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文档简介
电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7—79
中华人民共和国水利电力部关于颁发《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ7—79告知
(79)水电规字第4号
《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ—76于一九七六年颁发试行后,对电力设备过电压保护设计工作起到了一定指引和提高作用。现依照近年来建设经验和各单位意见,对本规程内容作了必要修改和补充,并颁发执行。在执行中如遇到问题,请告我部规划设计管理局。一九七九年一月八日
基本符号
电流、电压和功率I——雷电流幅值;Ic——接地电容电流;I1——雷击杆塔时耐雷水平;I2——雷击导线或绕击导线时耐雷水平;i——总雷电流瞬时值;igt——通过杆塔电流瞬时值;Ue——额定电压;Uxg——设备最高运营相电压;Ugo——空气间隙工频放电电压;Une——内过电压间隙工频放电电压或操作冲击波50%放电电压;Ush——绝缘子串工频湿闪电压或操作冲击波50%湿闪电压;U——进行波幅值;U50%——绝缘子串50%冲击放电电压;Ug——感应过电压最大值;ug——感应过电压瞬时值;Uj——杆塔上绝缘承受过电压最大值;uj——杆塔上绝缘承受过电压瞬时值;Utd——杆塔顶部电位最大值;utd——杆塔顶部电位瞬时值;W——消弧线圈容量。电感、电阻和波阻Lgt——杆塔等值电感(简称杆塔电感);Lb——一档避雷线电感一半;R——工频接地电阻;Rch——冲击接地电阻;Z——避雷线波阻;Z11——导线自波阻;Z12、Z13、Z23——线1与线2、线1与线3、线2与线3互波阻。时间参数tt——雷电流波头长度;tp——雷电波波长;t0——进线保护段首端斜角波波头长度;t——进线保护段末端斜角波波头长度。几何特性D——两避雷针、避雷线间距离;D’——避雷针与等效避雷针间距离;f——通过两支等高避雷针顶点和保护范畴边沿最低点圆弧弓高;h——避雷针、避雷线高度,避雷针校验点高度,保护发电厂、变电所用避雷线支柱高度,杆塔高度,线路平均高度;hb——避雷线平均高度;hd——导线平均高度;ha——避雷针、避雷线有效高度;hx——被保护物高度;——两等高避雷针(线)间保护范畴上部边沿最低点高度或两等高避雷针间假想避雷针高度;h1——线1平均高度,线2、3等等脚注类推;l——档距长度;lb——进线保护段长度;lj——绝缘子串放电距离;lm——木横担线路线间距离;Δl——避雷线上校验雷击点与接地支柱间或近来支柱间距离;l2——避雷线上校验雷击点与另一端支柱间距离;bx——两针间在hx水平面上保护范畴一侧最小宽度;R0——通过两避雷针、避雷线顶点以及两避雷针、避雷线间保护范畴上部边沿最低点圆半径;r——避雷针在地面上保护半径;rx——避雷针在hx水平面上保护半径;r1——线1半径;d12——线1与线2间距离,其她脚注意义类推;d’12——线1与线2镜象间距离,其她脚注意义类推;S——雷击点与线路距离;S1、S2、S3、S’2——按不同条件拟定送电线路档距中央导线与避雷线间距离;Sk——避雷针、避雷线与被保护物间空气中距离;Sd——避雷针、避雷线与被保护物间地中距离;——避雷线对边导线保护角;——每个绝缘子泄漏距离。计算指标E——绝缘子串平均运营电压梯度;P——雷电流幅值概率;P1——超过雷击杆塔时耐雷水平雷电流概率;P2——超过雷击导线或绕击导线时耐雷水平雷电流概率;P3——雷击挡距中央避雷线时,超过耐雷水平雷电流概率;Pa——平原线路绕击率;P’a——山区线路绕击率;m——每串绝缘子个数;N——每100km普通高度电力线路每40雷日遭受雷击次数,简称线路雷击次数;n——雷击跳闸率;——地面落雷密度,即每1雷日、每平方公里对地落雷次数;g——击杆率;h——建弧率。计算系数a——感应过电压系数;K0——内过电压倍数;K1——绝缘子串内过电压湿闪校正系数;K2——空气间隙内过电压放电电压校正系数;K3——空气间隙运营电压综合系数;k——导线和避雷线间耦合系数;k0——导线和避雷线间几何耦合系数;k1——电晕效应校正系数;k13——线1对线3几何耦合系数,其她脚注意义类推;P——避雷针、避雷线高度影响系数;b——杆塔分流系数;b’——避雷线分流系数。
第一章总则
第1条在制定过电压保护方案时,必要认真贯彻执行党关于方针和政策,依照雷电活动状况和地形、地质、气象状况,以及电力网构造型式和运营方式等,结合运营经验,进行全面分析和技术经济比较,做到技术先进,经济合理,符合电力系统和电力设备安全经济运营规定。第2条本规程合用于330kV及如下发电、变电、送电、配电和用电等交流电力设备过电压保护。农村电力网及特殊电力设备过电压保护,还应按关于专用规定执行。雷电活动特殊强烈地区,还应依照本地实践经验,恰当加强防雷办法。
第二章普通规定
第3条220~330kV电力网,应采用中性点直接接地方式。110~154kV电力网,普通采用中性点直接接地方式。在雷电活动较强山岳丘陵地区,构型简朴电力网,如采用直接接地方式不能满足安全供电规定和对联网影响不大时,可采用中性点经消弧线圈接地方式。3~60kV电力网,应采用中性点非直接接地方式。当单相接地故障电流不不大于下列数值时,应装设消弧线圈:3~10kV电力网30A20kV及以上电力网10A与发电机或调相机电气上直接连接3~20kV电路,中性点应采用非直接接地方式。当单相接地故障电流不不大于5A时,如规定发电机(调相机)能带内部单相接地故障运营,应装设消弧线圈。消弧线圈可装在厂用变压器中性点上,也可装在发电机或调相机中性点上。第4条电力系统内过电压倍数拟定,应考虑系统构型、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器性能、母线上出线回路数以及系统运营接线、操作方式等因素。内过电压计算倍数普通取下列数值:对地绝缘,以设备最高运营相电压Uxg为基准:35~60kV及如下(非直接接地)4.0Uxg110~154kV(非直接接地)3.5Uxg110~220kV(直接接地)3.0Uxg330kV(直接接地)2.75Uxg相间绝缘:3~220kV电力网,相间内过电压宜取对地内过电压1.3~1.4倍;330kV电力网,相间内过电压可取对地内过电压1.4~1.45倍。拟定相间绝缘时,两相电位宜分别取相间内过电压+60%和-40%。第5条电力网绝缘应能承受操作空载线路过电压。在中性点直接接地电力网中,操作110~220kV空载线路时,由于电感-电容回路振荡产生最大操作过电压倍数普通不超过下列数值:使用重燃次数较少空气断路器,不超过2.6,使用少油断路器,不超过2.8,使用有中值或低值并联电阻空气断路器,不超过2.2。操作330kV空载线路时产生最大操作过电压倍数不应超过2.0。断路器切断空载线路时不发生重燃是限制操作过电压有效办法。