发电厂和变电站的防雷保护

1、6 发电厂和变电站的防雷保护变电站的侵入波防护变电站的进线段保护发电厂和变电站的直击雷保护GIS变电站的防雷保护变压器的中性点和配电变压器的防雷保护32145目 录旋转电机的防雷保护6微电子设备的防雷保护76.1 发电厂和变电站的直击雷保护直击雷造成的事故绕击和反击: 0.3次/年100站感应过电压:1次/年100站(35kV)直击雷保护措施：避雷针/线6.1.1 独立避雷针6.1.2 构架避雷针 构架避雷针直接安装在构架上，其接地与变电站地网相联 （110kV及以上） 装设避雷针的构架应就近装设辅助接地装置，该接地装置与变电站接地网的连接点离主变压器接地线的入地点，沿接地体的地中距离应大于1

2、5m 35kV及以下的变电站，由于其绝缘水平较低，故不允许将避雷针装设在配电构架上 严禁将照明线、电话线、广播线及天线等装在避雷针或其构架上； 如在避雷针的构架上设置照明灯，灯的电源线必需用铅护套电缆或将导线装在金属管内，并将引下的电缆或金属管直接埋入地中，其长度在10m以上，这样才允许与屋内低压配电装置相连，以免雷击构架上的避雷针时，威胁人身和设备的安全； 发电厂厂房一般不装设避雷针，以免发生感应或反击，使继电保护误动作或造成绝缘损坏；安装避雷针时还应注意如下事项： 110kV及以上的配电装置，可以将输电线路的避雷线引到出线门型构架上，但土壤电阻率大于1000m的地区，应装设集中接地装置。3

3、560kV配电装置的绝缘水平较低，为防止反击事故，在土壤电阻率不大于500m的地区，才允许将避雷线引到出线门型构架上；如土壤电阻率大于500m时，避雷线则应在终端杆上终止，最后一档线路的保护可采用独立避雷针，也可在终端杆上加装避雷针。 一般还应采取均压措施，或铺设砾石或沥青地面，也可铺设混凝土地面，以保证人身不受跨步电压的危害 跨步电压及回路6.2 变电站的侵入波防护 6.2.1 避雷器的保护作用要求：侵入波事故0.50.67次/年100站6.2.2 避雷器的保护距离避雷器与变压器之间有一段距离ltUUaUUT=l/v 2 避雷器的伏秒特性tdtd+ U5UUTlUa考虑变压器的入口电容等值电

4、路变压器多次截波耐压值与避雷器残压的比较额定电压（kV）变压器多次截波耐压与避雷器残压的比值352251961081.811105504782601.832201090995151.85330130011308201.386.2.3 最大电气距离6.3 变电站的进线段保护 进线段：靠近变电所12km的线路进线段保护： 1、无避雷线线路：在进线段架设避雷线 2、有避雷线线路：在进线段加强防雷措施作用：利用线路波阻限制流入避雷器的雷电流，从而降低避雷器残压利用冲击电晕削弱来波陡度，降低来波幅值限制流入变电站避雷器的雷电流幅值35kV及以下的小容量变电站简化进线保护 接线图变电站年平均侵入波雷害次数

5、 220kV变电站，进线段长l0=2km，进线段其它参数同例5-1，2回进出线，则年平均雷害次数N=0.00132，即758年才发生一次侵入波雷害，实际运行经验为200年1000kV变电站进线段1000kV终端门型架1000kV变电站500kV出线6.4 变压器的中性点和配电变压器的防雷保护与中性点接地方式、绕组结构、以及来波情况 35-60kV变压器:中性点不接地全绝缘：不接保护装置流过端部避雷器的雷电流一般只在2kA以下，故其残压要比预定5kA时的残压减小20左右；大多数来波是从线路的较远处袭来，陡度很小三相来波的概率很小，只有10左右，平均大约15年才有一次。6.4.1 变压器中性点的防

6、雷保护 110-220kV系统中的变压器：部分中性点不接地全绝缘：不加保护（单线单变例外）半绝缘：加保护装置，避雷器中性点保护用避雷器的灭弧电压可选用系统最高运行电压的0.4倍 500kV系统中的变压器：中性点的绝缘水平为35kV级 装有消弧线圈的变压器，应在中性点上加装避雷器 ，该避雷器在非雷雨季节也不能退出运行6.4.2 配电变压器的防雷保护三点联合接地：变压器的高压侧应装设氧化锌或阀型避雷器，变压器的金属外壳，低压侧中性点 正、反变换过电压 四点接地：三点接地+低压侧加装氧化锌避雷器 6.5 GIS变电站的防雷保护 气体绝缘变电站(GIS):将除变压器以外变电站内的高压电器设备(包括母线

7、)封闭在一个接地的金属壳内，并充以一定压力的高绝缘强度的气体作为相间及相对地的绝缘。这种变电站也称作SF6全封闭组合电器变电站。 特点 （1）GIS具有较小的导线波阻抗； （2）GIS绝缘具有比较平坦的伏秒特性； （3）GIS变电站结构紧凑； （4）由于GIS变电站的封闭性，所以电气设备不会因 受大气污秽、降水等的影响而降低绝缘强度； （5）GIS变电站的绝缘中绝对不允许产生电晕。 无电缆段进线的GIS保护接线 有电缆段进线的GIS保护接线 HGIS（1000kV变电站）6.6 旋转电机的防雷保护 旋转电机包括发电机、同步调相机、变频机和电动机等直配电机：60MW；损坏率1.25次 /100台

8、年非直配电机:60MW；损坏率0.2次 /100台年 1.电机的冲击绝缘强度低 2.保护电机用的磁吹阀式避雷器FCD的冲击放电电压及残压不够低 3.要求限制来波陡度:5kV/S(匝间绝缘） 2kV/S(中性点绝缘）6.6.1 电机防雷的特点电机与变压器冲击耐压值及避雷器特性的比较6.6.2 直配电机的防雷保护 在发电机出线母线上安装一组避雷器 在发电机母线上装设一组并联电容器C 在发电机和架空线间接入一段电缆并在电缆首端加装管式避雷器 当发电机中性点有引出线时，在中性点加装一只避雷器 在电缆首端前方70m加装管式避雷器 6.6.3 非直配电机的防雷保护 静电感应：在电机出线上装设电容器（每相不

9、小于0.15F）或避雷器 电磁感应：在其出线上宜装设一组磁吹避雷器或氧化锌避雷器 6.7 微电子设备的防雷保护 感应过电压 侵入波过电压 地电位反击 雷电二次效应 分级防护 采用引雷、分流、泄流、屏蔽、均压、隔离、钳位、接地等综合措施 6.7.1 变电站电子设备的防雷 第一级防护区（LPZ1）为变电站及进线段内的高压电气设备；第二级防护区（LPZ2）包括进出变电站的管线、二次电缆、端子箱、用电系统及微波天馈线 ；第三级防护区（LPZ3）包括变电站主控室、远动通信机房及所有电子设备 。三级防雷保护区 6.7.2 电磁脉冲干扰的主要耦合方式 电场耦合(电容耦合) 磁场耦合(电感耦合) 电磁场辐射公共阻抗耦合6.7.3 变电站电子设备抗干扰措施如屏蔽层的RS 很小，而LS 很大时，由于屏蔽层电流的抵消作用，则高频干扰在芯线中的感应电压很小，屏蔽效果好 接地 在高压暂态期间，维持整个电站区域的安全电压；使设备和结构物上的雷电冲击作用最小；提供低阻抗接地故障电流返回通道；对可能积累在设备上