发电厂和变电所的防雷保护综述

1、 第四章第四章 发电厂和变电所的防雷保护发电厂和变电所的防雷保护发电厂、变电所遭受雷害的两个方面：发电厂、变电所遭受雷害的两个方面：一是一是:雷直击于发电厂、变电所雷直击于发电厂、变电所二是二是:雷击输电线后产生的雷电波侵入发电厂、雷击输电线后产生的雷电波侵入发电厂、变电所变电所防护措施是采用避雷针或避雷线防护措施是采用避雷针或避雷线防护措施是装设氧化锌避雷器，以限制流过避防护措施是装设氧化锌避雷器，以限制流过避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。一一. .发电厂、变电所的直击雷保护发电厂、变电所的直击雷保护1.1.独立避雷针独立避雷针适用范围：适用范围：3

2、5kv35kv及以下变电所及以下变电所原则：所有的被保护设备均应处于避雷针的原则：所有的被保护设备均应处于避雷针的保护范围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷保护范围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷针时，雷电流通过避雷针入地，使避雷针对针时，雷电流通过避雷针入地，使避雷针对地电位升高，此时应防止避雷针至被保护设地电位升高，此时应防止避雷针至被保护设备发生反击。备发生反击。示意图高为高为h h的避雷针受雷击时出现的电位：的避雷针受雷击时出现的电位：chLLkRidtdiLu避雷针的接地装置上出现的电位避雷针的接地装置上出现的电位LchdiRu 取：HhLskAdtdikAiLL7 . 1/30150于是

3、：chdchkRuhRu15050150 为防止避雷针与被保护的配电构架或设备为防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间空气间隙被击穿而造成之间空气间隙被击穿而造成反击反击事故，若取空事故，若取空气的平均耐压强度为气的平均耐压强度为500kv/m500kv/m，则，则hRShRSchKchK1 . 03 . 050050150一般情况下：一般情况下：mSK5 为防止避雷针接地装置和被保护设备接地为防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间土壤中的间隙被击穿，取土壤的平均装置之间土壤中的间隙被击穿，取土壤的平均耐电强度为耐电强度为300kv/m300kv/m，则，则chdRS3 . 0一般情况下：

4、一般情况下：mSd32.2.构架避雷针构架避雷针适用范围：适用范围：110kv110kv及以上变电所及以上变电所注意事项：注意事项：a.a.为确保变电站中最重要而绝缘较弱的主变压为确保变电站中最重要而绝缘较弱的主变压器的绝缘免受反击的威胁，要求在装置避雷针器的绝缘免受反击的威胁，要求在装置避雷针的构架附近埋设辅助集中接地装置，且避雷针的构架附近埋设辅助集中接地装置，且避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线到主与主接地网的地下连接点到变压器接地线到主接地网的地下连接点，沿接地体的距离不得小接地网的地下连接点，沿接地体的距离不得小于于1515米；米；b.b.在变压器的门型构架上，不允许装避雷针

5、在变压器的门型构架上，不允许装避雷针线路终端杆塔上的避雷线能否与变电所构架相线路终端杆塔上的避雷线能否与变电所构架相连的问题：连的问题：110kv110kv及以上及以上 可以相连，若可以相连，若1000m 1000m 应应 加集中接地装置加集中接地装置3560kv 3560kv 当当=500m 500m 500m 不允许相连不允许相连二二. .变电所的侵入波保护变电所的侵入波保护1.1.阀式避雷器的保护作用分析阀式避雷器的保护作用分析(1).(1).变压器与避雷器之间的距离为零变压器与避雷器之间的距离为零接线图动作前等值电路动作后等值电路列出方程：uziuuzzuiubbbbb22111用图解

6、法求解避雷器电压有两个峰值：避雷器电压有两个峰值：分析chucau避雷器冲击放电电压，由于阀式避雷避雷器冲击放电电压，由于阀式避雷器的伏的特性较平，可认为是一个定器的伏的特性较平，可认为是一个定值值避雷器最高的残压，由于流经避雷器避雷器最高的残压，由于流经避雷器的雷电流一般不超过的雷电流一般不超过5kA5kA，因此其值取，因此其值取为为5kA5kA下的残压下的残压(2).(2).变压器和避雷器之间有一定的电器距离变压器和避雷器之间有一定的电器距离接线图接线图分析用图分析用图避雷器上的电压避雷器上的电压变压器上的电压波形变压器上的电压波形变压器承受雷电波能力变压器承受雷电波能力jcUlU25 .