在中性点非直接接地60kV及如下电力网中,操作空载线路产生最大操作过电压倍数,普通不超过3.5,操作单相接地空载线路,虽也许超过4.0,仍取4.0。串联补偿装置对操作过电压影响在设计中不予考虑。断路器应能将操作并联电容器组产生过电压限制到不超过第4条中数值。有中值并联电阻断路器可将过电压倍数限制到2.5~3.0;如磁吹避雷器通流能力满足电容器组释放储能规定,也可用磁吹避雷器限制这种过电压。第6条切断空载变压器或电抗器时,由于断路器强制熄弧产生过电压应依照断路器构造、回路参数、中性点接地方式、变压器接线和构造等因素拟定。在中性点直接接地电力网中,断开110~330kV空载变压器时过电压,普通不超过3.0Uxg;在中性点非直接接地35~154kV电力网中,普通不超过4.0Uxg。采用灭弧性能较强又无并联电阻断路器断开励磁电流标么值较大空载变压器时,所产生高幅值过电压,可装设并联电阻予以限制。也可在断路器与变压器间装设阀型避雷器。避雷器可在低压侧或高压侧,但如高低压电力网中性点接地方式不同,低压侧宜采用磁吹避雷器。断开高压变压器—电弧炉组时,电流迅速截断产生过电压,应用阀型避雷器加以限制。在也许只带一条线路运营变压器中性点消弧线圈上,宜用阀型避雷器限制切除最后一条线路两相接地故障时,逼迫断开消弧线圈电感电流在消弧线圈上产生过电压。为限制内过电压装设避雷器,在变压器等被保护设备运营中不得断开。空载变压器突然合闸时过电压,普通不大于2.0Uxg,可不采用保护办法。第7条在中性点不接地电力网中,线路和变电所正常绝缘应能承受间歇性电弧接地引起过电压。间歇性电弧接地过电压普通不超过3.0Uxg,个别可达3.5Uxg。策8条各级电压电力网均应采用办法,防止在电力系统操作或故障状况下,由于电力网参数不利组合引起铁磁谐振过电压。铁磁谐振过电压普通不超过1.5~2.5Uxg,个别达3.5Uxg以上。谐振过电压持续时间长,不能用避雷器限制。中性点非直接接地电力网应防止下列状况下产生铁磁谐振过电压:变压器供电给接有电磁式电压互感器空载母线或空载短线;配电变压器高压绕组对地短路;用电磁式电压互感器在高压侧进行双电源定相;送电线路一相断线后一端接地以及断路器非同期动作、熔断器非全相熔断。为防止铁磁谐振过电压,应充分考虑电力网各种也许运营方式和操作方式、变化电力网中感抗和容抗比值、保证断路器三相似期动作,以避免形成铁磁谐振过电压条件。中性点非直接接地电力网中,可选用下列防止过电压办法:一、选用励磁特性较好电磁式电压互感器或采用电容式电压互感器。二、在电磁式电压互感器开口三角绕组中,普通装设R≤0.4Xm电阻(Xm为互感器在线电压作用下单相绕组励磁电抗),在35kV及如下电力网中,普通R<100Ω,也可用220V500W白炽灯泡固定装在35kV及如下电压互感器开口三角绕组中在中性点位移超过一定电压值时,可用零序过电压继电器将电阻短时投入1min,然后再自动切除。三、个别状况下,在10kV及如下母线上,可装设一中性点接地星形接线电容器组,或用一段电缆代替架空线,减小对地容抗Xco,使(Xco/Xm)<0.01。四、选取消弧线圈安装位置时,应尽量避免有使电力网一某些失去消弧线圈运营也许性。五、采用暂时切换办法,如投入事先规定好某些线路或设备等。六、特殊状况下,可改为中性点瞬间经电阻接地或直接接地。中性点直接接地电力网,在各种状况下,应尽量避免形成中性点不接地电力网。第9条在电力系统中,应采用办法防止发电机或变压器电感参数周期性变化引起参数谐振过电压。可用迅速励磁自动调节器限制由于电机电感参数周期性变化产生同步自励过电压;用速动过电压继电保护断开发电机,消除也许产生异步自励过电压。在发电机容量不大于空载线路充电功率,或线路中有串联补偿装置状况下,发电机全电压合闸或逐渐升压起动过程中产生参数谐振过电压,普通可采用下列办法予以限制:一、使发电机容量不不大于被投入空载线路充电功率。二、避免发电机带空载线路起动或避免以全电压向空载线路合闸。三、装设并联电抗器,使线路等值容抗不不大于电机直轴电抗与变压器漏抗之和。在自振频率不大于且接近于100Hz中性点直接接地电力网中,应避免在只带空载线路变压器低压侧合闸,以防止由于变压器电感周期性变化在高压空载或轻载线路中引起幅值较高以二次谐波为主谐振过电压。第10条电力网应采用办法,使其关于参数避开共振条件,并在水轮发电机转子上装设阻尼绕组,以防止或限制水轮发电机不对称短路或负荷严重不平衡产生谐振过电压。第11条电力网应限制由于断路器非全相分合闸、非同期动作、熔断器非全相动作在中性点不接地变压器上产生内过电压。有单侧电源变压器从电源侧非全相分合闸,如变压器励磁电感与对地电容产生铁磁谐振,能产生2~3Ucg过电压;有双侧电源变压器在非全相分合闸时,由于两侧电源不同步在变压器中性点上可浮现接近于2倍工频相电压,如产生铁磁谐振,会浮现更高过电压。在这种状况下,应采用改进断路器性能、消除谐振条件等办法,以防止谐振过电压击穿中性点不接地分级绝缘中性点绝缘和引起其中性点避雷器爆炸。也可在中性点装设高值阻尼电阻限制过电压,阻尼电阻按变压器励磁电感和对地电容拟定。注:有单侧电源变压器,如另一侧带有调相机或较大同步电动机,也类似于有双侧电源状况。第12条有消弧线圈较低电压电力网,应恰当选取消弧线圈脱谐度,以便避开谐振点;无消弧线圈较低电压电力网,应采用增大其对地电容等办法,如安装电力电容器等,以防止零序电压通过电容(变压器绕组间或两条电力线路间)耦合,由较高电压电力网传递到中性点非直接接地较低电压电力网,或由较低电压电力网传递到较高电压电力网,或回路参数形成串联谐振条件,产生高幅值转移过电压。第13条拟定电力网内过电压幅值和选取避雷器灭弧电压,应考虑空载线路电容效应、电力系统单相接地和突然失去负荷引起工频过电压。普通不考虑同步浮现三种过电压均为最严重状况。在220kV及如下电力网中,普通不采用特殊办法限制工频过电压。在330kV电力网中,可采用并联电抗器和速动继电保护等将浮现大气过电压或操作过电压时工频过电压限制在1.3~1.4Uxg如下。第14条在距电力线路S>65m处,雷云对地放电时,在电力线路导线上产生感应过电压最大值可按下式计算:(1)式中Ug——感应过电压最大值,只在很少状况下达到500~600kV;I——雷电流幅值,kA;hd——导线平均高度,m;S——雷击点与线路距离,m。在设计中,普通计入雷击点自然接地电阻作用,最大电流采用I≤100kA。雷击于杆塔顶部以及电力线路上或其附近避雷针、避雷线时,在电力线路导线上感应过电压幅值可按附录一(F-6)式计算。第15条雷电流幅值概率曲线见图1。雷电流幅值超过I概率也可按下式求得:(2)式中P——雷电流幅值概率;I——雷电流幅值,kA。在线路防雷设计中,雷电流波头长度普通取2.6μs,波头形状取斜角形;在设计特殊高塔时,可取半余弦波形,其最大陡度与平均陡度之比为。第16条电力线路雷击跳闸率应按下列办法拟定:一、每年40雷日中档雷电活动强度地区,普通高度电力线路遭受雷击次数可按下式计算:(3)式中N——线路雷击次数,次/(100km·40雷日);h——避雷线或导线平均高度,m;——地面落雷密度,即每一雷日、每平方公里对地落雷次数。在普通状况下,可取0.015,此时N=0.6h(4)图1国内雷电流幅值概率曲线注:陕南以外西北地区、内蒙古自治区某些地区等(此类地区年平均雷暴日数普通在20及如下)雷电流幅值较小,可由给定概率按图查出雷电流幅值后减半。年平均雷暴日数普通依照本地气象台资料并参照全国年平均雷暴日数分布图(见附录十三)拟定。二、击杆率(g)与避雷线根数和地形关于,普通采用表1所列数值。
