电气工程基础第13章电力系统防雷保护.ppt

(1) 有电缆段的直配电机防雷保护 电缆段的长度l100m，当雷电流使管式避雷器FT放电后，由于FT无残压，使电缆芯线与金属护层短路，由于高频趋肤效应，使雷电流从芯线转移到金属护层上，从而大大减低了母线冲击电压和流过磁吹阀式避雷器FV的冲击电流。 图13-31 有电缆段的直配电机防雷保护接线及等值电路 (a) 有电缆段的直配电机防雷保护接线； (b) 等值电路 L2－电缆金属护层的自感（大地回路）；L3－电缆金属护层末端接线段的自感；L4－电缆芯线末端到避雷器FV连接线的自感；M－电缆金属护层与芯线间的互感，M＝L2；UR3－避雷器FV在3kA下的残压 第四节 发电厂和变电站的防雷保护 (2) 小容量直配电机的防雷保护 电缆段应直接埋设在地中，以充分利用其金属护层的分流作用。如受条件限制，不能直接埋设，可将电缆金属护层多点接地，即除两端接地外，再在两端间的3?5处接地。 图13-32 25?60MW直配电机的防雷保护接线 (a) 使用管式避雷器； (b) 使用阀式避雷器 第四节 发电厂和变电站的防雷保护 如电缆段首端的短路电流较大，无适当参数的管式避雷器时，可改用图13-32(b)的保护接线，即用阀式避雷器代替管式避雷器FT。但阀式避雷器动作后的残压将作用在电缆芯线与金属护层之间，使电缆段的限流作用大为降低。因此将阀式避雷器向前移150m左右，这段架空线用避雷线保护。该避雷器FV1的接地端应与电缆的金属护层和避雷线连在一起接地，利用避雷线与导线间的耦合增加限流作用。接地电阻Ri不应大于3Ω。 3．非直配电机防雷 大部分发电机(其中包括60MW以上的电机)一般都经变压器升压后接至架空输电线路。 国内外的运行经验说明，这种非直配电机在防雷上比直配电机可靠得多，但也有被雷击坏的情况。所以，在多雷区的非直配电机，宜在电机出线上装设一组旋转电机用的避雷器。 如电机与升压变压器之间的母线桥或组合导线无金属屏蔽部分的长度大于50m时，除应有直击雷保护外，还应采取防止感应过电压的措施，即在电机母线上装设每相不小于0.15μF的电容器或磁吹避雷器；此外，在电机的中性点上还宜装设灭弧电压为相电压的阀式避雷器。 第四节 发电厂和变电站的防雷保护 接地电阻R是电流I经接地电极流入大地时，接地体对地电压U与电流I之比值，即 R＝U/I 工频电流Ie作用时呈现的电阻称为工频接地电阻，用Re表示；冲击电流作用时呈现的电阻称为冲击接地电阻，用Ri表示。 实际上，对防雷起作用的是冲击接地电阻。为了计算冲击接地电阻，定义冲击系数αi等于冲击接地电阻Ri与工频接地电阻Re的比值，即 αi＝ Ri / Re 式中，αi的值一般小于1，当采用伸长接地体时，可能因电感效应而大于1。 第二节 电力系统的防雷保护装置 一、概述 二、架空输电线路的感应雷过电压 三、架空输电线路的直击雷过电压和耐雷水平 四、输电线路的雷击跳闸率 五、防雷措施 第三节 架空输电线路的防雷保护 一、概述 架空输电线路地处旷野，纵横交错，线路很长，容易遭受雷击。雷击是造成线路跳闸停电事故的主要原因；同时，雷击线路形成的雷电过电压波，沿线路传播侵入变电站，也是危害变电站设备安全运行的重要因素。 根据过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为两种：①直击雷过电压：雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压；②感应雷过电压：雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明，直击雷过电压对电力系统的危害最大，感应过电压只对35kV及以下的线路有威胁。 按照雷击线路部位的不同，直击雷过电压又分为两种情况。一种是雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。因为杆塔或避雷线的电位(绝对值)高于导线，故通常称为反击。另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击于导线，直接在导线上引起过电压。后者通常称之为绕击。 第三节 架空输电线路的防雷保护 衡量线路耐雷性能的主要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。 耐雷水平(2006名) (2005单)是指雷击时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值，以kA为单位。耐雷水平愈高，线路耐雷性能愈好。当雷电流大于线路耐雷水平时，线路绝缘闪络，导线上的运行工频电压就有可能在冲击闪络通道上建立工频电弧，使继电保护装置动作，线路断路器跳闸。 我国以40雷暴日、l00km长线路雷击跳闸次数为线路雷击跳闸率。应当注意的是，雷击跳闸率不是指某条线路每年的雷击跳闸次数，而是是将具体