发电厂变电所电气设备课件11详解.ppt

第十一章 防雷与接地 教学目的：掌握常用的防雷设备，掌握架空线路、变配电所的防雷保护，熟悉防雷接地及接地装置 重 点：防雷设备、防雷保护、防雷接地 难 点：避雷针保护范围的确定 第一节 防雷与过电压 一、雷电放电过程 雷电放电是由带电荷的雷云引起的放电现象。大多数雷电放电发生在雷云之间，雷云对地的放电虽占少数，但雷云的电位估计最少可达100MV，其放电通道中电流可达几十千安甚至几百千安，其温度升高达2万℃以上，因而危害是十分严重的。 输电线路直击雷过电压的等值电路图 感应雷示意图 第二节 防雷设备及其选择 一、避雷针、避雷线 防止雷直击于建筑物和电气设备上的基本措施是装设避雷针或避雷线，避雷针用于厂房、变电所等的保护，避雷线用于输电线、变电所等的保护。两者是由金属制成，比被保护设备高，具有良好接地的装置。 单支避雷针的保护范围 两等高避雷针的保护范围 单根避雷线的保护范围 两等高平行避雷线的保护范围 避雷线对导线的保护角 工程实际中常用保护角表示避雷线对输电线的保护程度。保护角指避雷线与外侧导线之间的夹角，如右图中的а角。а角越小，导线就愈处在保护范围之内，保护也就愈可靠。在设计输电线的杆塔时，一般取а=20°~30°就认为导线已得到可靠保护。 避雷器保护作用原理示意图 1. 避雷器的保护原理 避雷器实质上是一种放电器，并联接在被保护设备的附近如右图所示。当雷电入侵波沿线路入侵时，若雷闪过电压超过避雷器的放电电压，避雷器首先放电把入侵波泄放入地，限制了作用于设备上的过电压数值，从而保护了设备绝缘，使其免遭击穿破坏。 阀型避雷器原理图 阀式避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻。间隙元件由多个统一规格的单个放电间隙串联而成。非线性电阻元件由多个非线性阀片电阻串联而成。间隙与阀片电阻也相互串联，如右图所示，组装在瓷套中。 第三节 架空线路的防雷保护 由于架空线路地处旷野，易受雷击，在电力系统雷害事故中，架空线路引起的事故占大多数。为保证电力系统安全、稳定运行，必须充分重视视线路的防雷保护。 架空线路大气过电压有两种，一种是直击雷过电压；另一种是感应雷过电压。 雷击避雷线档距中央 第四节 变配电所的防雷保护 变电所一旦遭受雷击将造成供电的中断，因此变配电所必须有可靠的防雷保护措施。变配电所的防雷保护措施主要考虑对直击雷的保护和对雷电入侵的保护。 独立避雷针直击雷保护示意图 1-母线 2-变压器 35kV及以上变电所的进线保护接线 10kV电缆段的进线保护接线 三芯电缆段进线的GIS变电所保护接线 直配电机的保护接线 第五节 变电所接地装置与接地电阻的计算 接地是应用最广泛的电气安全措施之一。将电气设备必须接地的部分与大地作良好的金属连接称为接地。埋在地中与大地接触的金属导体或金属导体组称为接地体。电气设备的接地部分与接地体连接用的金属导线称为接地线。接地体与接地线的总和称为接地装置。接地装置按其接地目的不同可分为工作接地、保护接地和防雷接地。 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙S不被击穿，要求一般情况下S不应小于5m；同样为防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置在土壤中的间隙S被击穿，S应满足不应小于3m。 变配电所直击雷保护措施为： （1）对于35KV及以下的变电所，因其绝缘水平较低，必须装设独立的避雷针，并满足不发生反击的要求。线路终端杆塔上的避雷线一般也不允许连接在变电所的构架上。但土壤电阻率不大于500·Ωm的地区，允许将线路的避雷线连接在构架上，并装设集中接地装置。 （2）对于110KV及以上的变电所，因绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，而不会造成反击事故。装设避雷针的配电构架，应设辅助接地装置，此接地装置与变电所接地网的连接点距离、主要接地装置与接地网的连接点之间的距离应不小于15m，使雷击避雷针时在接地装置上产生的高电位向变压器传播过程中衰减，而不至于造成反击事故。在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区，不宜装设构架避雷针，需将终端杆塔上的避雷线引接至变电所的构架上，并将设集中接地装置。 （3）由于变压器的绝缘较弱，同时变压器又是变电所中最重要的设备，除特殊条件下，一般不应在变压器的门型构架上装设避雷针。 二、变配电所的雷电浸入波 当雷击变电所附近的架空线路时，雷电流会沿线路运动至变电所的母线上，并对与母线连接的电气设备构成威胁。需采取一定的保护接地，即在靠近变电所1~2km的一段线路上加装避雷线，可以减少进线段内绕击和反击的概率，减少变电所的雷害事故。 1.进线段保护 对35KV及以上线