發(fā)電廠和變電所的防雷保護

1、 第四章第四章 發(fā)電廠和變電所的防雷保護發(fā)電廠和變電所的防雷保護發(fā)電廠、變電所遭受雷害的兩個方面：發(fā)電廠、變電所遭受雷害的兩個方面：一是一是:雷直擊于發(fā)電廠、變電所雷直擊于發(fā)電廠、變電所二是二是:雷擊輸電線后產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠、雷擊輸電線后產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠、變電所變電所防護措施是采用避雷針或避雷線防護措施是采用避雷針或避雷線防護措施是裝設(shè)氧化鋅避雷器，以限制流過避防護措施是裝設(shè)氧化鋅避雷器，以限制流過避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。一一. .發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護1.1.獨立避雷針獨立避雷針適用范圍：適用范圍：3

2、5kv35kv及以下變電所及以下變電所原則：所有的被保護設(shè)備均應(yīng)處于避雷針的原則：所有的被保護設(shè)備均應(yīng)處于避雷針的保護范圍之內(nèi)，以免遭受雷擊。當(dāng)雷擊避雷保護范圍之內(nèi)，以免遭受雷擊。當(dāng)雷擊避雷針時，雷電流通過避雷針入地，使避雷針對針時，雷電流通過避雷針入地，使避雷針對地電位升高，此時應(yīng)防止避雷針至被保護設(shè)地電位升高，此時應(yīng)防止避雷針至被保護設(shè)備發(fā)生反擊。備發(fā)生反擊。示意圖高為高為h h的避雷針受雷擊時出現(xiàn)的電位：的避雷針受雷擊時出現(xiàn)的電位：chLLkRidtdiLu避雷針的接地裝置上出現(xiàn)的電位避雷針的接地裝置上出現(xiàn)的電位LchdiRu 取：HhLskAdtdikAiLL7 . 1/30150于是

3、：chdchkRuhRu15050150 為防止避雷針與被保護的配電構(gòu)架或設(shè)備為防止避雷針與被保護的配電構(gòu)架或設(shè)備之間空氣間隙被擊穿而造成之間空氣間隙被擊穿而造成反擊反擊事故，若取空事故，若取空氣的平均耐壓強度為氣的平均耐壓強度為500kv/m500kv/m，則，則hRShRSchKchK1 . 03 . 050050150一般情況下：一般情況下：mSK5 為防止避雷針接地裝置和被保護設(shè)備接地為防止避雷針接地裝置和被保護設(shè)備接地裝置之間土壤中的間隙被擊穿，取土壤的平均裝置之間土壤中的間隙被擊穿，取土壤的平均耐電強度為耐電強度為300kv/m300kv/m，則，則chdRS3 . 0一般情況下：

4、一般情況下：mSd32.2.構(gòu)架避雷針構(gòu)架避雷針適用范圍：適用范圍：110kv110kv及以上變電所及以上變電所注意事項：注意事項：a.a.為確保變電站中最重要而絕緣較弱的主變壓為確保變電站中最重要而絕緣較弱的主變壓器的絕緣免受反擊的威脅，要求在裝置避雷針器的絕緣免受反擊的威脅，要求在裝置避雷針的構(gòu)架附近埋設(shè)輔助集中接地裝置，且避雷針的構(gòu)架附近埋設(shè)輔助集中接地裝置，且避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點到變壓器接地線到主與主接地網(wǎng)的地下連接點到變壓器接地線到主接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的距離不得小接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的距離不得小于于1515米；米；b.b.在變壓器的門型構(gòu)架上，不允許裝避雷針

5、在變壓器的門型構(gòu)架上，不允許裝避雷針線路終端桿塔上的避雷線能否與變電所構(gòu)架相線路終端桿塔上的避雷線能否與變電所構(gòu)架相連的問題：連的問題：110kv110kv及以上及以上 可以相連，若可以相連，若10001000m m 應(yīng)應(yīng) 加集中接地裝置加集中接地裝置353560kv 60kv 當(dāng)當(dāng)=500500500m m 不允許相連不允許相連二二. .變電所的侵入波保護變電所的侵入波保護1.1.閥式避雷器的保護作用分析閥式避雷器的保護作用分析(1).(1).變壓器與避雷器之間的距離為零變壓器與避雷器之間的距離為零接線圖動作前等值電路動作后等值電路列出方程：uziuuzzuiubbbbb22111用圖解法求

