高電壓技術43

1、 4.3 發(fā)電廠、變電所雷閃過電壓及其保護發(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： 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二是二是: :雷擊輸電線后產生的雷電波侵入發(fā)電廠、變電所：雷擊輸電線后產生的雷電波侵入發(fā)電廠、變電所： 防護措施是裝設閥型避雷器或者氧化鋅避雷器，以限制流防護措施是裝設閥型避雷器或者氧化鋅避雷器，以限制流過避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。過避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。 布置的設備貴重，防雷措施需要更加周密。布置的設備貴重，防雷措施需要更加周密。 接地系

2、統包括防雷、工作和保護接地，必須保證良好的接地。接地系統包括防雷、工作和保護接地，必須保證良好的接地。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對于直擊雷必須使用避雷針或避雷線進行防護。對于直擊雷必須使用避雷針或避雷線進行防護。直擊雷防護設計內容：選擇避雷針支數、高度、裝設位置、驗算保直擊雷防護設計內容：選擇避雷針支數、高度、裝設位置、驗算保護范圍、接地裝置設計等。護范圍、接地裝置設計等。原則：原則：（1）所有的被保護設備均應處于避雷針的保護范圍之內，以免遭受）所有的被保護設備均應處于避雷針的保護范圍之內，以免遭受雷擊雷擊。（2）當雷擊避雷針時，雷電流通過避雷針入地，使避雷

3、針對地電位）當雷擊避雷針時，雷電流通過避雷針入地，使避雷針對地電位升高，此時應防止避雷針對被保護設備發(fā)生升高，此時應防止避雷針對被保護設備發(fā)生反擊反擊。1.1.獨立避雷針獨立避雷針適用范圍：適用范圍：35kv35kv及以下變電所。及以下變電所。35kv35kv及以下的配電裝置，絕緣水及以下的配電裝置，絕緣水平較低，為平較低，為避免反擊避免反擊應架設獨立應架設獨立避雷針，其接地裝置應與主接地避雷針，其接地裝置應與主接地網分開埋設。網分開埋設。高為高為h h的避雷針受雷擊時出現的電位：的避雷針受雷擊時出現的電位：chLLkRidtdiLu避雷針的接地裝置上出現的電位：避雷針的接地裝置上出現的電位：

4、LchdiRu ?。篐hLskAdtdikAiLL7 . 1/30150得出：chdchkRuhRu15051150 為防止避雷針與被保護的配電構架或設備之間空氣間隙被擊穿為防止避雷針與被保護的配電構架或設備之間空氣間隙被擊穿而造成而造成反擊反擊事故，若取空氣的平均耐壓強度為事故，若取空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備接地裝置之間土壤中的間為防止避雷針接地裝置和被保護設備接地裝置之間土壤中的間隙被擊穿，取土壤的平均耐電強度為隙被擊穿，取土壤的平均耐

5、電強度為300kv/m300kv/m，則，則chdRS3 . 0一般情況下：一般情況下：mSd32.2.構架避雷針構架避雷針適用范圍：適用范圍：110kv110kv及以上變電所及以上變電所110kv110kv及以上的配電裝置，絕緣水平較高，雷擊避雷針時，構架及以上的配電裝置，絕緣水平較高，雷擊避雷針時，構架上出現的高電位不會造成反擊事故。上出現的高電位不會造成反擊事故。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器的絕緣免受反擊的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，要求在裝置避雷針的構架附近埋設輔助集中接地裝置，且避威脅，要求在裝置避雷針的構架附

6、近埋設輔助集中接地裝置，且避雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線到主接地網的地下連雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線到主接地網的地下連接點，沿接地體的距離不得小于接點，沿接地體的距離不得小于1515米；米；b.b.在變壓器的門型構架上，不允許裝避雷針在變壓器的門型構架上，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架相連的問題：線路終端桿塔上的避雷線能否與變電所構架相連的問題：110kv110kv及以上可以相連，若及以上可以相連，若10001000m m 應加集中接地裝置。應加集中接地裝置。353560kv 60kv 當當=500500500m m 不允許相連。不允許相連。4.

