第章 发电厂与变电站的防雷保护.ppt

发电厂和变电所雷电过电压来源及危害 雷直击发电厂和变电所 雷击输电线路产生的过电压沿线路侵入发电厂和变电所 造成大面积停电。发电机、变压器等主要电气设备的内绝缘大都没有自恢复的能力 过电压防护的主要措施 7.2、变电所内避雷器的保护作用 一般情况下，避雷器的冲击放电电压与避雷器的残压基本相同，所以在防雷保护分析中可将避雷器上的电压ub看作是一幅值为避雷器残压的斜角平顶波。幅值为5KA时的残压Ub.5. 避雷器动作后，由于波在1、2间发生折、反射，使得设备绝缘上出现高于避雷器端点的电压。 被保护绝缘与避雷器间的电气距离越大、进波陡度a越大，电压差值 也就越大。 避雷器的保护距离 若被保护设备上受到的最大冲击电压值Uim小于设备本身的冲击耐压值Uj，则设备不会发生雷害事故，即 Uj≥Uim = Ub.5+ 2al / v 所以避雷器的最大保护距离为 7.3 变电所的进线段保护 变压器的防雷保护 7.5 直配电机的防雷保护 直接与架空线相连的旋转电机（包括发电机、同期调相机、大型电动机等）称为直配电机，因线路上的雷电波可以直接传入电机，故其防雷保护显得特别突出。 直配电机的防雷保护包括电机主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护。 直配电机防雷保护的特点： 电机主绝缘的冲击耐压数值低； 保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小 直配电机的防雷措施： 避雷器保护：限制侵入波幅值 电容器保护：限制侵入波幅值a和降低感应过电压 电缆段保护（进线段保护）：限制流经避雷器中的雷电流小于3kA（对直配电机以3kA下的残压作为设计标准） 电抗器保护：使F2可靠动作 * * 第7章 发电厂和变电站的防雷保护 发电厂、变电所雷电过电压的来源及危害 发电厂、变电所的直击雷防护 发电厂、变电的侵入波过电压防护 防止直击雷过电压的主要措施是装设专门的避雷针或悬挂避雷线。 对雷电侵入波过电压防护的主要措施是在发电厂、变电站内装设避雷器，同时在线路进线段上采取辅助措施。 7.1 直击雷过电压的防护 按照安装方式的不同，可将避雷针分为独立避雷针和装设在配电装置构架上的避雷针两类。 独立避雷针：用于35kV以下系统（因为该电压等级的设备绝缘水平较低，易反击） 构架避雷针：用于110kV以上系统（因为该电压等级的设备绝缘水平较高，不易反击），但变压器构架上不允许装设避雷针。 对于35kV及以下的配电装置，因绝缘水平低，为避免反击应架设独立避雷针，其接地装置与主接地网分开埋设。 独立避雷针 A d L SK 1 2 Rch Sd h K 独立避雷针离配电构架的距离 避雷针支座上高度为h处的对地电压： 接地装置上的对地电压： 独立避雷针离配电构架的距离 A d L SK 1 2 Rch Sd h K A d L SK 1 2 Rch Sd h K sk0.3Rch+0.1h sd 0.3Rch 在一般情况下， sk不应小于5m， sd不应小于3m。 要求： 为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间隙Sk被击穿而造成反击事故；为了防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Sd被击穿： 7.2、变电所内避雷器的保护作用 装设避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电压波的幅值。但是还需要有“进线段保护”与之配合。 避雷器的保护作用基于三个前提： 它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合; 它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度; 被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。 变压器在冲击电压作用下可等值为一个电容（称为入口电容），一般可以不计，认为输电线路在此开路。 避雷器动作前： 变压器（也是避雷器）上电压： 避雷器动作后： 一、避雷器与被保护设备连接一点的情况 变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值： Uch ：避雷器冲击放电电压; Ubm：避雷器残压的最大值 两个峰值Uch和Ubm基本相同 避雷器的伏安特性ub = f(ib)和伏秒特性uf = f(t) 为已知，则用作图法求取变压器上的电压。 若入侵雷电波为斜角波， 即u=at，则避雷器的作用 相当于在避雷器放电时刻tp 在避雷器安装处产生一 负电压波-a(t-tp) 2.避雷器和保护物之间有一定的距离时的情况 2.避雷器和保护物之间有一定的距离时的情况 多次折反射问题，网格法分析 斜角平顶波 Ub.5：幅值为5KA时的残压 避雷器具体安装点选择原则：“确保重点、兼顾一般”。在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。 进线段保护是指临近变电所l～2km的一段线路上加