6、解避雷器電壓有兩個峰值：避雷器電壓有兩個峰值：分析chucau避雷器沖擊放電電壓，由于閥式避雷避雷器沖擊放電電壓，由于閥式避雷器的伏的特性較平，可認為是一個定器的伏的特性較平，可認為是一個定值值避雷器最高的殘壓，由于流經(jīng)避雷器避雷器最高的殘壓，由于流經(jīng)避雷器的雷電流一般不超過的雷電流一般不超過5kA5kA，因此其值取，因此其值取為為5kA5kA下的殘壓下的殘壓(2).(2).變壓器和避雷器之間有一定的電器距離變壓器和避雷器之間有一定的電器距離接線圖接線圖分析用圖分析用圖避雷器上的電壓避雷器上的電壓變壓器上的電壓波形變壓器上的電壓波形變壓器承受雷電波能力變壓器承受雷電波能力jcUlU25 .變電

7、所中變壓器距避雷器的最大允許電氣距離變電所中變壓器距避雷器的最大允許電氣距離/25 . cjmUUl三三. .變電所的進線段保護變電所的進線段保護保護目的：保護目的：為使變電所內(nèi)避雷器能可靠地保護電氣設(shè)為使變電所內(nèi)避雷器能可靠地保護電氣設(shè)備，限制流經(jīng)避雷器的電流幅值不超過備，限制流經(jīng)避雷器的電流幅值不超過5kv5kv、限制侵入波陡度、限制侵入波陡度不超過一定的允不超過一定的允許值許值1.1.進線段首端落雷，流經(jīng)避雷器電流的計算進線段首端落雷，流經(jīng)避雷器電流的計算計算條件：計算條件：進線段進線段1-21-2公里公里雷電侵入波最大幅值為線路絕緣雷電侵入波最大幅值為線路絕緣50%50%沖擊沖擊閃絡(luò)電

8、壓閃絡(luò)電壓原理接線和等值電路圖原理接線和等值電路圖3. 35kv及以上變電所的進線段保護計算方程：計算方程：2.2.進入變電所的雷電波陡度進入變電所的雷電波陡度的計算的計算dhuluu008. 05 . 0令令v=300m/us,v=300m/us,陡度化為陡度化為kv/mkv/m單位單位3. 35kv3. 35kv及以上變電所的進線段保護及以上變電所的進線段保護四四. .變電器防雷保護的幾個具體問題變電器防雷保護的幾個具體問題1. 1. 三繞組變壓器的防雷保護三繞組變壓器的防雷保護措施：措施： 在低壓繞組三相出線上加裝閥式避雷器在低壓繞組三相出線上加裝閥式避雷器2.2.自耦變壓器的防雷保護自

9、耦變壓器的防雷保護(1).(1).高、低壓繞組運行，中壓開路高、低壓繞組運行，中壓開路線路圖線路圖考慮各種運行方式下：如高低繞組運行，中壓開路，這時中壓側(cè)套管與斷路器之間裝設(shè)一組避雷器。高壓側(cè)開路時，中壓側(cè)來波，高壓側(cè)感應(yīng)kU電壓，這時高壓側(cè)套管與斷路器之間也應(yīng)加裝一組避雷器。電壓分布圖電壓分布圖(2).(2).中、低壓繞組運行，高壓開路中、低壓繞組運行，高壓開路電壓分布圖電壓分布圖安裝避雷器的自耦變壓器安裝避雷器的自耦變壓器3. 3. 變壓器中性點保護變壓器中性點保護(1).(1).中性點絕緣水平中性點絕緣水平全絕緣全絕緣分級絕緣分級絕緣60kv60kv及以下及以下110kv110kv及以上

