修改版-发变电所防雷技术.ppt

发电厂/变电所雷电防护,一、发电厂和变电所雷电过电压来源,1：雷电直击发电厂和变电所 措施：避雷针或避雷线 2：雷击输电线路产生的雷电过电压沿线路侵入发电厂和变电所 措施：1）站内装设阀型避雷器以限制雷电波幅值；2）进线上设置进线保护段以限制流经阀型避雷器的雷电流和入侵雷电波的陡度；3）直配电机母线上装设电容器以限制入侵雷电波陡度。,二、直击雷防护 1：反击问题,一般要求：空中至少5米；地下至少3米,二、直击雷防护 2：避雷针安装形式,1：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） 2：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。,二、直击雷防护 3：避雷针线,两端接地的避雷线,三、变电所内避雷器保护 1：作用,限制入侵波幅值，使之小于设备冲击耐压数值,三、变电所内避雷器保护 2：避雷器紧邻变压器时的情况,三、变电所内避雷器保护 2：避雷器紧邻变压器时的情况,三、变电所内避雷器保护 3：避雷器远离变压器时的情况,三、变电所内避雷器保护 3：避雷器远离变压器时的情况,避雷器动作前：雷电波为斜角波； 避雷器动作后：雷电波为平顶斜角波，相当于避雷器放电时刻在避雷器位置产生一反极性斜角波,三、变电所内避雷器保护 3：避雷器远离变压器时的情况,三、变电所内避雷器保护 3：避雷器远离变压器时的情况,三、变电所内避雷器保护 4：避雷器保护范围,Ub.5：避雷器5kA残压 a：雷电波上升速率 L：避雷器与设备电气距离 V：波速 K：与设备入口电容有关的修正系数,设备上可能出现的冲击电压：,设备不被击穿的条件：,Uj：设备多次截波耐压值,结论： 1 避雷器只能保护一定电气距离范围内的设备； 2 避雷器上的残压（雷电流幅值）和雷电波陡度应该得到限制。,三、变电所内避雷器保护 5：举例,220kV变电所保护接线,三、变电所内避雷器保护 5：举例,500kV变电所保护接线,四、变电所的进线段保护 1 概念和作用,变电所的雷害事故 50%是由雷击1km以内的线路引起的 71%是由雷击3km以内的线路引起的 概念：1-2km的进线段加强雷电防护：架设避雷线 作用：1）限制侵入波的陡度；2）限制避雷器的雷电流以降低残压,四、变电所的进线段保护 2： 35kV及以上架空进线段的保护,1 降低保护段内反击和绕击雷概率； 2 保护段外的雷电波经导线本身阻抗传播时幅值衰减； 3保护段外的雷电波经导线传播时导线上的冲击电晕使其幅值衰减、陡度下降； 4保护段首端管型避雷器限制雷电波幅值 5保护段末端管型避雷器在断路器断开时保护断路器 6断路器合闸时阀型避雷器保护末端管型避雷器,四、变电所的进线段保护 3： 35kV小容量变电所进线段的保护,10m,变电所范围小，避雷器距变压器小于10m，入浸波陡度允许增加，固进线保护段可缩短到500m,五、变压器的防雷保护 1： 三绕组变压器,高压侧有雷电侵入波时，通过静电感应和电磁感应，会在低压侧出现过电压 可能出现高中压绕组正常工作而低压绕组开路的情况。开路时低压侧对地电容很小，可能时低压绕组上的感应过电压静电分量达到很高的数值，危害低压绕组的绝缘 由于静电感应时三相绕组电压同时升高，只要在任意相的出口装一避雷器即可保护三相绕组 若低压侧接有25m以上的电缆，对地电容大，可限制静电感应过电压,五、变压器的防雷保护 2： 自耦变压器,自耦变压器绕组冲击电压分布,1：起始分布 2：稳态分布 3：最大电位包络线,高压端进波,中压端进波,五、变压器的防雷保护 2： 自耦变压器,自耦避雷 器接线,五、变压器的防雷保护 3：变压器中性点保护,中性点不接地变压器：110kV且单进线变压器中性点加避雷器 中性点接地变压器的中性点未接地：加装阀型避雷器 断路器非全相合闸时，中性点上出线很高的过电压，已非避雷器所能胜任，需加保护间隙,六、直配旋转电机的防雷保护,发电机、电动机、调相机 旋转电机的防雷保护特点： 冲击绝缘强度在相同电压等级的电器设备中最低（固体绝缘、容易老化） 保护旋转电机的磁吹避雷器的保护水平与电机的绝缘水平之间的绝缘配合裕度很小 匝间绝缘要求将侵入波陡度限制到很低(5kV/s),六、直配旋转电机的防雷保护,1 母线加装并联电容器：减小雷电波陡度、降低感应雷过电压 2 母线加装避雷器：限制雷电流幅值 3 进线段保护：限制雷电流,1,2,3,4,七、气体绝缘变电所的过电压防护,GIS的全伏秒特性比较平坦，且负极性击穿电压比正极低，其绝缘水平主要决定于负极性雷电冲击绝缘水平 波阻抗比架空线小，对侵入波保护有利 结构紧凑，设备之间的电气距离小，避雷器离被保护设备近 GIS不允许发生电晕，