提高10kV配電線路防雷水平的措施

1、提高10kV配電線路防雷水平的措施北京電力高等?？茖W(xué)校BeijingElectricPowerCollege電子,通信與自動控制圃提高10kV配電線路防雷水平的措施黃祖成(廣東電網(wǎng)公司廣州供電局,廣東廣州510738)摘要:闡述了1OkV配電線路防雷措施,提高線路耐雷水平,降低雷擊跳閘率,減少配電設(shè)備雷擊損壞率,確保配電網(wǎng)的平安可靠運(yùn)行.關(guān)鍵詞:配電線路;雷擊過電壓;防雷措施中圖分類號:TM13文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10090118(2021)一040022一Ol據(jù)電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計(jì)說明,在配電線路運(yùn)行的總跳閘次數(shù)中,由于雷擊引起的跳閘次數(shù)約占總跳閘次數(shù)的70%80%,尤其在多雷,土壤電阻率高

2、,地形復(fù)雜,檔距大的地區(qū),的重要組成局部,其分布廣,絕緣水平低,連接著變電站和眾多用戶,在雷雨季節(jié),經(jīng)常因雷害事故導(dǎo)致配電設(shè)備和用戶設(shè)備的損壞,造成大面積停電,嚴(yán)重的情況下甚至造成人身傷亡,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來損失.一,10kV配電線路雷擊過電壓形式(一)直擊雷過電壓直擊雷過電壓是雷云擊中桿塔,電力裝置等物體時,強(qiáng)大的雷電流流過該物體泄人大地,在該物體上產(chǎn)生的很高的電壓降.(二)感應(yīng)雷過電壓感應(yīng)雷過電壓是雷電擊線路附近的大地時,在導(dǎo)線上由的可靠性.2,?繼電保護(hù)和平安自動裝置技術(shù)規(guī)程?要求除330kV及以上變壓器可裝設(shè)雙重差動保護(hù)外,一般均按單主(一套開展,以及多年來線路保護(hù)雙重化的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),

3、變壓器廠家的產(chǎn)品,不同原理設(shè)計(jì),利于變壓器發(fā)生各類復(fù)雜故障時可靠地切除故障.3,變壓器成套數(shù)字式保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)思想將其主保護(hù),后備保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)共用一組電流互感器(TA),對裝置中,處理器(cPu)板和管理板是完全相同的插件,任一CPU都可實(shí)時得到全套電量保護(hù)的各種交流量,直流量和開關(guān)量,由于采用了獨(dú)立的啟動元件,且CPU板與管理板的A/D采樣回路,低通濾波回路以及其他相關(guān)回路均相互獨(dú)立,采取管理板保護(hù)啟動(兼故障錄波)+CPU板保護(hù)動作出口跳閘的方式,既能杜絕保護(hù)裝置硬件故障引起的誤動作,又使變壓器的主保護(hù)功能得到增強(qiáng).(-)簡化后備保護(hù)1,變壓器的相間短路后備保護(hù)與接地短路后備保護(hù),分

4、別作為變壓器外部相問短路引起的變壓器過電流保護(hù)和保護(hù)在選擇性和靈敏度上遠(yuǎn)不及主保護(hù),變壓器內(nèi)部故障時主要是由主保護(hù)動作切除故障,后備保護(hù)不一定能動作.所以變壓器后備保護(hù)實(shí)際上起不到變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)作用,因此在加強(qiáng)主保護(hù)的根底上可適當(dāng)簡化后備保護(hù).2,220kV及以上線路均裝有雙套高頻保護(hù),多段相間,接地距離,零序電流保護(hù)及斷路器失靈保護(hù),根本不需要所聯(lián)系的變壓器為其提供后備保護(hù),所以變壓器后備保護(hù)只分量是由先導(dǎo)通道中雷電流所產(chǎn)生的磁場變化所引起的感應(yīng)電壓.由于主放電通道是和導(dǎo)線相互垂直的,所以兩者間的互感不大,即電磁感應(yīng)不大,因此電磁分量要比靜電分量小得多.在感應(yīng)雷過電壓幅值的構(gòu)成上,