10、及以上(2).(2).不同電壓等級的中性點保護不同電壓等級的中性點保護60kv60kv及以下的電網(wǎng)中的變壓器及以下的電網(wǎng)中的變壓器: : 一般不需要保護一般不需要保護多雷地區(qū)或裝有消弧線圈的變壓器：多雷地區(qū)或裝有消弧線圈的變壓器：宜在中性點加裝避雷器宜在中性點加裝避雷器110kv110kv及以上電網(wǎng)中變壓器及以上電網(wǎng)中變壓器變壓器中性點宜選金屬氧化物避雷器變壓器中性點宜選金屬氧化物避雷器3 3、變壓器中性點保護、變壓器中性點保護三相同時進波時，中性點不接地的變壓器中性點電位可三相同時進波時，中性點不接地的變壓器中性點電位可能達到繞組端電壓的能達到繞組端電壓的2 2倍，所以中性點需保護。倍，所以

11、中性點需保護。110kV110kV及上變壓器中性點加裝及上變壓器中性點加裝Y1WY1W或或Y1.5WY1.5W系列的氧化鋅避系列的氧化鋅避雷器保護中性點絕緣。雷器保護中性點絕緣。4、配變變壓器的防雷保護配變變壓器的防雷保護三點共同接地：避雷器的接地引下線、配變外殼、三點共同接地：避雷器的接地引下線、配變外殼、低壓繞組的中性點連接在一起。低壓繞組的中性點連接在一起。逆變換，解決方法：低壓側(cè)某一相裝設(shè)一只避雷逆變換，解決方法：低壓側(cè)某一相裝設(shè)一只避雷器器五五. . 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護1.1.旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護特點旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護特點(1).(1).旋轉(zhuǎn)電機主絕緣的沖擊耐壓值旋轉(zhuǎn)

12、電機主絕緣的沖擊耐壓值遠低于同級變壓器的沖擊耐壓值遠低于同級變壓器的沖擊耐壓值(2).(2).運行中的旋轉(zhuǎn)電機主絕緣更低于運行中的旋轉(zhuǎn)電機主絕緣更低于出廠時的核定值出廠時的核定值(3).(3).保護旋轉(zhuǎn)電機用的磁吹避雷器的保護保護旋轉(zhuǎn)電機用的磁吹避雷器的保護性能與電機絕緣水平的配合裕度很小性能與電機絕緣水平的配合裕度很小(4).(4).由于電機繞組匝間電容較小，要求來波由于電機繞組匝間電容較小，要求來波陡度較小陡度較小(5).(5).電機繞組中性點一般不接地，當(dāng)侵入電機繞組中性點一般不接地，當(dāng)侵入波入侵時，會引起中性點電壓升高波入侵時，會引起中性點電壓升高由此特點，旋轉(zhuǎn)電機（直配電機）的防雷保

13、由此特點，旋轉(zhuǎn)電機（直配電機）的防雷保護應(yīng)包括：護應(yīng)包括： 主絕緣、匝間絕緣和中性點絕緣的保護主絕緣、匝間絕緣和中性點絕緣的保護2.2.直配電機的防雷措施直配電機的防雷措施(1).(1).避雷器保護避雷器保護功能：降低侵入波幅值功能：降低侵入波幅值(2).(2).電容器保護電容器保護功能：限制侵入波陡度功能：限制侵入波陡度和降低感應(yīng)雷過電和降低感應(yīng)雷過電壓壓(3).(3).電纜段保護（進線段保護）電纜段保護（進線段保護）功能：限制流經(jīng)功能：限制流經(jīng)FCDFCD型避雷器中的雷電流型避雷器中的雷電流使之小于使之小于3kA3kA(4).(4).電抗器保護電抗器保護功能：在雷電波侵入時抬高首端沖擊電壓，使功能：在雷電波侵入時抬高首端沖擊電壓，使安裝在電纜首端的避雷器放電