表1击杆率g地形避雷线根数012平原山丘1/2—1/41/31/61/4三、在中性点非直接接地电力网中,普通高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路雷击跳闸率可按下式计算:(5)式中n——雷击跳闸率,次/(100km·40雷日);——上导线平均高度,m;h——建弧率,见附录五;P——雷击使线路一相导线与杆塔间放电后再向第二相导线反击时耐雷水平为I,超过I雷电流概率。四、在中性点直接接地电力网中,普通高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路雷击跳闸率可按下式计算:(6)式中g——无避雷线线路击杆率,见表1;P1——超过雷击杆塔时耐雷水平雷电流概率;P2——超过雷击导线时耐雷水平雷电流概率。五、普通高度有避雷线线路雷击跳闸率可按下式计算:(7)式中——避雷线平均高度,m;g——击杆率;P1——超过雷击杆塔时耐雷水平雷电流概率;——绕击率,见附录四;P2——超过雷绕击时耐雷水平雷电流概率;P3——雷击档距中央避雷线时,超过耐雷水平雷电流概率,其值普通可不予计算;h——建弧率,见附录五。关于线路防雷计算办法和参数可参照附录一、附录三、附录六、附录七。送电线路惯用杆塔耐雷水平和耐雷指标见附录八。选取电力线路途径和发电厂厂址、变电所所址时,宜避开易击区,否则应加强防雷办法。第17条电力线路、发电厂、变电所绝缘配合应符合下列规定:一、绝缘配合原则:220kV及如下线路和变电所绝缘,在普通状况下应能耐受普通浮现内过电压。按外过电压选取变电所绝缘时,应以阀型避雷器残压为基本。对330kV线路和变电所绝缘,应采用限制内过电压办法,如采用并联电抗器、装有中值或低值电阻断路器和磁吹避雷器。按外过电压选取变电所绝缘时,应以磁吹避雷器残压为基本。谐振过电压普通会损坏设备绝缘,应避开浮现谐振过电压条件。线路绝缘和变电所自恢复绝缘可按惯用法或记录法选定。非自恢复绝缘应按惯用法选定。在普通状况下,防雷设计中不考虑变电所和线路绝缘间互相配合问题,但绝缘水平超过原则诸多线路,如未沿全线架设避雷线木杆线路、钢筋混凝土杆木横担线路和减少电压运营线路,宜在进线段首端装设符合运营电压级别管型避雷器。二、在非污秽区,线路每串绝缘子个数普通按运营电压所规定泄漏距离选定。每串绝缘子个数应符合下式规定(8)式中m——每串绝缘子个数;Ue——额定电压,kV;l——每个绝缘子泄漏距离,cm。m值还应按内过电压进行验算。验算时每串绝缘子—般须扣去预留零值绝缘子:35~220kV,直线杆1个,耐张杆2个;330kV直线杆1~2个,耐张杆2~3个。扣去零值绝缘子后,其工频湿闪电压或操作冲击波50%湿闪电压应符合下列规定(9)式中Ush——工频湿闪电压、操作波湿闪电压峰值,kV;K0——内过电压倍数;Uxg——设备最高运营相电压,kV;K1——绝缘子串内过电压湿闪校正系数;在海拔1000m及如下,K1=1.1。m值还应符合耐雷水平规定,在高海拔地区,外过电压也许成为重要因素。变电所每串绝缘子个数普通与线路耐张串绝缘子个数相似。三、按内过电压拟定线路空气间隙,应符合下式规定:(10)式中Une——按内过电压规定考虑风偏后空气间隙工频放电电压、操作冲击波50%放电电压峰值,kV;K2——空气间隙内过电压放电电压校正系数;在海拔1000m及如下,K2=1.2。发电厂、变电所中空气间隙,宜另加10%裕度。四、按运营电压拟定线路空气间隙,应符合下式规定:(11)式中Ug0——考虑风偏后空气间隙工频放电电压,kV;K3——空气间隙运营电压综合系数,在中性点非直接接地系统取2.5;在中性点直接接地系统,对220kV及如下取1.6,对330kV取1.7。发电厂、变电所中空气间隙,宜另加10%裕度。五、在非污秽区,按外过电压拟定线路空气间隙,其冲击强度应与绝缘子串冲击放电电压相适应。发电厂、变电所空气间隙,应与阀型避雷器残压相配合。第18条在海拔1000m以上地区,线路、发电厂和变电所内绝缘子串绝缘水平以及外过电压、内过电压、运营电压最小空气间隙,应按国标《高压电气设备绝缘实验电压和实验办法》规定进行海拔影响修正。第19条升压运营架空送电线路,如绝缘水平较低不符合正常规定,应通过技术经济比较,采用减少线路接地电阻和内过电压办法,或容许恰当增大预期过电压跳闸次数。保护升压运营电力变压器和配电装置阀型避雷器,其特性应与被保护设备绝缘配合。阀型避雷器灭弧电压应符合电力网中性点接地方式规定,而中性点直接接地电力网,零序电抗与正序电抗比值不应不不大于3。
第三章过电压保护装置
第一节避雷针和避雷线
第20条为防止直接雷击电力设备,普通采用避雷针和避雷线。第21条单支避雷针保护范畴应按下列办法拟定(图2):一、避雷针在地面上保护半径应按下式计算:(12)式中r——保护半径,m;h——避雷针高度,m。二、在被保护物高度水平面上保护半径应按下式拟定:1.当时,(13)式中rx——避雷针在hx水平面上保护半径,m;hx——被保护物高度,m;ha——避雷针有效高度,m;p——高度影响系数,h<30m,p=1;30<h≤120m,,如下各式中p值均同此。2.当时,(14)图2单支避雷针保护范畴
第22条两支等高避雷针保护范畴应按下列办法拟定(图3):图3高度为h两等高避雷针1及2保护范畴一、两针外侧保护范畴应按单支避雷针计算办法拟定。二、两针间保护范畴应按通过两针顶点及保护范畴上部边沿最低点O圆弧(图3)拟定,圆弧半径为R0。O点为假想避雷针顶点,其高度应按下式计算:(15)式中h0——两针间保护范畴上部边沿最低点高度,m;D——两避雷针间距离,m。两针间hx水平面上保护范畴一侧最小宽度应按下式计算:(16)式中bx——保护范畴一侧最小宽度(m);当D=7hap时,bx=0。求得bx后,可按图3绘出两针间保护范畴。两针间距离与针高之比D/h不适当不不大于5。第23条多支等高避雷针保护范畴应按下列办法拟定(图4、图5):一、三支等高避雷针所形成三角形1、2、3外侧保护范畴,应分别按两支等高避雷针计算办法拟定;如在三角形内被保护物最太高度hx水平面上,各相邻避雷针间保护范畴一侧最小宽度bx≥0时,则所有面积即受到保护。二、四支及以上等高避雷针所形成四角形或多角形,可先将其提成两个或几种三角形,然后分别按三支等高避雷针办法计算,如各边保护范畴一侧最小宽度bx≥0,则所有面积受到保护。图4三支等高避雷针1、2及3在hx水平面上保护范畴图5四支等高避雷针1、2、3及4在hx水平面上保护范畴第24条保护发电厂、变电所用单根避雷线保护范畴应按下列办法拟定(图6):一、在hx水平面上避雷线每侧保护范畴宽度应按下式拟定:1.