三峡电站用保护发电机的避雷器 - 中国电机工程学会.pdf
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中国电机工程学会高电压专业委员会 2004 年学术会议论文
三峡电站用保护发电机的避雷器
舒廉甫,王华军
长江水利委员会
摘 要:以前保护发电机的避雷器与发电机绝缘水平不配合,保护发电机的避雷器残压比运行的发电机定子绕组的冲
击绝缘水平高。为使发电机避雷器能与发电机绝缘水平相配合,就需要研制残压很低的避雷器。为此,1998
年委托避雷器制造厂研制适合三峡发电机用的无间隙金属氧化物避雷器,于 2001 年 1 月通过产品鉴定。以
后可以生产该系列的无间隙金属氧化物避雷器产品,用于保护发电机。
关键词: 三峡电站 保护 发电机 避雷器
1 引言
以前用保护发电机的避雷器与发电机绝缘水平不配合,运行的发电机定子绕组的冲击绝缘水平应
以发电机的工频耐压 1.5 p.u,冲击系数为 1.2~1.25 来确定,一般为 1.8p.u.~1.875p.u.(p.u.为发电机
额定电压峰值),而保护发电机的避雷器残压一般为 2.0p.u.~2.1p.u. 。为可靠的保护发电机,需将避雷
器残压限制到 1.8p.u.及以下。
对于发电机变压器单元接线的雷电传递过电压,提出对发电机保护的要求。
2 发电机变压器单元接线传递过电压
发电机变压器单元接线的传递过电压有四个分量:静电分量、电磁分量、高压绕组自由振荡感应
分量和低压绕组自身振荡分量。后两种分量占的比重很小,对变压器低压侧和发电机绝缘危害主要是
静电分量和电磁分量。对装有发电机断路器的发电机变压器单元接线,当发电机断路器断开运行时,
变压器的静电分量对变压器低压侧的危害已在有关标准中有明确的规定,这里只讨论电磁分量对发电
机绝缘的危害。
电磁分量是由变压器高、低压绕组间互感感应到变压器低压侧的分量,它与变压器的变比、绕组
联结方式和发电机参数有关。当直角波投入到三相变压器(Y/△),不论是单相进波或两相进波,不
论变压器中性点接地否,其电磁分量幅值按式(1)计算:
u
1
u2 (1)
3n
式中:u —感应到变压器低压侧的电磁分量,kV;u —变压器高压侧侵入雷电波幅值,kV;
2 1
n —变压器高、低压侧额定电压之比。
资料 1,通过对葛州坝水电站、丹江口水电站、黄龙滩水电站现场进波试验实测的最大电磁分量
与理论计算值列于表 1。
从表 1 看出实测值比理论值略小,由于试验的侵入雷电波的波长不长。有人认为在发电机发生一
相接地的情况下侵入雷电波,此时的电磁分量就为 2 倍的不接地时的电磁分量。但在葛州坝电站作现
场试验时,将发电机 a 相接地,测得的电磁分量比不接地时的电磁分量大不到 10%,但振荡频率为原
来的 1/2。电磁分量到底增加多少,没有在其它机组上进行试验。在进行变压器发电机组进波试验时,
没有运行电压的作用,在运行中侵入雷电波时,就应考虑工频运行电压的影响,应对理论计算数据加
以修正。
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中国电机工程学会高电压专业委员会 2004 年学术会议论文
表 1 三个水电站计算与实测的电磁分量
水电站 葛州坝 丹江口 黄龙滩
变压器变比 n 242/13.8 242/15.75 121/13.8
理论计算 u /u 3.29 % 3.76 % 6.58 %
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