5、靜電分量起主要作用.由此說明,10kV架空配電線路由雷擊引起線路閃絡(luò)或故障的主要因素不是直擊雷過電壓而是感應(yīng)雷過電壓,配電線路遭受直接雷過電壓的概率很小,約占雷害事故的20%,感應(yīng)雷過電壓導(dǎo)致的故障比例超過80%.因此10kV配電線路的防雷主要針對感應(yīng)雷過電壓.二,感應(yīng)雷過電壓的危害絕大多數(shù)10kV線路為12片絕緣子,由于絕緣水平作為本側(cè)母線及套管引出線的后備保護(hù).另外,后備保護(hù)大多取用套管CT,以較短時限動作不一定能縮小故障范圍,以較長時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器的跳閘原那么對變壓器及系統(tǒng)的危害較大,與繼電保護(hù)原那么相違背,這也是變壓器后備保護(hù)需簡化的一些理由.3,隨著變壓器的大型化和保護(hù)

6、配置的復(fù)雜化,保護(hù)跳閘出口接點(diǎn)多,方式變化大,可以編輯保護(hù)跳閘動作對象的護(hù)配置和各保護(hù)時限的跳閘邏輯采用在線編程方式,分為第一定值區(qū)(開放給用戶)和內(nèi)部定值區(qū)(暫不對用戶開放),依托功能強(qiáng)大的PC機(jī)支持工具,在內(nèi)部定值區(qū)對每一種保護(hù)的跳閘邏輯進(jìn)行編程,隱含或開放定值表中每一種保護(hù)的定值及功能,連同進(jìn)入跳閘矩陣的保護(hù)出口信號一起,構(gòu)成了變壓器后備保護(hù)的動作出口回路,滿足了變壓器的各種接線方式要求,到達(dá)了后備保護(hù)簡化的目的.四,結(jié)束語合理配置變壓器繼電保護(hù)對保證變壓器平安運(yùn)行至關(guān)重要,應(yīng)根據(jù)變壓器可能的故障形式及故障時可能動作的作為主保護(hù),取長補(bǔ)短,應(yīng)重視變壓器主保護(hù)的作用,適當(dāng)簡化變壓器后備保護(hù)

7、的配置.參考文獻(xiàn):1】王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用M】.北京:中國電力出版社.2000.1999年220kV及以上變壓器保護(hù)運(yùn)行情況【J】.電力自動化設(shè)備,2001,(O5).3】吳運(yùn)祥,沈榮,朱聲石.重視并應(yīng)用好變壓器后備保護(hù)J】.繼電器,2000.(07).北京電力高等?？茖W(xué)校BeijingElectricPowerCollegeEg-T-,通信與自動控制匠前中國配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不直接接地方式,其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生單相接地故障后,允許繼續(xù)運(yùn)行0.52h,不致于引起用戶斷電.提高了供電可靠性,但隨著配電網(wǎng)的擴(kuò)大,電纜和架故障后,接地電弧不能自行熄滅必然開展成相間短路,造成用戶停電和設(shè)備損

8、壞事故;當(dāng)發(fā)生斷續(xù)性弧光接地時,會引起較高的弧光過電壓,一般為3.5倍相電壓甚至更高,涉及到整個配電網(wǎng)致使絕緣薄弱的設(shè)備放電擊穿,引起設(shè)備損壞配電線路侵入變電所(站)或配電室內(nèi),侵入波過電壓易造成設(shè)備和人員遭受雷擊,假設(shè)竄入低壓系統(tǒng),將威脅廣闊的低壓用電設(shè)備和人員.(一)線路防雷水平與電桿高度關(guān)系遵墓避l鼴摹.囂囂張l略§囂稚靜f=l-Wl2;l曼l維警聰藉辯圖1閃絡(luò)電流與電桿高度關(guān)系圖當(dāng)線路采用不同高度的電桿時,線路的防雷水平見圖1所示.可見,電桿高度越高,同樣的擊距下,閃絡(luò)電流將越小.因此要提高線路的防雷性能,在滿足電網(wǎng)平安運(yùn)行的條件下,應(yīng)盡量選擇高度小些的電桿.(二)線路防雷水