当时,(17)式中rx——每侧保护范畴宽度,m。2.当时,(18)二、在hx水平面上避雷线端部保护半径,也应按(17)、(18)式拟定。第25条保护发电厂、变电所用两根平行避雷线保护范畴,应按下列办法拟定(图7):一、两避雷线外侧保护范畴,应按单根避雷线计算办法拟定。二、两避雷线间各横截面保护范畴,应由通过两避雷线1、2点及保护范畴上部边沿最低点0贺弧拟定。0点高度应按下式计算:(19)式中h0——两避雷线间保护范畴边沿最低点高度,m;——两避雷线间距离,m;h——避雷线高度,m。三、两避雷线端部保护范畴,可按两支等高避雷针计算办法拟定,等效避雷针高度可近似取避雷线悬点高度80%。第26条不等高避雷针、避雷线保护范畴,应按下列办法拟定(图8):一、两支不等高避雷针外侧保护范畴,应分别按单支避雷针计算办法拟定。二、两支不等高避雷针间保护范畴,应按单支避雷针计算办法,先拟定较高避雷针1保护范畴,然后由较低避雷针2项点,作水平线与避雷针1保护范畴相交于点3,取点3为等效避雷针顶点,再按两支等高避雷针计算办法拟定避雷针2和3间保护范畴。通过避雷针2、3顶点及保护范畴上部边沿最低点圆弧,其弓高应按下式计算:(20)式中f——圆弧弓高,m;——避雷针2和等效避雷针3间距离,m。图6单根避雷线保护范畴图7两根平行避雷线1和2保护范畴
三、对多支不等高避雷针,各相邻两避雷针外侧保护范畴,按两支不等高避雷针计算办法拟定;如在多角形内被保护物最大高度水平面上,各相邻避雷针间保护范畴一侧最小宽度,则所有面积即受到保护。四、两根不等高避雷线各横截面保护范畴,应仿照两支不等高避雷针办法,并按公式(19)计算,第27条在山地和坡地,应考虑地形、地质、气象及雷电活动复杂性对避雷针保护范畴减少作用。避雷针保护范畴可按公式(12)、(13)、(14)和(16)计算成果乘以系数0.75。公式(15)可改为,公式(20)可改为。运用山势设立远离被保护物避雷针,不得作为重要保护装置,第28条必要时,可考虑互相接近避雷针和避雷线联合保护作用。联合保护范畴可近似按下列办法拟定(图9):将避雷线上各点均近似看作等效避雷针,其等效高度可近似取为该点避雷线高度80%,然后分别按两针办法计算。图8两支不等高避雷针1及2保护范畴图9避雷针和避雷线联合保护范畴
第二节阀型避雷器
第29条阀型避雷器灭弧电压,在普通状况下,宜按下列规定拟定:一、中性点直接接地电力网中,应取设备最高运营线电压80%。二、中性点非直接接地电力网中,不应低于设备最高运营线电压100%。第30条保护旋转电机中性点绝缘阀型避雷器,其额定电压不应低于电机最高运营相电压,其型式宜按表2选定。表2保护旋转电机中性点绝缘避雷器型式电机额定电压(kV)3610避雷器型式FCD—2FZ—2
FCD—4FZ—4(FS—4)FCD—6FZ—6FS—6
第31条保护变压器中性点绝缘阀型避雷器型式,宜按表3、表4选定。对中性点为分级绝缘220kV变压器,中性点绝缘可用棒型间隙或避雷器保护。如用同期性能不良断路器,变压器中性点宜用间隙保护。间隙在单相接地短路时暂态过电压作用下不应动作,而在外过电压作用下应动作,并能保护变压器中性点绝缘,依照值大小,间隙可采用250~350mm。表3中性点非直接接地电力网中保护变压器中性点绝缘避雷器型式变压器额定电压(kV)3560110154避雷器型式FZ-35或FZ-30(或FZ-15+FZ-10)①FZ-40FZ-110JFZ-154J①如变压器中性点连接有绝缘较弱消弧线圈,可采用FZ-15+FZ-10。
第32条发电厂、变电所阀型避雷器应装设简朴可靠多次动作记录器或磁钢记录器。动作记录器数字应便于运营人员巡视和记录。表4中性点直接接地系统中保护变压器中性点绝缘避雷器型式变压器额定电压(kV)110*220330变压器中性点绝缘全绝缘分级绝缘分级绝缘分级绝缘避雷器型式F—110J或FZ—60—①FZ—110JFCZ—154J或FZ—154J①可采用灭弧电压70kV或性能接近非原则组合避雷器及专用磁吹避雷器等保护装置,也可试用FZ—40保护绝缘水平为35kV级中性点,但在变压器非全相合闸时FZ—40仍会有爆炸危险。*对中性点为全绝缘和分级绝缘110kV变压器,如使用同期性能良好断路器(三相分合闸非同期时间不超过10ms),变压器中性点可装设FZ60或性能接近非原则组合避雷器及专用磁吹避雷器等保护装置。对中性点为全绝缘110kV变压器,如使用同期性能不良断路器,为防止避雷器在断路器非全相动作时爆炸,在双侧电源或另一侧有调相机、较大同步电动机单侧电源,变压器中性点宜装设FZ—110J。
第三节管型避雷器
第33条在选取管型避雷器时,开断续流上限,考虑非周期分量,不应不大于安装处短路电流最大有效值;开断续流下限,不考虑非周期分量,不得不不大于安装处短路电流也许最小数值。第34条如按开断续流范畴选取管型避雷器,最大短路电流应按雷季电力系统最大运营方式计算,并涉及非周期分量第一种半周短路电流有效值。如计算困难,对发电厂附近,可将周期分量第一种半周有效值乘以1.5,距发电厂较远地点,乘以1.3。最小短路电流,应按雷季电力系统最小运营方式计算,且不涉及非周期分量。第35条管型避雷器外间隙,在符合保护规定条件下,应采用较大数值。管型避雷器外间隙普通采用表5所列数值。为减少管型避雷器GB1在反击时动作,应减少GB1与避雷线总接地电阻,并增大GB1外间隙,普通可增大到表5所列数值。
表5管型避雷器外间隙数值(mm)额定电压(kV)3610203560110中性点直接接地中性点非直接接地外间隙最小数值8101560100200350400GB1①外间隙最大数值———150~200250~300350~400400~500400~500①表中GB1指用于变电所进线段首端管型避雷器。第36条管型避雷器设立应符合下列规定:一、应避免各避雷器排出电离气体相交而导致短路。但在开口端固定避雷器,则容许其排出电离气体相交。二、为防止在管型避雷器内腔积水,宜垂直安装,开口端向下,或倾斜安装,与水平线夹角不应不大于15°。在污秽地区,应增大倾斜角度。三、管型避雷器应安装牢固,并保证外间隙稳定不变。四、额定电压10kV及如下管型避雷器,为防止雨水导致短路,外间隙电极不应垂直布置。五、外间隙电极宜镀锌,或采用避免锈水沾污绝缘子办法。第37条装设在木杆上管型避雷器,普通采用三相共用接地装置,并可与避雷线共用一根接地引下线。如需运用接地电阻限制短路电流,各相避雷器可单独敷设引下线,分别与独立接地装置连接。第38条管型避雷器应装设简朴可靠动作批示器。
第四节保护间隙
第39条如管型避雷器灭弧能力不能符合规定,可采用保护间隙,并应尽量与自动重叠闸装置配合。保护间隙主间隙不应不大于表6所列数值。
