高电压技术10讲义.ppt

第十章 发电厂和变电所的防雷保护; 过电压防护的主要措施：;1、避雷针的反击：;1、避雷针的反击：;2、避雷针的安装方式;§10-2 变电所内阀型避雷器的保护作用;1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压; 变压器在冲击电压作用下可等值为一个电容（称为入口电容），一般可以不计，认为输电线路在此开路。 避雷器动作前： 变压器（也是避雷器）上电压： 避雷器动作后： 变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值： Uch ：避雷器冲击放电电压 Ubm：避雷器残压的最大值，取5kA下的数值 两个峰值Uch和Ubm基本相同;变压器得到可靠保护条件：变压器冲击放电电压大于避雷器的冲击放电电压和5kA下的残压。 具有正常防雷接线的110kV～220kV变电所，流经避雷器的雷电流一般不超过5kA（对330kV变电所为10kA ），故残压的最大值取为5kA下的数值，用Ub.5表示。;若入侵雷电波为斜角波u=at，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－a(t－tp)，如图10-2-3所示。;避雷器离开变压器和各电气设备有一段长度不等的距离．当雷电波入侵时，变压器和各电气设备上的电压将与避雷器上电压不相同，二者相差多少?避雷器对变电所所有设备是否都能起到保护作用?下面以一简例来分析。;2、避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压;10-2-4 (b) 计算L、B、T各点电压的行波网格图;以下分析时不取统一的时间起点，而以各点开始出现电压时为各点的时间起点。;当t t p时 ，有 uB(t) = 2a(t －l2 /v)－ 2a(t － t p）＝ 2a(t p－l2 /v) (10-2-1) 上式表明，当t t p时避雷器动作后电压uB保持为一定值，其值为2a(t p－l2 /v)，应等于避雷器残压，现取其最大值为5kA下的残压Ub5 ，故当t t p时有 uB(t) = 2a(t p－l2 /v)＝ Ub5 (10-2-2);uB的波形见表10－2－1和图10－2－5(a).;2、进线隔离开关上的电压 uL;3、变压器上电压UT( t )：;入侵波陡度a为某一值时，变压器与避雷器之间的距离有一极限值，超过此值，变压器上受到的冲击电压将超过其冲击耐压，避雷器对变压器将无法保护，此值称为避雷器的最大保护距离(或称保护范围)。在变电所设计时，应使所有设备到避雷器的电气距离都在保护范围内。; 为了使设备绝缘不致于被击穿，应按下式选定绝缘的冲击耐压水平 UW（i）≥ U is ＋ΔU;§10－3 变电所的进线段保护 ; ;图中各元件的名称和作用： 1）进线段的作用：进线段内防止雷击导线，进线段以外进雷时，由于进线段本身阻抗的作用，使流经避雷器的雷电流受到限制，同时由于冲击电晕的影响，将使入侵波陡度和幅值下降。 2）F3的作用：限制入侵雷电波的幅值。 3）(管型避雷器)F2的作用：隔离开关或断路器断开时防止入侵波在此发生全反射造成对地闪络。 断路器闭合运行时，F2在变电所阀型避雷器的保护范围内不动作，避免产生截波可能危及变压器纵绝缘。 4）(阀式避雷器)F1的作用：断路器合闸状态时，保护一切绝缘。 ; 在进线段内雷绕击或反击而产生入侵波的机会很小。 但变电所的雷害事故 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。 进线段耐雷水平;1.流经避雷器电流的计算;2.进入变电所的雷电流陡度的计算;二、35kV小容量变电所的简化进线保护 避雷器距变压器距离小于10m，a允许大一些 进线段可缩短到500～600m 为了限流，在进线首段可装设一组管型避雷器或保护间隙GB1、GB2。; 对35~110kV变电所，不能达到耐雷水平时，可在进线的终端杆上安装一组1000μH左右的电抗线圈来代替进线段，此电抗线圈既能限制流过避雷器的雷电流又能限制入侵波陡度。;变电所侵入波的保护接线;变电所侵入波的保护接线;§10-4 三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; 旋转电机的防雷保护应包括电机主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护。;一、旋转电机防雷保护的特点：(1)由于结构和工艺上的特点，在相同电压等级的电气设备中旋转电机的绝缘水平是最低的。 (2)保护旋转电机用的磁吹避雷器（FCD型）的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小。 (3)严格限制过电压波的陡度，以保护电机的匝间绝缘。; 二、防雷保护措施及接线图： 雷直击于与电机相连的线路，雷电波自线路侵入电机，这是直配电机防雷保护的主要方面，其防雷保护的主要措施如下： ⑴在每台发电机出