大气过电压防护-发电厂、变电所防雷保护（高电压技术课件）

7.3.3发电厂、变电所防雷保护

7.3.3.1发电厂、变电所直击雷保护

一、发电厂、变电站雷害来源发电厂、变电站雷害来源雷直击发电厂和变电站的导线和设备避雷针上产生的感应雷过电压雷击线路后导线上形成雷电波侵入发电厂和变电站发电厂、变电所的雷害特点大面积停电、变电设备不具有自恢复功能，后果严重二、发电厂、变电所直击雷防护的基本原则保护所有设备所有被保护设备均应处于避雷针的保护范围之内，以免受雷直击。防止反击雷击避雷针后，避雷针的对地电位可能很高，如果它与被保护设备之间的绝缘距离不够，就可能从避雷针至被保护设备发生发电，这种情况叫做逆闪络放电或反击。发生反击后可能将高电位加至被保护设备上，从而造成事故。因此，必须采用措施防止反击。独立避雷针三、发电厂、变电站防止直击雷的措施（1）独立避雷针1、避雷针保护发电厂、变电所中的设备高度是确定的，假设避雷针的高度h是给定的，那么高度为hx的被保护设备，只要和针的水平距离小于高度hx处水平面上避雷针的保护半径rx，则设备就处于避雷针的保护范围之内。保护所有设备的措施包括构架避雷针具有独立于变电站地网的接地装置安装于配电构架上，并与变电站的地网相连图独立避雷针与被保护设备间的距离三、发电厂、变电站防止直击雷的措施避雷针在高度hx处的电位接地装置上的电位防止反击的措施hx——被保护设备高度（m）

L0——避雷针单位长度的电感（）

Rch——避雷针冲击接地电阻（Ω）I------雷电流的幅值di/dt-雷电流的平均上升速度

为了防止避雷针接地装置与被保护设备接地装置之间因土壤击穿造成反击，Sd≥Ud/E2，E2为土壤的平均冲击击穿电压一般，避雷针的Sk不宜小于5m,Sd不宜小于3m。应用：对于35kV及以下的配电装置，由于绝缘水平较低，为了避免反击的危险，应架设独立避雷针，其接地装置与主接地网分开埋设。按我国标准计算，得三、发电厂、变电站防止直击雷的措施为防止避雷针对构架发生反击，避雷针与构架间的空气间隙距离SK≥UA/E1,，E1为空气间隙的平均冲击击穿场强三、发电厂、变电站雷防雷措施(2)架构避雷针60kV及以上的配电装置，因为绝缘水平较高，可以将避雷针架设在配电装置的构架上，以可以节约投资、便于布置。在装设避雷针的构架附近埋设辅助集中接地装置，且避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。60kV的配电装置,土壤电阻率ρ>500Ω·m时,110kV的配电装置，土壤电阻率ρ>1000Ω·m时需独立架设避雷针。在变压器的门型构架上，一般也不允许装设避雷针(线)。三、发电厂、变电站防止直击雷的措施三、发电厂、变电站雷防雷措施2、避雷线保护结构布置合理，设计参数选择正确，避雷线具有足够的截面和机械强度，变电站可以采用避雷线保护。布置形式：（1）避雷线一端经配电装置构架接地，另一端经绝缘子串与厂房建筑物绝缘。（2）避雷线两端都接地，例如将变电所进线的架空避雷线延伸至变电所内，通过构架接地并形成一个架空地网。三、发电厂、变电站防止直击雷的措施7.3.3发电厂、变电所防雷保护

7.3.3.4旋转电机防雷保护

一、旋转电机防雷保护的特点防雷保护的特点：3、电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平差不多、裕度很小，因此必须加装其他器件；1、在同一电压等级的电气设备中，旋转电机的绝缘水平最低；

2、电机使用运行的条件恶劣；4、发电机绕组的匝间电压的大小与入侵波的陡度成正比；

5、电机绕组中性点一般不接地，当侵入波入侵时，会引起中性点电压升高。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、为保护匝间绝缘，要求把入侵波的陡度限制在5kv/μs以下。

⑴入侵波的陡度在2kv/μs以下时，中性点可不加保护。⑵入侵波的陡度大于2kv/μs时，则需在中性点上加装避雷器。⑶装于户内的发电机，中性点可不加保护。要全面考虑主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护2、发电机的中性点：二、旋转电机防雷保护的要求

三、旋转电机防雷保护措施及接线1、发电机分类

三、旋转电机防雷保护措施及接线直接与架空线相连(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。直配电机的防雷保护是电力系统中的一大难题，因为这时的过电压波直接从线路入侵，幅值大、陡度也大。经过变压器再接到架空线上去的电机，简称非直配电机。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。只要低压绕组不是空载，那么传递过来的电压就不会太大。非直配电机直配电机2、直配电机的防雷保护图

大容量直配旋转电机的防雷保护接线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。

三、旋转电机防雷保护措施及接线三、旋转电机防雷保护措施及接线各元件作用：1、FCD：在发电机出线母线上装设一组保护旋转电机专用的ZnO避雷器或FCD型磁吹避雷器2、并联电容器C：母线上装设，以限制进波陡度和降低感应雷击过电压的作用3、电抗器L：限制工频短路电流，降低冲击电流陡度和减小流过FCD的冲击电流，FS用来保护电抗器L和B处电缆头的绝缘。4、插接一段长150m以上的电缆段，限制流入避雷器FCD的冲击电流不超过3kA。5、管型避雷器FG1、FG2：FG1的动作代替FG2的动作，使电缆发挥其限流作用。FG1距离A点70m。

三、旋转电机防雷保护措施及接线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