表6保护间隙主间隙最小值(mm)额定电压(kV)3610203560110中性点直接接地中性点非直接接地间隙数值81525100210400700750注:保护加强绝缘变压器用间隙,在符合绝缘配合规定条件下,应尽量采用增大间隙值。第40条保护间隙构造应符合下列规定:一、应保证间隙稳定不变;二、应防止间隙动作时电弧跳到其她设备上、与间隙并联绝缘子受热、电极被烧坏;三、间隙电极宜镀锌。第41条额定电压为60~110kV保护间隙,可装设在耐张绝缘子串上。中性点非直接接地电力网,应使单相间隙动作时有助于灭弧;在3~35kV级,宜采用角形保护间隙。3~35kV保护间隙,宜在其接地引下线中串接一种辅助间隙,以防止外物使间隙短路。辅助间隙可采用表7所列数值。
表7辅助间隙数值(mm)额定电压(kV)36~102035辅助间隙数值5101520
第五节消弧线圈
第42条中性点经消弧线圈接地电力网,在正常运营状况下,中性点长时间电压位移不应超过额定相电压15%。第43条60kV及如下电力网,故障点残存电流不适当超过10A。必要时可将电力网分区运营,以减少故障点残存电流。110~154kV中性点经消弧线圈接地电力网,可按脱谐度调节消弧线圈,脱谐度普通不不不大于10%。第44条消弧线圈应采用过补偿运营方式。如消弧线圈容量局限性,容许短时期以欠补偿方式运营,但脱谐度不适当超过10%。第45条消弧线圈容量应依照电力网5年左右发展规划拟定,并应按下式计算:(21)式中W——消弧线圈容量,kVA;——接地电容电流,A;——电力网额定电压,kV。第46条电力网中消弧线圈装设地点应符合下列规定:一、应保证电力网在任何运营方式下,断开一、两条线路时,大某些电力网不致失去补偿。二、不应将多台消弧线圈集中安装在电力网中一处,并应尽量避免电力网中只装设一台消弧线圈。三、消弧线圈宜接于星形—三角形或星形—星形—三角形接线变压器中性点上。接于星形—三角形接线双绕组或星形—星形—三角形接线三绕组变压器中性点上消弧线圈容量,不应超过变压器三相总容量50%,并不得不不大于三绕组变压器任一绕组容量。如需将消弧线圈接于星形—星形接线变压器中性点,消弧线圈容量不应超过变压器三相总容量20%。但不应将消弧线圈接于零序磁通经铁芯闭路星形—星形接线变压器,如外铁型变压器或三台单相变压器构成变压器组。四、如变压器无中性点或中性点未引出,应装设专用接地变压器,其容量应与消弧线圈容量相配合。
第四章架空电力线路过电压保护
第一节普通线路过电压保护
第47条电力线路防雷方式,应依照线路电压级别、负荷性质、系统运营方式、本地原有线路运营经验、雷电活动强弱、地形地貌特点和土壤电阻率高低等条件,通过技术经济比较拟定。各级电压送电线路,应尽量装设三相或单相自动重叠闸装置。第48条各级电压电力线路,普通采用下列防雷方式:330kV线路应沿全线架设双避雷线。220kV线路应沿全线架设避雷线;在山区,宜架设双避雷线,但少雷区除外。110kV线路普通沿全线架设避雷线,在雷电活动特殊强烈地区,宜架设双避雷线。在少雷区或运营经验证明雷电活动轻微地区,可不沿全线架设避雷线,但应装设自动重叠闸装置。60kV线路,负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为30以上地区,宜沿全线架设避雷线。35kV及如下线路,普通不沿全线架设避雷线。第49条有避雷线线路,在普通土壤电阻率地区,其耐雷水平不适当低于表8所列数值。
表8有避雷线送电线路耐雷水平(kA)额定电压(kV)3560110154220330普通线路大跨越档中央和发电厂、变电所进线保护段20~303030~606040~7575909080~120120100~140140注:①较大值用于多雷区或较重要线路。②双回路或多回路杆塔线路,应尽量达到表中数值。为此,可采用改进接地、架设耦合地线或恰当加强绝缘等办法。第50条有避雷线线路,每基杆塔不连避雷线工频接地电阻,在雷季干燥时,不适当超过表9所列数值。
表9有避雷线架空电力线路轩塔工频接地电阻(Ω)土壤电阻率(Ω·m)100及如下100以上至500500以上至10001000以上至以上接地电阻1015202530**如土壤电阻率很高,接地电阻很难减少到30欧时,可采用6~8根总长度不超过500m放射形接地体,或持续伸长接地体,其接地电阻不受限制。
高土壤电阻率地区送电线路,必要装设自动重叠闸装置。雷电活动强烈地方和经常发生雷击故障杆塔和线段,应改进接地装置,架设双避雷线,架设耦合地线或恰当加强绝缘等。第51条有避雷线线路应防止雷击档距中央反击导线。15℃无风时,档距中央导线与避雷线间距离,宜符合下列规定,(22)式中S1——导线与避雷线间距离,m;l——档距长度,m。大档距导线与避雷线间距离应按第66条并结合运营经验拟定。第52条杆塔上避雷线对边导线保护角,普通采用20°~30°。330kV线路及220kV双避雷线线路,普通采用20°左右。山区单避雷线杆塔普通采用25°左右。重冰区线路,不适当采用过小保护角。杆塔上两根避雷线间距离,不应超过导线与避雷线间垂直距离5倍。第53条小接地短路电流系统中35kV及以上无避雷线线路,宜采用办法减少雷击引起多相短路和两相异点接地引起断线事故:钢筋混凝土杆和铁塔,以及木杆线路中铁横担,均宜接地,接地电阻不受限制,但多雷区不适当超过30Ω。钢筋混凝土杆和铁塔应充分运用其自然接地作用,在土壤电阻率不超过100QΩ·m,或有运营经验地区,可不另设人工接地装置。第54条钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路避雷线支架、导线横担与绝缘子固定某些或瓷横担固定某些之间,宜有可靠电气连接并与接地引下线相连。主杆非预应力钢筋如上下已用绑扎或焊接连成电气通路,非预应力钢筋可兼作接地引下线。在小接地短路电流系统中,如无可靠办法,预应力钢筋不适当兼作接地引下线。运用钢筋兼作接引下线钢筋混凝土杆,其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠电气连接。外敷接地引下线可采用镀锌钢绞线,其截面不应不大于25mm2。接地体引出线截面不应不大于50mm,并应热镀锌。第55条3kV及以上较长线路中绝缘弱点,如木杆木横担线路中个别铁横担、钢筋混凝土杆和铁塔等,宜用管型避雷器或间隙保护,其接地电阻不适当超过表9所列数值。第56条与架空电力线路相连接长度超过50m电缆,应在其两端装设阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙;长度不超过50m电缆,只在任何一端装设即可。第57条送电线路导线与杆塔间空气间隙,在绝缘子串正常位置和风吹偏斜状况下,按外过电压配合,应与绝缘子串冲击放电电压相适应;按内过电压配合,应与第4条中计算过电压倍数相适应。送电线路空气间隙不应不大于表10所列数值。导线与无接地引下线木杆间空气间隙可减小10%。3~10kV电力线路当采用悬式绝缘子时,最小空气间隙可参照20kV级数值。跨越杆塔上外过电压间隙,可依照每串绝缘子数量,参照表10拟定。