9、平與線路絕緣水平的關(guān)系委科瓣隈2l始囂l秘l洳砭,霸圖2閃絡(luò)電流與絕緣水平關(guān)系圖/Z,S.185/Z時,線路的防雷水平見圖2所示.可見,線路絕緣水平越低,同樣的擊距下,閃絡(luò)電流越/1,o因此,要提高線路的防雷水平,應(yīng)加強(qiáng)線路的絕緣水平.(三)避雷器的作用在配電線路上安裝避雷器來防護(hù)雷電過電壓是世界各國廣為采用的一種方法.線路安裝避雷器后.當(dāng)宙擊桿塔,雷電流產(chǎn)生分流,局部雷電流通過桿塔流入大地;當(dāng)雷電流超過一定值后,避雷器參加分流,大局部雷電流通過避雷器流人導(dǎo)線,傳播到相鄰桿塔.假設(shè)線路遭受感應(yīng)雷過電壓,雷電雷器與絕緣子并聯(lián),具有良好的鉗位作用,避雷器的殘壓低于絕緣子串50%放電電壓,即使雷擊電

10、流增大,避雷器的殘防雷的重要特點(diǎn).雷電流過后,流過避雷器的工頻續(xù)流僅為微安級,流過避雷器的頻續(xù)流在第一次過零時熄滅,線路斷路器不會跳閘,系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài).三,提高10kV防雷水平措施的應(yīng)用(一)10KV蘿崗F2架空線根本參數(shù)l0KV蘿崗F2線路為廣州蘿崗供電局一條重要供電線蘿崗變電站出線,在第1基桿開始為蘿崗干線,于19號桿LGJ.70導(dǎo)線,總長8.8lea,所經(jīng)路段為平地和丘陵地區(qū),共37基桿,其中轉(zhuǎn)角桿和耐張桿7基,為3號,8號,9號,17號,19號,29號和37號桿,直線桿30基,采用15m桿有6基,其余8號桿上安裝柱上開關(guān)1組,線路氧化鋅避雷器6只,35號桿處220kV增棠甲線跨越該

11、線路,跨越處前后各安裝氧化鋅避雷器3只.(二)10KV蘿崗F2架空線遭受雷擊情況2007年8月22日,嶺頭支7組l0kV高壓跌落式開關(guān)被雷擊損壞,水西支7問配電室遭受雷擊,空氣開關(guān)損壞.2007年8月24日,蘿崗干35號桿和36號桿之問的線路被雷擊斷.2021年8月I1日,嶺頭支4號桿與5號桿之間導(dǎo)線被雷擊斷.(三)提高10kV城北線防雷水平的措施l0kV配電線路一般采用9m或12m桿,10KV蘿崗F2架空線使用的電桿較高,能引起線路閃絡(luò)的最小雷電流需要提高線路的防雷水平,特別是35號桿處曾發(fā)生過雷擊斷線,更應(yīng)加強(qiáng)防雷,以降低該線路的雷擊跳閘率.1,更換線路絕緣子一280/Z,見表1所示.可見

12、,更換以后,無論何種擊距,線路防雷水平均可提高33%.擊距向線路防雷水平九【AS一210/ZS一280/z302736504459706283將原15133.的35號桿更換為12m桿,更換前后線路的耐雷水平如表2所示.可見,更換以后,無論何種擊距,35號桿處防雷水平均可提高15%.表211擊距/m防雷水平/kA桿高15111桿高l2rn302327503844705452變化3,安裝線路避雷器蘿崗F2線路避雷器安裝數(shù)量很少,每相隔1517基安原有安裝避雷器的根底上,在特別高的桿塔35號桿,帶拉線的桿塔16號桿及終端桿處各安裝一組MOA,在其余線路每隔35基桿增加一組線路避雷器,以提高該線路的防雷水平.四,結(jié)束語(一)隨著10KV配網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大,特別是電纜數(shù)量不斷增加,選擇接地方式成為10KV配網(wǎng)改造中一個不可無