7、3.2 4.3.2 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：為使變電所內避雷器能可靠地保護電氣設備，限制流經避雷器的電為使變電所內避雷器能可靠地保護電氣設備，限制流經避雷器的電流幅值不超過流幅值不超過5kv5kv以限制殘壓、限制侵入波陡度以限制殘壓、限制侵入波陡度不超過一定的允許不超過一定的允許值。值。4.3.2 4.3.2 變電所的進線段保護變電所的進線段保護要求在靠近變電站要求在靠近變電站12km12km的一段進線上加強防雷保護措施，即進線段的一段進線上加強防雷保護措施，即進線段保護。當線路全線無避雷線時，這段線路必須架設避雷線；當線路保護。當線路全線無避雷線時，這段線路必

8、須架設避雷線；當線路全線有避雷線時，也將變電站附近全線有避雷線時，也將變電站附近2km2km長的一段進線列為進線保護段，長的一段進線列為進線保護段，進線保護段應具有較高的耐雷水平。進線保護段應具有較高的耐雷水平。35kv及以上變電所的進線段保護1.1.進線段首端落雷，流經避雷器電流的計算進線段首端落雷，流經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%沖擊閃絡電壓沖擊閃絡電壓原理接線和等值電路圖原理接線和等值電路圖計算方程：計算方程：最嚴重的情況：最嚴重的情況：進線段首段落雷，雷電波幅值進線段首段落雷，雷

9、電波幅值 = = 線路線路U U50%50%，并具有直角，并具有直角波頭。波頭。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令波速令波速v=300m/us,v=300m/us,陡度單位化為陡度單位化為kv/mkv/m在線路絕緣水平很高的情況下，為限制入侵雷電波的幅值，可以在進線段的首端處裝設一組氧化鋅避雷器F1.在雷雨季節(jié)，靠近隔離開關或斷路器，應裝設氧化鋅避雷器F2.在斷路器閉合運行時，入侵波使放電，產生截波，可能會危及變壓器縱絕緣。4.3.3 4.3.3 三繞組變壓器和自耦變壓器的三繞組變壓器和自耦變壓器的 雷閃過電壓及保護雷閃過電壓及

10、保護4.3.3 4.3.3 三繞組變壓器和自耦變壓器的雷閃過電壓及保護三繞組變壓器和自耦變壓器的雷閃過電壓及保護2.2.自耦變壓器的防雷保護自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，這時中壓側套管與斷路器之間裝設一組避雷器。（2 2）高壓側開路時）高壓側開路時，中壓側有入侵過電壓波，高壓側感應kU電壓，這時高壓側套管與斷路器之間也應加裝一組避雷器。線路圖線路圖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能達到繞組端三相同時進波時，中性點不接地的變壓器中

11、性點電位可能達到繞組端電壓的電壓的2 2倍，所以中性點需保護。倍，所以中性點需保護。（一）（一）110KV110KV及以上的中性點有效接地系統及以上的中性點有效接地系統用于這種系統的變壓器，中性點對地絕緣的設計方案：用于這種系統的變壓器，中性點對地絕緣的設計方案：(1)(1)全絕緣全絕緣中性點處絕緣水平與繞組首端絕緣水平相同。中性點處絕緣水平與繞組首端絕緣水平相同。(2)(2)分級絕緣分級絕緣中性點處絕緣水平低于繞組首端絕緣水平。中性點處絕緣水平低于繞組首端絕緣水平。1.1.中性點全絕緣時，一般不需要專門保護。但在變電所只有一臺變壓中性點全絕緣時，一般不需要專門保護。但在變電所只有一臺變壓器且

12、單路進線的情況下，仍需在中性點加裝一臺與繞組首端相同電壓器且單路進線的情況下，仍需在中性點加裝一臺與繞組首端相同電壓等級的避雷器。等級的避雷器。2.2.中性點分級絕緣時，必須選用與中性點絕緣水平相當的避雷器加以中性點分級絕緣時，必須選用與中性點絕緣水平相當的避雷器加以保護，同時注意校核避雷器的滅弧電壓。保護，同時注意校核避雷器的滅弧電壓。中性點若使用閥型避雷器，應滿足下列條件：中性點若使用閥型避雷器，應滿足下列條件：其沖擊放電電壓應小于變壓器中性點的沖擊耐壓；其沖擊放電電壓應小于變壓器中性點的沖擊耐壓；其滅弧電壓應大于因電網一相接地引起的中性點電位升高的穩(wěn)態(tài)其滅弧電壓應大于因電網一相接地引起的

13、中性點電位升高的穩(wěn)態(tài)值，以免避雷器爆炸。值，以免避雷器爆炸。3. 3. 變壓器中性點保護變壓器中性點保護（二）（二）35KV35KV及以下的中性點非有效接地系統及以下的中性點非有效接地系統變壓器的中性點為全絕緣，所以變壓器的中性點一般不需裝設變壓器的中性點為全絕緣，所以變壓器的中性點一般不需裝設防雷保護裝置；防雷保護裝置；多雷區(qū)單進線變電所且中性點引出時，應在中性點裝設防雷保多雷區(qū)單進線變電所且中性點引出時，應在中性點裝設防雷保護裝置。護裝置。4.3.3.4 配電變壓器的防雷保護配電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、低壓繞組的中性三點共同接地：避雷器的接地引下線、配變

