11 发电厂和变电所的防雷保护.ppt

第1页：发电厂和变电所的防雷保护封面

发电厂和变电所的防雷保护封面

• 本章主题：发电厂和变电所的防雷保护
• 核心内容：直击雷保护、避雷器配合、进线段保护

第2页：发电厂和变电所雷电过电压

发电厂和变电所雷电过电压

• 雷直击发电厂和变电所
• 雷击输电线路产生的过电压沿线路侵入发电厂和变电所

第3页：变电所雷电过电压

变电所雷电过电压

• 发电机、变压器等主要电气设备的内绝缘大都没有自恢复的能力
• kV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850/1.1=773kV
• 造成大面积停电

第4页：过电压防护的主要措施

过电压防护的主要措施

过电压防护的主要措施降低来波陡度减小通过避雷器的电流进线保护段避雷器的保护作用与范围侵入波针，线，保护范围防止反击直击

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第5页：一、直击雷防护

一、直击雷防护

一、直击雷防护

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第6页：避雷针反击电压计算

避雷针反击电压计算

1、避雷针的反击AdLSK12RchSdhK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=1.55μH/m; h高处L=1.55hμH空气与土壤的平均击穿场强：E＝500kV/m

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第7页：避雷针反击与接地电阻

避雷针反击与接地电阻

1、避雷针的反击AdLSK12RchSdhK发生反击时: 500Sk=100Rch+60h500Sd=100Rch防止反击:Sk>0.2Rch+0.1h一般5mSd>0.3Rch一般3m

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第8页：避雷针的安装方式

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得加装避雷针。
• kV及以下变电所需独立加设避雷针，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

第9页：二、变电所内避雷器的保护

二、变电所内避雷器的保护

二、变电所内避雷器的保护作用

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第10页：装设避雷器

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

第11页：避雷器与被保护设备距离为零时的过电压

避雷器与被保护设备距离为零时的过电压

1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压

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第12页：避雷器距离为零时的过电压（续）

避雷器距离为零时的过电压（续）（续）

第13页：避雷器距离为零时的过电压（续2）

避雷器距离为零时的过电压（续2）（续2）

1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压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，故5kA下的残压用Ub.5表示。

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第14页：避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压

避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压

2、避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压入侵波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) = at2)、当T点的反射波到达B后和避雷器动作之前TBat

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第15页：避雷器与被保护设备有距离时的过电压（续）

避雷器与被保护设备有距离时的过电压（续）（续）

2、避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压3)、避雷器动作时刻t = tpK为设备电容修正系数Ub.5避雷器伏秒特性曲线at

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第16页：变压器上的截波电压

变压器上的截波电压

变压器上电压UT(t)：具有振荡性质——截波

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第17页：变压器与避雷器的最大电气距离

3、变压器与避雷器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

第18页：确保变压器安全的主要措施

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

第19页：三、变电所的侵入波过电压

三、变电所的侵入波过电压

三、变电所的侵入波过电压防护

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第20页：一定长度的导线可以起到下列作用

一定长度的导线可以起到下列作用

• 自身阻抗可限制雷电流的幅值
• 冲击电晕可降低入侵波陡度1、35kV及以上变电所进线段保护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。断路器闭合运行时，管型避雷器在避雷器的保护范围内不动作，避免截断波的产生

第21页：kV及以上电缆进线段的保护

kV及以上电缆进线段的保护

35kV及以上电缆进线段的保护

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第22页：进线段的作用

进线段的作用

• %是由雷击1km以内的线路引起的
• %是由雷击3km以内的线路引起的
• 进线段耐雷水平5003302201106635额定电压kV175150110756030耐雷水平kA

第23页：流经避雷器电流的计算

流经避雷器电流的计算

流经避雷器电流的计算中电流进线段首端落雷且最大幅值为绝缘子50％冲击闪络电压U50%，行波在进线段来回一次的时间为

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第24页：计算不同电压

计算不同电压

• 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，冲击电晕将使直角波波头变缓：

第25页：小容量变电所进线段保护

小容量变电所进线段保护

• 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，FE1、FE2的接地电阻

第26页：变电所侵入波的保护接线

变电所侵入波的保护接线

• kV变电所保护接线

第27页：变电所侵入波保护接线

变电所侵入波保护接线

500变电所侵入波保护接线

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第28页：旋转电机的防雷保护

旋转电机的防雷保护

• 旋转电机的防雷保护要比变压器困难得多，其雷害事故也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、运行条件等方面的特殊性造成的。1.在同一电压等级的电气设备中，以旋转电机的冲击电气强度为最低。2.电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平相差不多、裕度很小。3.发电机绕组的匝间电容很小和不连续，迫使过电压进入电机绕组后只能沿着绕组导体传播，而它的每匝绕组的长度又远较变压器绕组为大。

第29页：从防雷保护

从防雷保护

• 理论分析和运行经验均表明：非直配电机所受到的过电压均须经过变压器绕组之间的静电和电磁传递。只要低压绕组不是空载，那么传递过来的电压就不会太大。
• 直配电机的防雷保护是电力系统中的一大难题，因为这时的过电压波直接从线路入侵，幅值大、陡度也大。

第30页：直配电机的保护接线

直配电机的保护接线

图60MW直配电机的保护接线图

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