發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)課件

發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)1發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)1發(fā)電廠和變電所雷電過電壓來源雷直擊發(fā)電廠和變電所雷擊輸電線路產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入發(fā)電廠和變電所2發(fā)電廠和變電所雷電過電壓來源雷直擊發(fā)電廠和變電所2變電所雷電過電壓的危害發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大都沒有自恢復(fù)的能力220kV線路50%放電電壓1200kV，而相應(yīng)的變壓器全波沖擊試驗(yàn)電壓850kV，全波多次沖擊耐壓只有850/1.1=773kV造成大面積停電3變電所雷電過電壓的危害發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大過電壓防護(hù)的主要措施降低來波陡度減小通過避雷器的電流進(jìn)線保護(hù)段避雷器的保護(hù)作用與范圍侵入波針，線，保護(hù)范圍防止反擊直擊4過電壓防護(hù)的主要措施降低來波陡度進(jìn)線保護(hù)段避雷器的保護(hù)作用與一、直擊雷防護(hù)5一、直擊雷防護(hù)51、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK避雷針與配電構(gòu)架同高處避雷針的接地裝置上一般直擊雷電流iL=100kA;L0=1.55μH/m;h高處L=1.55hμH空氣與土壤的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)：E＝500kV/m61、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK避雷針與配電構(gòu)架1、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK發(fā)生反擊時(shí):500Sk=100Rch+60h500Sd=100Rch防止反擊:Sk>0.2Rch+0.1h一般5mSd>0.3Rch一般3m71、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK發(fā)生反擊時(shí):52、避雷針的安裝方式一般110kV及以上變電所，允許裝配電構(gòu)架避雷針，配電構(gòu)架需裝設(shè)輔助接地裝置，與地網(wǎng)的連接處距變壓器接地與地網(wǎng)連接處的距離不小于15m。土壤電阻率>500Ωm時(shí),需獨(dú)立架設(shè)避雷針。變壓器門型構(gòu)架上不得加裝避雷針。35kV及以下變電所需獨(dú)立加設(shè)避雷針，并達(dá)到不反擊的要求。（1）（2）(1)配電構(gòu)架輔助接地裝置與地網(wǎng)連接點(diǎn)(2)變壓器接地與地網(wǎng)的連接點(diǎn)82、避雷針的安裝方式一般110kV及以上變電所，允許裝配電構(gòu)二、變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用9二、變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用9裝設(shè)避雷器正確選擇避雷器的形式、參數(shù)合理確定保護(hù)接線方式，如臺(tái)數(shù)、裝設(shè)位置盡量少的避雷器保護(hù)所有設(shè)備10裝設(shè)避雷器正確選擇避雷器的形式、參數(shù)101、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓111、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓111、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器在沖擊電壓作用下可等值為一個(gè)電容（稱為入口電容），一般可以不計(jì)，認(rèn)為輸電線路在此開路。避雷器動(dòng)作前：變壓器（也是避雷器）上電壓：避雷器動(dòng)作后：變壓器（也是避雷器）上電壓有兩個(gè)峰值：Uch：避雷器沖擊放電電壓

Ubm：避雷器殘壓的最大值，取5kA下的數(shù)值兩個(gè)峰值Uch和Ubm基本相同121、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器在沖擊電壓作用1、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器得到可靠保護(hù)條件：變壓器沖擊放電電壓大于避雷器的沖擊放電電壓和5kA下的殘壓110kV~220kV變電所雷電流不得超過5kA，故5kA下的殘壓用Ub.5表示。131、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器得到可靠保護(hù)條2、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓入侵波at(到B點(diǎn)時(shí)t=0)在變壓器入口處T發(fā)生全反射:1)、當(dāng)T點(diǎn)的反射波到達(dá)B點(diǎn)之前

UB(t)=at2)、當(dāng)T點(diǎn)的反射波到達(dá)B后和避雷器動(dòng)作之前TBat142、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓入侵波at(到2、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓3)、避雷器動(dòng)作時(shí)刻t=tpK為設(shè)備電容修正系數(shù)Ub.5避雷器伏秒特性曲線at152、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓3)、避雷器動(dòng)作時(shí)變壓器上電壓UT(t)：具有振蕩性質(zhì)——截波16變壓器上電壓UT(t)：具有振蕩性質(zhì)163、變壓器與避雷器之間允許的最大電氣距離

由于入侵波在變壓器與避雷器之間多次反射，作用在變壓器上的電壓具有振蕩性質(zhì)，相當(dāng)于截波的作用。變壓器承受截波的能力為多次(一般指3次)截波耐壓值:

因此變壓器承受的最大耐壓值

變壓器與避雷器間允許的最大電氣距離

173、變壓器與避雷器之間允許的最大電氣距離由于入侵波在確保變壓器安全的主要措施限制避雷器殘壓限制入侵波陡度減小變壓器距避雷器的電氣距離由變電站進(jìn)線段保護(hù)完成18確保變壓器安全的主要措施限制避雷器殘壓由變電站進(jìn)線段保護(hù)完成三、變電所的侵入波過電壓防護(hù)19三、變電所的侵入波過電壓防護(hù)19一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線可以起到下列作用：自身阻抗可限制雷電流的幅值沖擊電暈可降低入侵波陡度1、35kV及以上變電所進(jìn)線段保護(hù)F3的作用：限制入侵雷電波幅值F2的作用：隔離開關(guān)或斷路器斷開時(shí)防止入侵波在此發(fā)生全反射造成對(duì)地閃絡(luò)。斷路器閉合運(yùn)行時(shí)，管型避雷器在避雷器的保護(hù)范圍內(nèi)不動(dòng)作，避免截?cái)嗖ǖ漠a(chǎn)生20一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線可以起到下列作用：1、35kV及以上變電所進(jìn)線2、35kV小容量變電所進(jìn)線段的保護(hù)<10m避雷器距變壓器距離小于10m，a允許大一些進(jìn)線段可縮短到500～600m為了限流，F(xiàn)E1、FE2的接地電阻212、35kV小容量變電所進(jìn)線段的保護(hù)<10m避雷器距變壓器距旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)一、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)的特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)要比變壓器困難得多，其雷害事故也往往大于變壓器，這是由它的絕緣結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件等方面的特殊性造成的。在同一電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)的沖擊電氣強(qiáng)度為最低。電機(jī)絕緣的沖擊耐壓水平與保護(hù)它的避雷器的保護(hù)水平相差不多、裕度很小。發(fā)電機(jī)繞組的匝間電容很小和不連續(xù)，迫使過電壓進(jìn)入電機(jī)繞組后只能沿著繞組導(dǎo)體傳播，而它的每匝繞組的長(zhǎng)度又遠(yuǎn)較變壓器繞組為大。22旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)一、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)的特點(diǎn)22從防雷保護(hù)的觀點(diǎn)來看，發(fā)電機(jī)可分為兩大類：通過變壓器再接到架空線路上去的電機(jī)，簡(jiǎn)稱非直配電機(jī)；直接與架空線相連的電機(jī)，簡(jiǎn)稱直配電機(jī)。理論分析和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)均表明：非直配電機(jī)所受到的過電壓均須經(jīng)過變壓器繞組之間的靜電和電磁傳遞。只要低壓繞組不是空載，那么傳遞過來的電壓就不會(huì)太大。直配電機(jī)的防雷保護(hù)是電力系統(tǒng)中的一大難題，因?yàn)檫@時(shí)的過電壓波直接從線路入侵，幅值大、陡度也大。23從防雷保護(hù)的觀點(diǎn)來看，發(fā)電機(jī)可分為兩大類：23圖60MW直配電機(jī)的保護(hù)接線圖

