高电压技术变电站防雷.ppt

电气与电子工程学院 主讲：王 伟 教授 2007年月 变电所雷电过电压的来源 雷电直击变电所 雷击输电线路产生的雷电过电压 沿线路侵入变电所 变电所雷电过电压的危害 u变压器等主要电器设备的内绝缘大 都没有自恢复的能力 u220kV线路，50%放电电压为1200kV 而相应的变压器全波冲击试验电压为 850kV, 全波多次冲击耐压只有 850/1.1=773kV u设备损坏后将造成大面积停电 侵入波过电压防护的主要措施 降低来波陡度 进线保护段 避雷器的保护范围与作用 侵入波 防止反击 直击雷 避雷针、避雷线的保护范围 减小通过避雷器的电流 变电所内避雷器的保护作用 l避雷器与被保护设备有一定距离 时的过电压 l变压器与避雷器之间允许的最大 电气距离 l确保变压器安全的主要措施 、入侵雷电波的波形 标准雷电波波形: Tf=1.2s30%; Tt=50s20% 360m 雷电冲击波波头长度 =VTf=3 x 108m/s x 1.2 x 10-6s=360m 因此，在变电站内分析入侵波时我们因此，在变电站内分析入侵波时我们 通常考虑其波头的影响，从而把入侵通常考虑其波头的影响，从而把入侵 波看成是陡度为波看成是陡度为 的斜角波的斜角波 t 2、避雷器与被保护设备距离 为零时的过电压 变压器在冲击电压作用下入口电容一般 可以不计,可以认为输电线在此开路。 l避雷器动作前： 变压器（也是避雷器）上电压： l避雷器动作后： 可列方程： l避雷器动作后： 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，取5kA下的数值 l两个峰值Uch和Ubm基本相同 l变压器得到可靠保护条件：变压 器冲击放电电压大于避雷器的冲 击放电电压和5kA下的残压 l110kV220kV变电所雷电流不得 超过5kA，故5kA下的残压用Ub.5表 示 l可将避雷器上的电压近似的视为斜 角平顶波其幅值为Ub.5，波头时间 Tp取决于入侵波陡度 l上图表示当避雷器动作时在避雷器 安装处产生一个-(t-tp)电压波 3、避雷器与被保护设备有 一定距离L2时的过电压 变压器在冲击电压作用下,可以认为输 电线在变压器入口处T点开路 入侵波at到避雷器处B点时t=0,在变压 器入口处T点发生全反射 l反射波到达B点之前： UB(t) = Uq = at l反射波到达B点后和避雷 器动作之前： UB(t) = Uq + Uf = at + a(t - 2) = 2a(t - ) 其中 = L2/v T Uq U U f f B （）（） B （） Uq Uf T t=tp,UB与避雷器伏秒特 性相交,避雷器动作,UB 应等于避雷器残压，相 当于在避雷器安装处产 生一个-2(t-tp)电压波. UB= Ub.5=2(t -) - 2( t - tp) = 2( tp - ) 其中：2TP=Ub.5+ 2 T Uq U U f f B Ub.5 避雷器伏秒特性曲线 t t UUB B 2(t - ) -2( t - tp) 2 tp t u t (t (t- -2 2 ) ) - -2 2 ( (t-tt-t p p) ) 2 2t t t=tp时 UT= 2tp =Ub.5 + 2 其中 = L2/v 考虑到设备入口电容 UT= Ub.5 + 2KL2/v K为设备电容修正系数 t (t (t- -2 2 ) ) - -2 2 ( (t-tt-t p p) ) 2 2t t t t 2 2t t (t-2(t-2) ) -2-2( (t-t- t tp p) ) -2-2(t-t(t-t p p- - 2 2 ) ) -4-4( (t-t- t tp p) ) t = tP+2时 UT=2Uq +2Uf =2t - 4(t-tP) =2(tP+2) - 4(tP+2- tP) = 2(tP - 2) =Ub.5 - 2 具有振荡性质 -截波 变压器上电压UT( t ) 4、变压器与避雷器之间允许 的最大电气距离 l入侵波在变压器与避雷器之间多次反 射，作用在变压器上的电压具有振荡 性质，相当于截波的作用。 l变压器承受截波的能力为多次(一般 指3次)截波耐压值: l变压器承受的最大耐压值 l变压器与避雷器间允许最大