工程设计计算书110kV变电站工程施工图设计阶段工程代号： B1481S 专业：电气计算项目：防雷接地计算书主任工程师：组长：主要设计人：校核：计算：防雷计算一. 避雷针的保护半径计算单支避雷针的保护范围当5h .0h x <时，P )2h 5h .1(r x x -=式中： x r —避雷在 水平面上的保护半径h —避雷针高度x h —被保护物的高度mP —高度影响系数， 1;P 30m,h =≤当h m ≥120＞30m 时，h p 5.5=；#1，#2，#5独立避雷针高度为24米，站内#3架构避雷针高度为26米，站内#4架构避雷针高度为26米（此避雷针为二期），全站取被保护物高度为10米。

（1） 对于#1，#2避雷针，当10h x =m 时，5h .0h x <P )2h 5h .1(r x x -= 1)102245.1(⨯⨯-⨯=16m =（2）对于#3避雷针，当10h x =m 时，5h .0h x <P )2h 5h .1(r x x -=1)102625.1(⨯⨯-⨯==19m（3）对于#5避雷针，当5h x =m 时，5h .0h x <P )2h 5h .1(r x x -=1)52425.1(⨯⨯-⨯==26m二. 两支避雷针的保护范围1 两支等高避雷针的保护范围：（1） 两针外侧的保护范围按单支避雷针计算：（2） 两针间的保护最低点高度O h 按下式计算：7PD h h o -= 式中：O h —两针间保护范围上部边缘最低点高度，m ；D —两避雷针间的距离，m ；（3） 两针间x h 水平面上保护范围的一侧最小宽度x b 按下式计算： 当o x h 21h ≥时， )h h (b x o x -= 当o x h 21h < x o x h 2h 5.1b -=2 两支不等高避雷针的保护范围（1）两针外侧的保护范围分别按单支避雷针的计算方法确定。

（2）不等高化成等高避雷针间距离：当P h h D D h h )(2121'12--=≥时，三 避雷针的具体保护范围计算两避雷针间的距离按图纸上实际数据计算（1）#1—#2针联合保护范围（等高），D=40.2 m ，10m h x =7P D h h o -=1740.224⨯-==18.3m ， o x h 21h ≥ )h h (b x o x -==3.8103.18=-m（2）#2—#3针联合保护范围（不等高），D=34.8m ，10m h x =P h h D D )(21'--==34.8-（26-24）×1=32.8m7P D h h 'o -=1734.824⨯-=19.3=m o x h 21h ≥ )h h (b x o x -==3.9103.19=-m（3）#1—#3针联合保护范围（不等高），D=51.6m ，10m h x =P h h D D )(21'--==51.6-（26-24）×1=49.6m7P D h h 'o -=1749.624⨯-=16.9=m o x h 21h ≥ )h h (b x o x -==9.6109.16=-m经上述计算，由两支或多支避雷针组成的保护最小宽度x b 都大于0，故所有设备都在避雷针的保护范围内。

接地计算一. 原始数据主变型号：SFZ11-50000/110kV主变容量：50MVA主变电压：115±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10KV阻抗电压：%5.6%,5.17%,5.10323121===---U U U 以50MVA 为基准 实测等值土壤电阻率：Ω300ρ0=·m远期系统阻抗：基准值 MVA 100S B =110KV 侧 正（负）序阻抗222.0x x 21== 零序阻抗349.0x 0=二. 接地短路电流的计算由原始数据得 %75.102/)U U U (U 3-23-12-11=-+= 02/)U U U (U 3-13-22-12=-+=%75.62/)U U U (U 2-13-23-13=-+=归算后主变阻抗为 010/x 1*1U =·2.68751000/40×100/75.10/S B ==N S 0x *2=010/x 3*3U =·1.68751000/40×100/75.6/S B ==N S 短路电流计算接线图如图所示。

