保护段，以限制流经避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度；变电所应设置进线段保护，以限制流经避雷器的雷电流 幅值和限制入侵波的陡度。根据统计，我国 35kV 以及 110 到 220kV 变电所由入侵雷电波而引起的事故率分别约为 0.67 次/(百所年）和 0.5 次/(百所年），直配电击的；雷击损坏率约为 1.25次/(百所年）可见对变电站的防雷击进行设计显的十分必要。雷电是自然界最为壮观的大气现象之一。其强大的电流、灼热的高温、猛烈的冲击以及强烈的电磁辐射等物理效应能够在瞬间产生巨大的破坏作用，常常导致人员伤亡，击毁建筑物、供配电系统、通信设备，造成计算机信息系统中断，引起森林火灾，仓库、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸，威胁人民的生命和财产安全。随着社会的发展，人们对预防自然灾害越来越重视，作为自然灾害之一的雷电，市民对它都有一定了解，但对于防雷技术，则多数人还是停留在安装避雷针的认识上，实际上，防雷技术已经过了 200 多年发展，可以分为三个阶段。首先，是 1749 年，美国科学家 Benjamin Franklin(本杰明-富兰克林)等经过科学实验，建立了雷电理论，并发明了避雷针，这就是最早的防雷产品。此阶段的防雷装置比较简单，只有接闪器、引下线和接地体，也就是现在所说的防直击雷。然后，随着电的普及使用，高压电线两端的发配电设备遭受过电压损坏的现象越来越严重，经过研究，人们发现这是“感应雷”在作怪，并建立了感应雷和高压反击的理论，弄清了高压雷电波在金属线路传播的规律。感应雷是因为直击雷放电而感应到附近金属导体中，其可以通过两种不同的感应方式入侵，一是静电感应，二是电磁感应。雷电在高压线路上感应电涌，并沿导线传播到线路两端的发配电设备，当这些设备耐压较低时，就会被电涌损坏。基于抑制电涌、保护线路上设备的目的，到十九世纪末人们发明了避雷器。后来，到了二十世纪 70 年代，随着半导体集成技术的发展和完善，半导体几乎应用于所有科学技术领域，由于半导体不能耐受过电压和过电流，因此凡是使用这些元件的计算机通信、微波通信等设备受雷害损坏的现象显著增加。同时随着高层建筑和智能建筑的数量越来越多，防雷技术进入了一个新的时代，就是现代综合防雷阶段，世界各国都有了完善的防雷规范，防雷器材也变得五花百门，防雷装置，不再是简单地安装避雷针和避雷器。作为现代综合防雷，首先进行雷击损害风险评估，再进行外部防雷和内部防雷布局。外部防雷方面既要考虑防直击雷，还要有防侧击雷，防雷电波入侵，做均压环和金属门窗与均压环相连。而内部防雷，要做好电磁屏蔽，减少电磁干扰，作等电位处理，减少线路之间的电位差，安装电源浪涌保护器和信号浪涌保护器，保护电子设备不受电涌损坏。随着社会的发展，信息的现代化，雷电越来越威胁着我们信息设备的安全，因此我们要加强对雷电的认识，做好相应的防雷措施，减少因雷击而受到的损失。二、毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题 1.对防雷等级进行计算 2.“110kV 变电站防雷接地系统”各种参数的计算；3.防雷保护装置设计与选择 4.接地保护装置设计与选择 5.防直击雷的方法和避雷针保护范围的计算技术；6.防侧击雷的方法和技术；7.防感应雷的方法和技术；8.进出线、主变压器的防雷设计方法和技术；9.接地网的设计方法及接地电阻的计算；“110kV 变电站防雷接地系统”图纸设计；三、毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：1.主要对 110kV 变电站防雷接地系统进行设计 2.首先了解雷电的危害以及雷电的分类与防护 3.进一步学习防雷设备的类型结构并进行选用 4.确定不同雷击所选用的防雷方法和技术 5.针对进出线以及主变压器选择适当防雷方法和技术 6.对所选用防雷器材进行保护范围计算 7.接地网的设计方法及接地电阻的计算；8.“110kV 变电站防雷接地系统”各种参数的计算；9.“110kV 变电站防雷接地系统”图纸设计；10.“110kV 变电站防雷接地系统”设备、材料配置；结合老师上课所讲的内容，通过查阅资料文献，以及老师所给资料对防雷接地系统进行进一步的加深学习，对 110kV 变电站进行防雷接地设计 四、论文提纲 1 设计原始资料 1.1 设计主要内容和目的 1.2 变电站主要资料 2 电力系统短路电流计算 2.1 短路电流计算的目的与假定 2.2 短路计算过程说明 3 变电站接地网设计 3.1 变电站接地部分设计说明 3.2 变电站接地电阻的构成及降阻措施 4 变电站的防雷设计 4.1 防雷保护装置 4.2 直击雷的保护原则 4.3 雷电侵入波保护原则 4.4 本设计的防雷保护方案 4.5 防雷保护配置和范围计算 4.6 避雷器的选择 结论 致谢 五、与选题相关的主要参考文献 主要参考文献：1 高玉波等.浅谈变电站接地及防雷技术 J 中小型企业管理与科技 2009.2 任方辉等.电解铝厂 10kV 配电一次设备选型设计.J 中国新技术新产品 2010.3 何金良，曾嵘著.电力系统接地技术M 北京 科技出版社 2007.4 肖寒等变电站防雷技术概论 J 知识经济 2011 5 周勇等.浅谈变电站接地网电阻变高的原因及降低接地电阻的措施 J 广西电业 2009 6 吴广秋白莲崖电站接地网改造 J 价值工程 2011 7 王平包钢变电站遥视系统的应用研究 D 华北电力大学（保定）2009 8 水利电力部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册 第一册 电气一次部分M 北京 中国电力出版社 1996 重印.9 路石俊内蒙古 500kV 变电站全生命周期成本管理研究 D 华北电力大学（北京）2010 10 卓燕萍等.变电站保护装置远方改定值可行性探究 J 中国科技博览 2009.11 刘辉等.广西电网防雷及接地工作存在的主要问题及对策 J 广西电力 2006.六、论文写作进度安排 时间 工作内容 2013 年 2 月 25 日3 月 31 日：大量查阅相关资料，书籍，了解行情 2013 年 4 月 1 日4 月 30 日 初步完成主要设计轮廓 2013 年 5 月 1 日5 月 20 日 尽最大限度改善已完成的设计项目 2013 年 5 月 21 日6 月 10 日 独立完成论文的撰写