24圖60MW直配電機(jī)的保護(hù)接線圖24發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)25發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)1發(fā)電廠和變電所雷電過電壓來源雷直擊發(fā)電廠和變電所雷擊輸電線路產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入發(fā)電廠和變電所26發(fā)電廠和變電所雷電過電壓來源雷直擊發(fā)電廠和變電所2變電所雷電過電壓的危害發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大都沒有自恢復(fù)的能力220kV線路50%放電電壓1200kV，而相應(yīng)的變壓器全波沖擊試驗(yàn)電壓850kV，全波多次沖擊耐壓只有850/1.1=773kV造成大面積停電27變電所雷電過電壓的危害發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大過電壓防護(hù)的主要措施降低來波陡度減小通過避雷器的電流進(jìn)線保護(hù)段避雷器的保護(hù)作用與范圍侵入波針，線，保護(hù)范圍防止反擊直擊28過電壓防護(hù)的主要措施降低來波陡度進(jìn)線保護(hù)段避雷器的保護(hù)作用與一、直擊雷防護(hù)29一、直擊雷防護(hù)51、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK避雷針與配電構(gòu)架同高處避雷針的接地裝置上一般直擊雷電流iL=100kA;L0=1.55μH/m;h高處L=1.55hμH空氣與土壤的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)：E＝500kV/m301、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK避雷針與配電構(gòu)架1、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK發(fā)生反擊時(shí):500Sk=100Rch+60h500Sd=100Rch防止反擊:Sk>0.2Rch+0.1h一般5mSd>0.3Rch一般3m311、避雷針的反擊AdLSK12RchSdhK發(fā)生反擊時(shí):52、避雷針的安裝方式一般110kV及以上變電所，允許裝配電構(gòu)架避雷針，配電構(gòu)架需裝設(shè)輔助接地裝置，與地網(wǎng)的連接處距變壓器接地與地網(wǎng)連接處的距離不小于15m。土壤電阻率>500Ωm時(shí),需獨(dú)立架設(shè)避雷針。變壓器門型構(gòu)架上不得加裝避雷針。35kV及以下變電所需獨(dú)立加設(shè)避雷針，并達(dá)到不反擊的要求。（1）（2）(1)配電構(gòu)架輔助接地裝置與地網(wǎng)連接點(diǎn)(2)變壓器接地與地網(wǎng)的連接點(diǎn)322、避雷針的安裝方式一般110kV及以上變電所，允許裝配電構(gòu)二、變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用33二、變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用9裝設(shè)避雷器正確選擇避雷器的形式、參數(shù)合理確定保護(hù)接線方式，如臺(tái)數(shù)、裝設(shè)位置盡量少的避雷器保護(hù)所有設(shè)備34裝設(shè)避雷器正確選擇避雷器的形式、參數(shù)101、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓351、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓111、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器在沖擊電壓作用下可等值為一個(gè)電容（稱為入口電容），一般可以不計(jì)，認(rèn)為輸電線路在此開路。避雷器動(dòng)作前：變壓器（也是避雷器）上電壓：避雷器動(dòng)作后：變壓器（也是避雷器）上電壓有兩個(gè)峰值：Uch：避雷器沖擊放電電壓

Ubm：避雷器殘壓的最大值，取5kA下的數(shù)值兩個(gè)峰值Uch和Ubm基本相同361、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器在沖擊電壓作用1、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器得到可靠保護(hù)條件：變壓器沖擊放電電壓大于避雷器的沖擊放電電壓和5kA下的殘壓110kV~220kV變電所雷電流不得超過5kA，故5kA下的殘壓用Ub.5表示。371、避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離為零時(shí)的過電壓變壓器得到可靠保護(hù)條2、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓入侵波at(到B點(diǎn)時(shí)t=0)在變壓器入口處T發(fā)生全反射:1)、當(dāng)T點(diǎn)的反射波到達(dá)B點(diǎn)之前

UB(t)=at2)、當(dāng)T點(diǎn)的反射波到達(dá)B后和避雷器動(dòng)作之前TBat382、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓入侵波at(到2、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓3)、避雷器動(dòng)作時(shí)刻t=tpK為設(shè)備電容修正系數(shù)Ub.5避雷器伏秒特性曲線at392、避雷器與被保護(hù)設(shè)備有一定距離時(shí)的過電壓3)、避雷器動(dòng)作時(shí)變壓器上電壓UT(t)：具有振蕩性質(zhì)——截波40變壓器上電壓UT(t)：具有振蕩性質(zhì)163、變壓器與避雷器之間允許的最大電氣距離

由于入侵波在變壓器與避雷器之間多次反射，作用在變壓器上的電壓具有振蕩性質(zhì)，相當(dāng)于截波的作用。變壓器承受截波的能力為多次(一般指3次)截波耐壓值:

因此變壓器承受的最大耐壓值

變壓器與避雷器間允許的最大電氣距離

413、變壓器與避雷器之間允許的最大電氣距離由于入侵波在確保變壓器安全的主要措施限制避雷器殘壓限制入侵波陡度減小變壓器距避雷器的電氣距離由變電站進(jìn)線段保護(hù)完成42確保變壓器安全的主要措施限制避雷器殘壓由變電站進(jìn)線段保護(hù)完成三、變電所的侵入波過電壓防護(hù)43三、變電所的侵入波過電壓防護(hù)19一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線可以起到下列作用：自身阻抗可限制雷電流的幅值沖擊電暈可降低入侵波陡度1、35kV及以上變電所進(jìn)線段保護(hù)F3的作用：限制入侵雷電波幅值F2的作用：隔離開關(guān)或斷路器斷開時(shí)防止入侵波在此發(fā)生全反射造成對(duì)地閃絡(luò)。斷路器閉合運(yùn)行時(shí)，管型避雷器在避雷器的保護(hù)范圍內(nèi)不動(dòng)作，避免截?cái)嗖ǖ漠a(chǎn)生44一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線可以起到下列作用：1、35kV及以上變電所進(jìn)線2、35kV小容量變電所進(jìn)線