（一）K1点短路时正负序阻抗图:零序阻抗图:1.单相接地短路正序电流 344.1)3.0222.0222.0/(1)/(1021)1(1=++=++=x x x I a合成电流 kA I I I B a 244.20021.5344.133)1(1)1(=⨯⨯==零序电流 344.1)1(1)1(0==a I I变电所110kV 侧零序电流（变压器110kV 侧）0.18491.344)1875.2349.0/(349.001=⨯+=I有名值kA I 928.0021.51849.001=⨯=变电所中性点电流kA I I N 784.2928.03301=⨯==所外短路，入地短路电流kA K I I e N 506.2)1.01(784.2)1(2=-⨯=-=2. 两相接地短路正序电流861.2)]3.0222.0/(3.0222.0222.0/[1)]/(/[102021)1,1(1=+⨯+=++=x x x x x I a 合成电流有名值kA I I x x x x I B a 628.21021.5861.2)3.0222.0(/3.0222.013)(/132)1,1(102202)1,1(=⨯⨯+⨯-⨯=•+-⨯=零序电流217.1)3.0222.0/(222.0861.2)/(022)1,1(1)1,1(0=+⨯=+•=x x x I I a 变电所110kV 侧零序电流（变压器110kV 侧）0.1671.217)1875.2349.0/(349.001=⨯+=I有名值kA I 839.0021.5167.001=⨯=变电所中性点电流kA I I N 517.2839.03301=⨯==所外短路，入地短路电流kA K I I e N 265.2)1.01(517.2)1(2=-⨯=-=（二） K2点发生短路时（按单台主变接地考虑）正（负）序阻抗图零序阻抗图1. 单相接地短路正序电流0.237)1.0851.5661.566/(1)/(1/1021)1(1=++=++==x x x x I a ε合成电流 kA I I I B a 092.116.15237.033)1(1)1(=⨯⨯==零序电流 237.0)1(1)1(0==a I I变电所35kV 侧零序电流（变压器35kV 侧）237.0)1(0Ⅱ0==I I有名值KA I 697.36.15237.0Ⅱ0=⨯=变电所110kV 侧零序电流（变压器110kV 侧）085.0237.0)6875.1037.3/(6875.110=⨯+=I有名值KA I 427.0021.5085.010=⨯=变电所中性点电流KA I I I N 81.9)427.0697.3(3)(301Ⅱ0=-⨯=-=所外短路，入地短路电流kA K I I e N 829.8)1.01(81.9)1(2=-⨯=-=2. 两相接地短路正序电流453.0)]085.1566.1/(085.1566.1566.1/[1)]/(/[102021)1,1(1=+⨯+=++=x x x x x I a 合成电流有名值kA I I x x x x I B a 281.96.15453.0)085.1566.1(/085.1566.113)(/132)1,1(102202)1,1(=⨯⨯+⨯-⨯=•+-⨯=零序电流268.0)085.1566.1/(566.1453.0)/(022)1,1(1)1,1(0=+⨯=+•=x x x I I a变电所35kV 侧零序电流（变压器35kV 侧）268.0)1,1(0Ⅱ0==I I有名值KA I 181.46.15268.0Ⅱ0=⨯=变电所110kV 侧零序电流（变压器110kV 侧）096.0268.0)6875.1037.3/(6875.110=⨯+=I有名值KA I 482.0021.5096.010=⨯=变电所中性点电流KA I I I N 1.11)482.0181.4(3)(301Ⅱ0=-⨯=-=所外短路，入地短路电流kA K I I e N 99.9)1.01(1.11)1(2=-⨯=-=综合以上计算，入地短路电流计算取I=9.99KA三．接地网接地电阻的计算本期电厂接地网面积S=4211m 2土壤电阻率测量值:ρ1=45Ω·m ，季节系数Ψ取1.2等值土壤电阻率计算值:ρ=Ψ*ρ1=1.2*45=54Ω·m接地电阻理论值R=0.5ρ/S =0.5×54/4211=0.416Ω大于要求值2000/I=2000/9990=0.2002Ω不满足《交流电气装置的接地》DL/T621-1997第5.1.1条R ≤2000/I 的要求。

解决方法：1）应验算接触电位差和跨步电压差。

2）应采取隔离电位措施。

本工程中对外通信线路采用光纤电缆，所内采用用户保安器保护。

四．接地线截面的热稳定校验S g ≥c I g e t =7021630×1=309mm 2 其中,t e = t m +t f +t o =1st m —主保护动作时间t f —110kV 断路器失灵保护动作时间 t o —110kV 断路器开断时间至接地装置的接地引线截面选用-60×9热镀锌扁钢，接地装置接地极截面选用-60×8热镀锌扁钢。

接地线寿命按30年设计，腐蚀速度取0.065mm/年。

S 支=（60-0.065×30）×（9-0.065×30）=409mm 2>S g =309mm 2S 干=（60-0.065×30）×（8-0.065×30）=351mm 2>S g ×75%=232mm 2五．接触电位差和跨步电位差的计算该区域土壤电阻率测量值为45Ω·m,考虑季节系数后，ρf =54Ω·m 。

该区域人工接地网基本为一等间距方孔接地网，接地网长度68.8m ，接地网面积4211m 2，均压带根数取8。

接触电位差和跨步电位差允许值的计算1. 接触电位差U t =(174+0.17ρf )/t =(174+0.17×54)/6.0=236.5V 2. 跨步电位差U s =(174+0.7ρf )/t =(174+0.7×54)/6.0 =273.4V（一） 接地装置的电位U g =IR=9990×0.416=4155.84 V （二） 接地网的最大接触电位差接地体 -60×8等效直径 d=0.06/2=0.03m埋深 h=1.6m升压站接地网基本为一等间距方孔接地网计算取 均压带根数n=8接地网面积S=4211m 2K d =0.841-0.225lgd=0.841-0.225×lg0.03 =1.229K L =1.0K n =0.076+0.776/n=0.076+0.776/8=0.173K S =0.234+0.414lg S =0.234+0.414lg 4211=0.984K tmax =K d K L K n K S =0.21U tmax =K tmax U g =0.21×4155.84=872.7V ＞U t 允许值=236.5V不满足要求因此需要在经常维护的通道、操作机构四周等区域铺设砾石地面，用以提高地表面电阻率，电阻率约为3000Ω·m 。