高压教材第三篇课件-第八章电力系统防雷保护-第三节旋转电机的防雷保护

《高电压技术（第三版）》课件之三第

三

篇

电力系统过电压与绝缘配合课件制作者浙江大学 陶雪梅• 雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。• 电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等各个环节。第八章

电力系统防雷保护一、旋转电机防雷保护的特点旋转电机的防雷保护比变压器困难得多，其雷害事故率也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、运行条件等方面的特殊性所造成的：(1)

在同一电压等级的各种电气设备中，以旋转电机的冲击电气强度为最低，这是因为：●电机具有高速旋转的转子，因此电机只能采用固体介质，而不能象变压器那样可以采用固体-液体介质组合绝缘。因而电机的额定电压、绝缘水平都不可能太高；●在制造过程中，电机绝缘容易受到损伤，绝缘内易出现空洞或缝隙，在运行过程中容易发生局部放电，导致绝缘劣化；第三节

旋转电机的防雷保护●电机绝缘的运行条件最为残酷，要受到热、机械振动、空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合作用，老化较快；●电机绝缘结构的电场比较均匀，其冲击系数接近于1，因而在雷电过电压下的电气强度是最薄弱的一环。(2)电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平相差不多、裕度很小。即使采用现代Zn0避雷器后，情况有所改善，但仍不够可靠，还必须有电容器组、电抗器、电缆段等措施的配合使用，才能达到保护要求。(3)发电机绕组的匝间电容很小和不连续，迫使过电压波进入电机绕组后只能沿着绕组导体传播，而它每匝绕组的长度又远较变压器绕组为大，因而匝间过电压较大。所以为了保护好电机的匝间绝缘，必须严格限制进波陡度。从防雷的观点来看，发电机可分为两大类：1) 经过变压器再接到架空线上去的电机，简称非直配电机；2) 直接与架空线相连(包括经过电缆段、电抗器等元件与架空线相连)的电机，简称直配电机。•

非直配电机所受到的过电压均须经过变压器绕组之间的静电和电磁传递。只要把变压器保护好了，不必对发电机再采取专门的保护措施。但对于在多雷区的经升压变压器送电的大型发电机，仍宜装设一组氧化锌或磁吹避雷器加以保护。二、旋转电机防雷保护措施及接线直配发电机的防雷保护是电力系统防雷中的一大难题。因为这时过电压波直接从线路入侵，幅值大、陡度也大。在旋转电机保护专用的FCD型磁吹避雷器问世以前，由于普通阀式避雷器和其他防雷措施实际上都不能满足直配电机的保护要求，因而有相当长的一段时期不得不作出以下规定：“容量在15000kVA以上的旋转电机不得与架空线相连，如果发电机容量大于15000kVA，而又必须以发电机电压给临近负荷供电时，只能选用下列两种方法中的一种来解决问题：（1）经过变比为1：1的防雷变压器再接到架空线上去；（2）全线采用地下电缆送电。显然，从经济观点来看，这两种方法都是极其不利的。FCD型磁吹避雷器、特别是现代氧化锌避雷器的问世为旋转电机的防雷保护提供了新的可能性，但是仍需有完善的防雷保护接线与之配合，方能确保安全。各种措施、各个元件的作用简要介绍如下：1)发电机母线上FV2是一组ZnO避雷器或磁吹避雷器，保护的最后一关；2)并联电容器

C

限制进波陡度和降低感应雷击过电压；3) L为限制工频短路电流的电抗器，也能发挥降低进波陡度和减小流过FV2的冲击电流的作用；4)插接一段150m以上的电缆,

以限制流入避雷器FV2的冲击电流不超过3kA。5)管式避雷器FT1和FT2，FT1的动作代替FT2的动作，使电缆发挥其限流作用。FT1距离A点约70m。我国标准推荐的25～60MW直配电机的防雷保护接线如图8-15所示：小

结●旋转电机的防雷保护要求高、困难大，而且要全面考虑绕组的主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护要求。●现代氧化锌避雷器的问世为旋转电机的防雷保护提供了新的可能性，但是仍需有完善的防雷保护接线与之配合，方能确保