14、外殼、低壓繞組的中性點連接在一起。點連接在一起。工頻接地電阻值對于工頻接地電阻值對于100kVA100kVA及以上的變壓器應不大于及以上的變壓器應不大于44，對小于，對小于100kVA100kVA的變壓器應不大于的變壓器應不大于1010。4.3.4 4.3.4 旋轉電機的防雷保護旋轉電機的防雷保護4.3.4.1 4.3.4.1 旋轉電機的防雷保護特點旋轉電機的防雷保護特點(1).(1).旋轉電機由于結構和工藝特點，其主絕緣的沖擊耐壓值遠低于旋轉電機由于結構和工藝特點，其主絕緣的沖擊耐壓值遠低于同級變壓器的沖擊耐壓值同級變壓器的沖擊耐壓值4.3.4 4.3.4 旋轉電機的防雷保護旋轉電機的防雷保

15、護4.3.4.1 4.3.4.1 旋轉電機的防雷保護特點旋轉電機的防雷保護特點(2).(2).電機絕緣的運行條件較惡劣，受到熱、機械、空氣中潮氣、污電機絕緣的運行條件較惡劣，受到熱、機械、空氣中潮氣、污穢物、電場等因素聯合作用，絕緣容易老化；運行中的旋轉電機主穢物、電場等因素聯合作用，絕緣容易老化；運行中的旋轉電機主絕緣更低于出廠時的核定值，與避雷器配合水平小。絕緣更低于出廠時的核定值，與避雷器配合水平小。(3).(3).保護旋轉電機用的磁吹避雷器的保護水平與電機沖擊耐壓水平保護旋轉電機用的磁吹避雷器的保護水平與電機沖擊耐壓水平相差不多，配合裕度很小；相差不多，配合裕度很?。?.3.4 4.3

16、.4 旋轉電機的防雷保護旋轉電機的防雷保護4.3.4.1 4.3.4.1 旋轉電機的防雷保護特點旋轉電機的防雷保護特點(4).(4).由于電機繞組匝間電容較小，不能起到改善沖擊電壓分布的作由于電機繞組匝間電容較小，不能起到改善沖擊電壓分布的作用；當有沖擊波作用于電機繞組時，繞組匝間絕緣上所受電壓與侵用；當有沖擊波作用于電機繞組時，繞組匝間絕緣上所受電壓與侵入波陡度成正比，故要求來波陡度較小。入波陡度成正比，故要求來波陡度較小。(5).(5).電機繞組中性點一般不接地，當侵入波入侵時，會引起中性點電機繞組中性點一般不接地，當侵入波入侵時，會引起中性點電壓升高，需要對中性點采取保護措施。電壓升高，

17、需要對中性點采取保護措施。由此特點，旋轉電機（直配電機）的防雷保護應包括：由此特點，旋轉電機（直配電機）的防雷保護應包括：主絕緣、匝間絕緣主絕緣、匝間絕緣和和中性點絕緣中性點絕緣的保護。的保護。有關規(guī)程規(guī)定：有關規(guī)程規(guī)定：60000kW60000kW以上的發(fā)電機不允許與架空線直接相連。以上的發(fā)電機不允許與架空線直接相連。從防雷觀點看，發(fā)電機可分為兩大類：從防雷觀點看，發(fā)電機可分為兩大類：(1)(1)經過變壓器與架空線連接的電機經過變壓器與架空線連接的電機-非直配電機；非直配電機；(2)(2)直接與架空線相連（包括經過電纜段、電抗器等原件與架空線直接與架空線相連（包括經過電纜段、電抗器等原件與架

18、空線相連）的電機相連）的電機-直配電機。直配電機。對于直配電機，當雷擊線路或附近大地時產生的過電壓波會對于直配電機，當雷擊線路或附近大地時產生的過電壓波會沿著線路直接侵入發(fā)電機，此時過電壓幅值大、陡度大，對電機絕沿著線路直接侵入發(fā)電機，此時過電壓幅值大、陡度大，對電機絕緣的危害大，故要求其具有可靠的防雷保護措施。緣的危害大，故要求其具有可靠的防雷保護措施。4.3.4.2 4.3.4.2 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在電機出線的母線處裝設氧化鋅避雷器，以降低侵入波幅值，保在電機出線的母線處裝設氧化鋅避雷器，以降低侵入波幅值，保護電機主絕緣。護電機主絕緣。(2).(2).電容器保護電容器保護在發(fā)電機母線上裝設一組并聯電容器限制雷電侵入波的陡度，以在發(fā)電機母線上裝設一組并