表10送电线路最小空气间隙(cm)额定电压(kV)203560110154220330直接接地非直接接地直接接地非直接接地外过电压间隙354565100100140140190260内过电压间隙1225507080100110145220运营电压间隙510202540355555100悬垂绝缘子串X-4.5型绝缘子个数2357710101319注:①表内数值合用于海拔1000m及如下地区。海拔高度超过1000m地区,普通每增高100m,内过电压和运营电压空气间圈增大1%。因高海拔或高杆塔而增长绝缘子时,其外过电压间隙应相应增大。②污秽地区绝缘加强时,间隙普通仍用表中数值。③表中每串绝缘子数量系按铁横担条件拟定。按耐雷水平规定需加强绝缘时,每串绝缘子数量和外过电压间隙可超过表中所列数值。
第58条按外过电压进行绝缘配合时,最大设计风速不大于35m/s地区,外过电压计算风速普通采用10m/s,最大设计风速为35m/s及以上地区以及雷暴时风速较大地区,普通采用15m/s。按内过电压进行绝缘配合时,内过电压计算风速普通采用最大设计风速50%,且不得不大于15m/s。按运营电压进行绝缘配合时,运营电压计算风速应采用最大设计风速。在进行绝缘配合时,考虑杆塔尺寸误差、横担变形和拉线施工误差等不利因素,空气间隙应留有一定裕度。第59条绝缘避雷线放电间隙,其间隙值应依照避雷线上感应电压续流熄弧条件和继电保护动作条件拟定,普通采用10~40mm。在海拔1000m以上地区,间隙值应相应加大。
第二节线路交叉某些过电压保护
第60条线路交叉档两端绝缘不应低于其邻档杆塔绝缘。交叉点应尽量接近上、下方线路杆塔,以减少导线因塑性伸长、覆冰、过载温升、短路电流过热而增大弧垂影响和减少雷击交叉档时交叉点上过电压。第61条同级电压线路互相交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,两交叉线路导线间或上方线路导线与下方线路避雷线间垂直距离,当导线温度为40℃时,不得不大于表11所列数值。对按容许载流量计算导线截面线路,还应校验当导线为最高容许温度时交叉距离,此距离应不不大于表10所列内过电压间隙值,且不得不大于0.8m。
表11同级电压线路互相交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时交叉距离(m)额定电压(kV)1如下3~1020~110154~220330交叉距离12345
第62条3kV及以上同级电压互相交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,交叉档普通采用下列保护办法:一、交叉档两端钢筋混凝土杆或铁塔(上、下方线路共4基),无论有无避雷线,均应接地。二、3kV及以上电力线路交叉档两端为木杆或木横担钢筋混凝土杆且无避雷线时,应装设管型避雷器或保护间隙。三、与3kV及以上电力线路交叉低压线路和通信线路,当交叉档两端为木杆时,应装设保护间隙。门型木杆上保护间隙,可由横担与主杆固定处沿杆身敷设接地引下线构成。单木杆针式绝缘子保护间隙,可在距绝缘子固定点750mm处绑扎接地引下线构成。通信线保护间隙,可由杆顶沿杆身敷设接地引下线构成。按交叉距离规定而采用保护办法,其接地电阻不适当超过表9所列数值2倍。如交叉距离比表11所列数值大2m及以上,则交叉档可不采用保护办法。第63条如交叉点至近来杆塔距离不超过40m,可不在此线路交叉档另一杆塔上装设交叉保护用接地装置、管型避雷器或保护间隙。第三节大跨越档过电压保护
第64条大跨越档绝缘水平不应低于同一线路其她杆塔。全高超过40m有避雷线杆塔,每增高10m,应增长一种绝缘子,避雷线对边导线保护角不应不不大于20°,接地电阻不应超过表9所列数值50%,当土壤电阻率不不大于Ω·m时,也不适当超过20Ω。全高超过100m杆塔,绝缘子数量应结合运营经验,通过雷电过电压计算拟定。第65条未沿全线架设避雷线35kV及以上新建线路中大跨越段,宜架设避雷线。对新建或既有无避雷线大跨越档,应装设管型避雷器或保护间隙,新建线路并应比表10规定增长一种绝缘子。采用木杆或木横担大跨越档,其避雷线两端杆塔应装设管型避雷器或保护间隙,其接地电阻不应超过表9所列数值。第66条依照雷击档距中央避雷线时防止反击条件,大跨越档导线与避雷线间距离宜符合下式规定:(23)式中S2——导线与避雷线间距离,m;L——雷击档距中央避雷线时耐雷水平,kA。如导线与避雷线间运营电压平均梯度不超过6kV(有效值)/m,档距中反击后建立稳定工频电弧也许性很小,可不予考虑。依照雷击档距中央避雷线时防止建立稳定工频电弧条件,导线与避雷线间距离宜符合下式规定:(24)式中S3——导线与避雷线间距离,m;Ue——线路额定电压,kV。在普通状况下,大档距导线与避雷线间距离按公式(23)和公式(24)计算,并选其较小值。发电厂、变电所进线段内大档距,为防止危险雷电波侵入厂、所内,其导线与避雷线间距离必要符合公式(23)规定。大档距导线与避雷线间距离计算办法和关于参数,可参照附录九。
第五章发电厂和变电所过电压保护
第一节直击雷过电压保护
第67条发电厂、变电所直击雷过电压保护可采用避雷针或避雷线。下列设施应装设直击雷保护装置:1.屋外配电装置,涉及组合导线和母线廊道;2.烟囱、冷却塔和输煤系统高建筑物;3.油解决室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、装卸油台、大型变压器修理间、易燃材料仓库等建筑物;4.乙炔发生站、制氢站、露天氢气罐、氢气罐储存室、天然气调压站、天然气架空管道及其露天贮罐;5.多雷区列车电站。发电厂主厂房(无钢筋砖木构造主厂房除外)、主控制室和配电装置室普通不装设直击雷保护装置。为保护其她设备而装设避雷针,不适当装在独立主控制室和35kV及如下高压屋内配电装置室顶上。雷电活动特殊强烈地区主厂房,主控制室和高压屋内配电装置室宜设直击雷保护装置。为保护其她设备而在主厂房上装设避雷针,应采用加强分流、装设集中接地装置、设备接地点尽量远离避雷针接地引下线入地点、避雷针接地引下线尽量远离电气设备等防止反击办法,并宜在接近避雷针发电机出口处装设一组磁吹避雷器。峡谷地区发电厂、变电所宜用避雷线保护。已在相邻高建筑物保护范畴内建筑物或设备,可不装设直击雷保护装置。屋顶上设备金属外壳、电缆金属外皮和建筑物金属构件均应接地。第68条发电厂、变电所建构筑物保护,普通按照建筑物和构筑物防雷关于规定执行,但有爆炸危险且爆炸后也许波及发电厂、变电所内主设备或严重影响发供电建构筑物(如制氢站、露天氢气贮罐、氢气罐储存室、易燃油泵房、露天易燃油贮罐、厂区内架空易燃油管道、装卸油台和天然气管道以及露每天然气贮罐等),应用独立避雷针保护,并应采用防止感应雷办法。避雷针与易燃油贮罐和氢气天然气等罐体及其呼吸阀等之间空气中距离,避雷针及其接地装置与罐体、罐体接地装置和地下管道地中距离应符合第74条第一、二款规定。避雷针与呼吸阀水平距离,不应不大于3m,避雷针尖高出呼吸阀,不应不大于3m。避雷针保护范畴边沿高出呼吸阀顶部,不应不大于2m。避雷针接地电阻,不适当超过10Ω。在高土壤电阻率地区,如接地电阻难于降到10Ω,容许采用较高电阻值,但空气中距离和地中距离必要符合第74条规定。避雷针与5000m3以上贮罐呼吸阀水平距离,不应不大于5m,避雷针尖高出呼吸阀,不应不大于5m。