发电厂和变电所的防雷保护 .
56页1、第十章 发电厂和变电所的防雷保护,10-1 发电厂、变电所的直击雷保护,10-2 变电所内阀型避雷器的保护作用,10-3 变电所的进线段保护,10-4 三相绕组变压器和自耦变压器的防雷保护,10-5 变压器中性点保护,10-6 旋转电机的防雷保护,发电厂、变电所雷害来源:,引言,1.雷直击发电厂和变电站的避雷针后,强大的雷电流 1)在设备上产生感应过电压 2)避雷针电位升高对设备反击 3)产生跨步电压和接触电压 2.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、变电所过电压防护的主要措施:,直击雷,侵入波,避雷针、避雷线保护范围,防止反击,避雷器的保护作用与范围,进线端保护,降低来波陡度,减小通过避雷器的电流幅值,10-1 发电厂、变电所的直击雷保护,为了防止雷直击发电厂、变电所,可以装设避雷针,应使所有设备都处于避雷针保护范围之内,且要防止雷击避雷针时的反击事故。,一、对避雷针安装位置的要求,1.独立避雷针:具有独立于变电站地网的接地装置。 2.构架避雷针:安装于配电构架上,并与变电站的地网相连。,1.独立避雷针,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
2、危险,应架设独立避雷针,其接地装置与主接地网分开埋设。,在避雷针h高度处和避雷针的接地装置上,将出现高电位uk和ud。此时有:,避雷针等值电感,流经避雷针的雷电流平均上升速度,流经避雷针的雷电流,避雷针的冲击接地电阻,取雷电流的幅值为100KA,雷电流的平均上升速度为38.5KA/s,避雷针电感为1.55H/m,则可得:,上两式表明,避雷针和接地装置上的电位uk和ud与冲击接地电阻Rch有关, Rch越小,则uk和ud越低。,为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙Sk被击穿而造成反击事故,必须要求Sk大于一定距离,若取空气的平均抗电强度为500KV/m,则Sk应满足:,同样,为了防止避雷针接地装置与被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Sd被击穿,必须要求Sd大于一定距离,若取土壤的平均抗电强度为300KV/m,则Sd应满足:,在一般情况下,Sk不应小于5m, Sd不应小于3m。,2.构架避雷针,对于110KV及以上的配电装置,因为绝缘水平较高,雷击避雷针时在配电构架上出现的高电位不会造成反击事故,故可以将避雷针架设在配电装置的构架上,可以节约投资,便于布置。,在装设避雷针的构建
3、附近埋设辅助集中接地装置,此接地装置与变电所接地网的地下连接点离主变压器接地装置与变电所接地网的地下连接点之间,沿接地体的长度不应小于15m。,目的:使雷击避雷针时在避雷针接地装置上产生的高电位,在沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减,以便达到变压器接地点时不会造成变压器的反击事故。,土壤电阻率大于500m时,需独立架设避雷针。,在变压器的门型构架上,一般也不允许架设避雷针(线)。,二、对避雷线安装位置的要求,1.为了防止反击,避雷线与配电装置带电部分、发电厂和变电所电气设备接地部分以及构架接地部分间的空气距离,应符合下列要求:,对一端绝缘另一端接地的避雷线,对两端接地的避雷线,通常不宜小于5m。,2.避雷线的接地装置与发电厂变电站接地网间的地中距离,应符合:,通常不宜小于3m。,10-2 变电所内阀型避雷器的保护作用,沿导线传播的侵入波幅值远远高于变电站内设备绝缘水平,故需采用避雷器作为变电站内侵入波的防护。,一、避雷器的保护动作过程,避雷器动作前:,动作后:,由图可知:避雷器电压有两个峰值Uch和Ubm, Uch是避雷器冲击放电电压,由于阀型避雷器的伏秒特性uf很平,故此值基
4、本上不随侵入波陡度而变;,Ubm为避雷器残压的最大值,虽然残压与雷电流的大小有关,但因阀片的非线性特性,当流过的雷电流在很大范围内变动时,其残压近乎不变。,在具有正常防雷接线的110220KV变电所中,流经避雷器的雷电流一般不超过5KA(对330KV为10KA),故残压的最大值取为5KA下的数值;,在一般情况下,避雷器的冲击放电电压与5KA的残压基本相同,则在分析中可以将避雷器上的电压ub近似地视为一斜角平顶波,其幅值为5KA时的残压Ub.5,波头时间(即避雷器放电时间)则取决于入侵波的陡度。,若入侵波为斜角波,即u=t,则避雷器的作用相当于在避雷器放电时刻tp在避雷器安装处产生一负电压波-(t-tp)。,由于避雷器直接接在变压器旁,故变压器上的过电压波形与避雷器上电压相同,若变压器的冲击耐压大于避雷器的冲击放电电压和5KA下的残压,则变压器将得到可靠的保护。,二、避雷器与设备的距离对过电压的影响,不可能在每台被保护设备上并联一台避雷器,也就是说避雷器与被保护设备存在一定距离,一般只在变电所母线上装设避雷器,由于变压器是最重要的设备,因此避雷器尽量靠近变压器。,进线隔离开关处电压的最大
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