高电压技术 第10章 发电厂和变电所的防雷保护_XL.ppt

高电压技术 广东工业大学 自动化学院 徐亮 email:xugdut@163.com 发电厂和变电所的防雷保护 教学目标 了解发、变电所雷电过电压来源及危害； 了解发、变电所的直击雷防护 掌握发、变电所的侵入波过电压防护的主要措施。包括装设避雷器和设置进线段。 教学重点 发、变电所的侵入波过电压防护的主要措施。 教学难点 发、变电所的侵入波过电压防护的主要措施。 发、变电所雷电过电压来源及危害 1.雷电直击发电厂和变电所 2.雷击线路产生的雷电过电压沿线路侵入发、变电所 220kV线路的50%放电电压为1200kV，而相应的变压器全波冲击试验电压850kV, 全波多次冲击耐压只有850/1.1=773kV 3.造成大面积停电，发电机、变压器等主要电器设备的内绝缘大都没有自恢复的能力 高压输电线路允许每几年跳闸一次 侵入波过电压防护的主要措施 1.合理确定变电所内装设的避雷器 的类型、参数和位置； 2.进线段保护，限制流过避雷器的 雷电流和降低侵入波陡度； 3.变电所设备上的雷电过电压幅值 限制在设备的雷电冲击耐受电压 以下； 4.直接与架空线相连的发电机（直配电机），除在电机母线上装设避雷器外，还应装设并联电容器降低电机绕组侵入波的陡度，保护电机匝间绝缘和纵向绝缘不受损坏。 发、变电所的直击雷防护 装设避雷针：独立避雷针、构架避雷针 使所有设备都处在避雷针保护范围内 防止雷击避雷针时的反击事故 （1）独立避雷针 Rch：避雷针的冲击接地电阻 L：避雷针的等值电感 避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙Sk ：? 5m 避雷针接地装置与被保护设备接地装置之间的空气间隙Sd：? 3m 构架避雷针 110kV及以上，一般将避雷针架设在配电装置的构架上。高电位计算与独立避雷针相同，不会造成空气间隙的击穿事故。 配电构架应装设辅助接地装置，此装置与变电所主接地网的连接点（1）离主变压器接地装置与主接地网的连接点（2）之间的距离大于等于15m。 电压波（高电位）沿接地网向变压器接地点传播的过程中衰减。 发、变电所的侵入波过电压防护 装设避雷器 包括：正确选择避雷器（电气参数） 合理确定保护接线方式，如台数，装设位置，用尽量少的避雷器保护所有设备 避雷器安装在设备旁 变压器在冲击电压作用下可等值 为一个电容（入口电容），一般可 以不计及。 避雷器动作前，变压器上 （也是避雷器）电压： 避雷器动作后，变压器上（也是避雷器）电压满足： 作图法求取变压器上的电压波形 由图得到以下结论： 变压器上电压有两个峰值，两个峰值基本相同： 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。 变压器上电压近似为一斜角平顶波 tp：为避雷器放电时刻 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。 避雷器安装在距设备一定距离处 入侵波为一斜角波，用行波网格法求的各节点上的电压。 变压器上电压具有振荡性质--截波 变压器绝缘承受截波的能力--多次截波耐压值： 入侵波陡度为某一值时，变压器与避雷器之间的距离有一极限值。 进线段保护 目的： 1.限制避雷器的雷电流以降低残压 2.限制侵入波的陡度 3.1-2km的进线段加强雷电防护 进线段定义： 35kV及以上架空进线段的保护 1.进线段首端装设一组管型避雷器； 2.靠近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器。断路 器闭合运行时，管型避雷器在避雷器的保护范围内。 进线段作用 在进线段内雷绕击或反击而产生入侵波的机会很小。 进线段耐雷水平 进线段外落雷，因进线段导线的波阻抗使流经避雷器的 雷电流受到限制； 进线段内导线上冲击电晕的影响使入侵波陡度和幅值下降。 流经避雷器电流的计算:假设进线段首端落雷且最大幅值为U50% 因为 因此，可用彼德逊法则得到等值电路 表10-3-2显示：进线段可以限制避雷器 中电流不超过5kA（或10kA） 进入变电所的雷电流陡度的计算：首端落雷且幅值为U50%的直角波。 计算不同电压等级的后，求出变电站电气设