露天贮罐周边应设闭合环形接地体,接地电阻不应超过30Ω,接地点不应少于两处,接地点间距不应不不大于30m,架空管道每隔20~25m应接地一次,接地电阻不应超过30Ω。如金属罐体和管道壁厚不不大于4mm,并已接地,则可不在避雷针保护范畴内,但易燃油和天然气贮罐及其管道应在避雷针保护范畴内。易燃油贮罐呼吸阀、易燃油和天然气贮罐热工测量装置应进行重复接地,即与贮罐接地体用金属线相连。第69条第67条中所述设施上直击雷保护装置,涉及兼作接闪器设备金属外壳、电缆金属外皮、建筑物金属构件等,其接地可运用发电厂、变电所主接地网,但应在直击雷保护装置附近装设集中接地装置。第70条独立避雷针(线)宜设独立接地装置。在非高土壤电阻率地区,其接地电阻不适当超过10Ω。当有困难时,该接地装置可与主接地网连接,但避雷针与主接地网地下连接点至35kV及如下设备与主接地网地下连接点,沿接地体长度不得不大于15m。独立避雷针不应设在人经常通行地方,避雷针及其接地装置与道路或出入口等距离不适当不大于3m,否则应采用均压办法,或铺设砾石或沥青地面。第71条110kV及以上配电装置,普通将避雷针装在配电装置架构或房顶上,但在土壤电阻率不不大于1000Ω·m地区,宜装设独立避雷针。否则,应通过验算,采用减少接地电阻或加强绝缘等办法。60kV配电装置,容许将避雷针装在配电装置架构或房顶上,但在土壤电阻率不不大于500Ω·m地区,宜装设独立避雷针。35kV及如下高压配电装置架构或房顶不适当装避雷针。装在架构上避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。装有避雷针架构上,接地某些与带电某些间空气中距离不得不大于绝缘子串长度;但在空气污秽地区,如有困难,空气中距离可按非污秽区原则绝缘子串长度拟定。避雷针与主接地网地下连接点至变压器接地线与主接地网地下连接点,沿接地体长度不得不大于15m。在变压器门型架构上,不应装设避雷针、避雷线。第72条110kV及以上配电装置,可将线路避雷线引接到出线门型架构上,土壤电阻率不不大于1000Ω·m地区,应装设集中接地装置。35~60kV配电装置,在土壤电阻率不不不大于500Ω·m地区,容许将线路避雷线引接到出线门型架构上,但应装设集中接地装置。在土壤电阻率不不大于500Ω·m地区,避雷线应架设到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电装置一档线路保护,可采用独立避雷针,也可在线路终端杆塔上装设避雷针。第73条发电厂烟囱附近引风机及其电动机机壳应与主接地网连接,并应装设集中接地装置,该接地装置宜与烟囱接地装置分开。如不能分开,引风机电源线应采用带金属外皮电缆,电缆金属外皮应与接地装置连接。机械通风冷却塔上电动机电源线、装有避雷针和避雷线架构上照明灯电源线、独立避雷针和装有避雷针照明灯塔上照明灯电源线,均必要采用直接埋入地下带金属外皮电缆或穿入金属管导线。电缆外皮或金属管埋地长度在10m以上,才容许与35kV及如下配电装置接地网及低压配电装置相连接。禁止在装有避雷针、避雷线构筑物上架设通信线、广播线和低压线。第74条独立避雷针、避雷线与配电装置带电某些间空气中距离,以及独立避雷针、避雷线接地装置与接地网间地中距离,应符合下列规定:一、独立避雷针与配电装置带电某些、发电厂和变电所电力设备接地某些、架构接地某些之间空气中距离,应符合下式规定:(25)式中——空气中距离,m;——独立避雷针冲击接地电阻,Ω;h——避雷针校验点高度,m。二、独立避雷针接地装置与发电厂、变电所接地网间地中距离,应符合下式规定:(26)式中——地中距离,m。三、避雷线与配电装置带电某些、发电厂和变电所电力设备接地某些以及架构接地某些间空气中距离,应符合下式规定:对一端绝缘另一端接地避雷线:(27)式中——独立避雷线冲击接地电阻,Ω;h——避雷线支柱高度,m;——避雷线上校验雷击点与接地支柱距离,m。对两端接地避雷线:(28)式中——避雷线分流系数;——避雷线上校验雷击点与近来支柱间距离,m。避雷线分流系数可按下式计算:(29)式中——避雷线上校验雷击点与另一端支柱间距离,m;l——避雷线两支柱间距离,m;——雷电流波头长度,普通取2.6s。四、避雷线接地装置与发电厂、变电所接地网间地中距离,应符合下式规定:对一端绝缘另一端接地避雷线,应按(26)式校验。(30)对两端接地避雷线:五、除上述规定外,对避雷针和避雷线,Sk不适当不大于5m,不适当不大于3m。对60kV及如下配电装置,涉及组合导线、母线廊道等,应尽量减少感应过电压,当条件允许时,Sk应尽量增大。
第二节雷电侵入波过电压保护
第75条发电厂和变电所应采用办法防止或减少近区雷击闪络。未沿全线架设避雷线35~110kV架空送电线路,应在变电所1~2km进线段架设避雷线。220~330kV架空送电线路,在2km进线保护段范畴内以及35~110kV线路在1~2km进线保护段范畴内杆塔耐雷水平,应符合第49条规定。进线保护段上避雷线保护角不适当超过20°,最大不应超过30°。第76条未沿全线架设避雷线35~110kV线路,其变电所进线段,应采用图10所示保护接线。图1035~110kV变电所进线保护接线
在木杆或木横担钢筋混凝土杆线路进线段首端,应装设一组管型避雷器GB1,其工频接地电阻不适当超过10Ω。铁塔或铁横担、瓷横担钢筋混凝土杆线路,以及全线有避雷线线路,其进线段首端,普通不装设管型避雷器GB1。在雷季,如变电所35~110kV进线隔离开关或断路器也许经常断路运营,同步线路侧又带电,则必要在接近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器GB2。GB2外间隙值整定,应使其在断路运营时,能可靠地保护隔离开关或断路器,而在闭路运营时,不应动作,并应处在母线阀型避雷器保护范畴内。如GB2整定有困难,或无恰当参数管型避雷器,可用阀型避雷器或保护间隙代替。第77条发电厂、变电所35kV及以上电缆进线段,在电缆与架空线连接处应装设阀型避雷器,其接地端应与电缆金属外皮连接。对三芯电缆,末端金属外皮应直接接地,见图11(a);对单芯电缆,应经接地器FJ或保护间隙,JX接地,见图11(b)。如电缆长度不超过50m或虽超过50m,但经校验,装一组避雷器即能符合保护规定,图11中可只装FZ1或FZ2。图11具备35kV及以上电缆段变电所进线保护接线如电缆长度超过50m,且断路器在雷季也许经常断路运营,应在电缆末端装设管型避雷器或保护间隙。连接电缆段1km架空线路,应架设避雷线。雷电波在电缆中衰减,可按附录十一计算。第78条变电所每组母线上,都应装设阀型避雷器。变电所内所有避雷器应以最短接地线与配电装置主接地网连接,同步应在其附近装设集中接地装置。第79条拟定阀型避雷器与被保护设备间最大电气距离时,侵入波幅值应取进线段绝缘冲击强度。侵入波计算陡度应取表12所列数值。
表12变电所侵入波计算陡度(kV/m)额定电压(kV)侵入波计算陡度1km进线段2km进线段或全线有避雷线351.00.5601.10.61101.50.75154—1.0220—1.5330—2.2注:长度在1~2km之间进线段,计算陡度可用补插法拟定。
