高电压技术13、发变电所防雷技术.ppt

发电厂/变电所雷电防护
精选课件
发电厂和变电所雷电过电压来源
雷电直击发电厂和变电所
雷击输电线路产生的雷电过电压沿线路侵入发电厂和变电所
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变电所雷电过电压的危害
发电机、变压器等主要电器设备的内绝缘发电厂/变电所雷电防护
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发电厂和变电所雷电过电压来源
雷电直击发电厂和变电所
雷击输电线路产生的雷电过电压沿线路侵入发电厂和变电所
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变电所雷电过电压的危害
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，而变电站雷击跳闸只能在200~800百年以上一次.
220kV线路，50%放电电压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/=773kV。
造成大面积停电
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侵入波过电压防护的主要措施
减小通过避雷器的电流
对
降低来波陡角
进行保护段
围
避雷器的保护作用与范
侵入波
防止反击
保护范围
线
针
直击
)
(
,
,
Tr
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一、直击雷防护
1、避雷针的反击
A
d
L
SK
1
2
Rch
Sd
h
K
避雷针与配电构架同高处
避雷针的接地装置上
一般直击雷电流iL=100kA;
L0=; h高处L= μH
空气与土壤的平均击穿场强：
E＝500kV/m
发生反击时: 500Sk=100Rch+60h
500Sd=100Rch
防止反击: Sk>+ 一般5m
Sd> 一般3m
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2、避雷针的安装方式
一般110kV及以上变电所，允许装配电构架避雷针，配电构架需装设辅助接地装置，与地网的连接处距变压器接地与地网连接处的距离不小于15m。土壤电阻率>500Ωm 时,需独立架设避雷针。
变压器门型构架上不的加装避雷针。
35kV及以下变电所需独立加设避雷器，并达到不反击的要求。
（1）
（2）
(1)配电构架辅助接地装置与地网连接点
(2)变压器接地与地网的连接点
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二、变电所内避雷器的保护作用
装设避雷器
正确选择避雷器的形式、参数
合理确定保护接线方式，如台数，装设位置
尽量少的避雷器保护所有设备
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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,可以认为输电线在此开路。
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
110kV~220kV变电所雷电流不得超过5kA，。
tp 为避雷器放电时刻
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2、避雷器与被保护设备有 一定距离L2时的过电压
入侵波 at (到B点时t=0)在变压器入口处T发生全反射:
1)、当T点的反射波到达B点之前
UB(t) = at
2)、当T点的反射波到达B后和避雷器动作之前
3)、避雷器动作时刻 t = tp
K为设备电容
修正系数

避雷器伏秒特性曲线
at
T
B
at
Uq
Uf
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变压器上电压UT( t )：
具有振荡性质
-----截波
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3、变压器与避雷器之间允许的最大电气距离
由于入侵波在变压器与避雷器之间多次反射，作用在变压器上的电压具有振荡性质，相当于截波的作用。
变压器承受截波的能力为多次(一般指3次)截波耐压值:

因此变压器承受的最大耐压值
变压器与避雷器间允许的最大电气距离
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确保变压器安全的主要措施
限制避雷器残压
限制入侵波陡度
减小变压器距避雷器的电气距离
由变电站进线段保护完成
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1、35kV及以上变电所进线段保护
一定长度的导线可以起到下列作用：
其自身阻抗作用可限制雷电流的幅值
导线上冲击电晕作用可以降低入侵波陡度
三、变电所的侵入波过电压防护
F3 的作用：限制入侵雷电波幅值
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。断路器壁和运行