装有原则绝缘水平设备和原则特性避雷器变电所,阀型避雷器与主变压器、电压互感器间最大电气距离,对一路进线和两路进线可分别按图12和图13拟定,与其她电器最大电气距离可相应增大35%。在图12和图13中,35~220kV级系按普通阀型避雷器计算,330kV级系按磁吹阀型避雷器计算。变电所雷季经常运营进线超过两路时,阀型避雷器与被保护设备间最大电气距离可较图13数值增大,3路进线可按图13增长20%,4路及以上进线可增大35%。此外,还应依照变电所也许变化运营方式进行必要校验。对电气接线比较特殊变电所,可用计算办法或通过模仿实验拟定最大电气距离。使用双回路杆塔线路,有同步遭受雷击也许,拟定避雷器与变压器最大电气距离时,应按1回路考虑,且在雷季中,应尽量避免将其中1回路断开。阀型避雷器与主变压器及其她被保护设备电气距离,应尽量缩短。如阀型避雷器与主变压器电气距离超过容许值,应在主变压器附近增设一组阀型避雷器。图12一路进线变电所中,避雷器与变压器最大电气距离与侵入波计算陡度关系曲线图13两路进线变电所中,避雷器与变压器最大电气距离与侵入波计算陡度关系曲线
具备原则特性阀型避雷器参数可参照附录十二。第80条大接地短路电流系统中中性点不接地变压器,如中性点绝缘非按线电压设计,应在中性点装设保护装置;如中性点绝缘按线电压设计,但变电所为单进线且为单台变压器运营,也应在中性点装设保护装置。小接地短路电流系统中变压器中性点,普通不装设保护装置,但多雷区单进线变电所宜装设保护装置;中性点接有消弧线圈变压器,如有单进线运营也许,也应在中性点装设保护装置。中性点保护装置选取,应符合第31条规定。第81条自耦变压器必要在其两个自耦合绕组出线上装设阀型避雷器,此避雷器应装在自耦变压器和断路器之间,并采用图14、图15保护接线。如采用图15保护接线,在自耦绕组任一侧接地短路条件下,FZ2所承受最高工频电压不应超过其灭弧电压。图14自耦变压器典型保护接线图15自耦变压器采用综合避雷器保护接线
35kV及如下自耦变压器,还应在串联绕组两端跨接阀型避雷器FZ3(图14)。第82条35~330kV开关站,应依照其重要性和进线路数等详细条件,在每路进线上或母线上装设阀型避雷器或管型避雷器。第83条与架空线路连接三绕组变压器(涉及一台变压器与两台电机相连三绕组变压器)3~10kV绕组如有开路运营也许,应采用防止静电感应电压危及该绕组绝缘办法——在其一相出线上装设一只阀型避雷器;但如该绕组连有25m及以上金属外皮电缆段,则可不装设避雷器。第84条如变电所内有绝缘较低设备,阀型避雷器应接近被保护设备。依照电力网中性点接地条件,如容许采用灭弧电压较低避雷器,可另行组合冲击放电电压和残压都较低避雷器。非原则普通阀型避雷器组合原则,可参照附录十。第85条变电所3~10kV配电装置(涉及电力变压器),应在每组母线和每路架空进线上装设阀型避雷器,并应采用图16保护接线。母线上避雷器与主变压器电气距离不适当不不大于表13所列数值。
表13避雷器与3~10kV主变压器最大电气距离雷季经常运营进线路数1234及以上最大电气距离(m)15232730
图163~10kV配电装置雷电侵入波保护接线FZ、FS为阀型避雷器有电缆段架空线路,避雷器应装设在电缆头附近,其接地端应和电缆金属外皮相连。如各架空进线均有电缆段,避雷器与主变压器最大电气距离不受限制。避雷器应以最短接地线与变电所、配电所主接地网连接(涉及通过电缆金属外皮连接)。避雷器附近应装设集中接地装置。注:3~10kV配电所,当无所用变压器时,可仅在每路进线上装设阀型避雷器或管型避雷器。
第三节小容量变电所过电压保护
第86条35kV变电所进线,如架设避雷线有困难,或在土壤电阻率不不大于500Ω·m地区,进线段难以达到所需耐雷水平时,可在进线终端杆上装设一组电抗线圈,以代替进线段避雷线,并可采用图17所示保护接线。电抗线圈电感值可采用约1000μH,其构造应符合绝缘强度规定。第87条容量为3150~5000kVA35kV变电所,可依照负荷重要性及雷电活动强弱等条件恰当简化保护接线。变电所进线段长度可减少到500~600m,但其首端管型避雷器GB1或保护间隙JX接地电阻不应超过5Ω,并应采用图18所示保护接线。图17用电抗线圈代替进线段避雷线保护接线图183150~5000kVA35kV变电所简化保护接线第88条容量为3150kVA如下35kV供非重要负荷变电所,依照雷电活动强弱,可采用图19(a)保护接线,容量为1000kVA及如下变电所,可采用图19(b)保护接线。图19容量为3150kVA如下35kV变电所简化保护接线图20容量为3150kVA如下35kV分支变电所简化保护接线第89条容量为3150kVA如下35kV供非重要负荷分支变电所,可采用图20(a)、图20(b)保护接线。第90条保护接线简化(见第87、88、89条)变电所,阀型避雷器与主变压器和电压互感器最大电气距离不适当超过10m。3~10kV侧配电装置保护,仍应按第85条规定执行。
第六章旋转电机过电压保护
第91条直接与架空电力线路连接旋转电机(发电机、同步调相机、变频机和电动机)保护方式,应依照电机容量、雷电活动强弱和对供电可靠性规定拟定。第92条单机容量为25000~60000kW直配电机,宜采用图21(a)保护接线。60000kW以上电机不应与架空电力线路直接连接。管型避雷器GB1和GB2冲击放电电压,不应超过表14所列数值。图2125000~60000kW直配电机保护接线L——限制短路电流用电抗器;FB——磁吹或普通阀型避雷器;FCD——磁吹避雷器;C——电容器。图226000~25000kW如下直配电机保护接线
GB1和GB2接地端,应用钢绞线连接。钢绞线架设在导线下方,距导线不应不大于2m,不应不不大于3m,并应与电缆首端金属外皮在装GB2杆塔处连在—起接地,工频接地电阻R不应不不大于5Ω。进线电缆段应直接埋设在土中,以充分运用其金属外皮分流作用。如受条件限制不能直接埋设,可将电缆金属外皮多点接地,即除两端接地外,再在两端间3~5处接地。
表14管型避雷器GB1和GB2冲击放电电压(kV)额定电压(kV)3610预放电时间为2μs冲击放电电压405060
如电缆首端短路电流较大,按图21(a)保护接线无恰当参数管型避雷器可用时,可改用图21(b)保护接线。进线段上阀型避雷器FS接地端,应与电缆金属外皮和避雷线连在一起接地,接地电阻R不应不不大于3Ω。图236000~1kW直配电机保护接线第93条单机容量为6000kW到25000kW如下直配电机,宜采用图22(a)保护接线。在多雷区,也可采用图21(b)、图21(b)保护接线。如电缆首端短路电流较大,按图22(a)保护接线无恰当参数管型避雷器可用时,可改用图22(b)保护接线。第94条单机容量为6000~1kW直配电机,如出线回路中无限流电抗器,可采用图23(a)、图23(b)保护接线。在雷电活动强烈地区,宜采用有电抗线圈图23(a
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