7、变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离/25 . cjmUUl三三. .变电所的进线段保护变电所的进线段保护保护目的：保护目的：为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设备，限制流经避雷器的电流幅值不超过备，限制流经避雷器的电流幅值不超过5kv5kv、限制侵入波陡度、限制侵入波陡度不超过一定的允不超过一定的允许值许值1.1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算计算条件：计算条件：进线段进线段1-21-2公里公里雷电侵入波最大幅值为线路绝缘雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%50%冲击冲击闪

8、络电压闪络电压原理接线和等值电路图原理接线和等值电路图3. 35kv及以上变电所的进线段保护计算方程：计算方程：2.2.进入变电所的雷电波陡度进入变电所的雷电波陡度的计算的计算dhuluu008. 05 . 0令令v=300m/us,v=300m/us,陡度化为陡度化为kv/mkv/m单位单位3. 35kv3. 35kv及以上变电所的进线段保护及以上变电所的进线段保护四四. .变电器防雷保护的几个具体问题变电器防雷保护的几个具体问题1. 1. 三绕组变压器的防雷保护三绕组变压器的防雷保护措施：措施： 在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器2.2.自耦变压器的防雷保

9、护自耦变压器的防雷保护(1).(1).高、低压绕组运行，中压开路高、低压绕组运行，中压开路线路图线路图考虑各种运行方式下：如高低绕组运行，中压开路，这时中压侧套管与断路器之间装设一组避雷器。高压侧开路时，中压侧来波，高压侧感应kU电压，这时高压侧套管与断路器之间也应加装一组避雷器。电压分布图电压分布图(2).(2).中、低压绕组运行，高压开路中、低压绕组运行，高压开路电压分布图电压分布图安装避雷器的自耦变压器安装避雷器的自耦变压器3. 3. 变压器中性点保护变压器中性点保护(1).(1).中性点绝缘水平中性点绝缘水平全绝缘全绝缘分级绝缘分级绝缘60kv60kv及以下及以下110kv110kv及

10、以上及以上(2).(2).不同电压等级的中性点保护不同电压等级的中性点保护60kv60kv及以下的电网中的变压器及以下的电网中的变压器: : 一般不需要保护一般不需要保护多雷地区或装有消弧线圈的变压器：多雷地区或装有消弧线圈的变压器：宜在中性点加装避雷器宜在中性点加装避雷器110kv110kv及以上电网中变压器及以上电网中变压器变压器中性点宜选金属氧化物避雷器变压器中性点宜选金属氧化物避雷器3 3、变压器中性点保护、变压器中性点保护三相同时进波时，中性点不接地的变压器中性点电位可三相同时进波时，中性点不接地的变压器中性点电位可能达到绕组端电压的能达到绕组端电压的2 2倍，所以中性点需保护。倍，

11、所以中性点需保护。110kV110kV及上变压器中性点加装及上变压器中性点加装Y1WY1W或或Y1.5WY1.5W系列的氧化锌避系列的氧化锌避雷器保护中性点绝缘。雷器保护中性点绝缘。4、配变变压器的防雷保护配变变压器的防雷保护三点共同接地：避雷器的接地引下线、配变外壳、三点共同接地：避雷器的接地引下线、配变外壳、低压绕组的中性点连接在一起。低压绕组的中性点连接在一起。逆变换，解决方法：低压侧某一相装设一只避雷逆变换，解决方法：低压侧某一相装设一只避雷器器五五. . 旋转电机的防雷保护旋转电机的防雷保护1.1.旋转电机的防雷保护特点旋转电机的防雷保护特点(1).(1).旋转电机主绝缘的冲击耐压值

12、旋转电机主绝缘的冲击耐压值远低于同级变压器的冲击耐压值远低于同级变压器的冲击耐压值(2).(2).运行中的旋转电机主绝缘更低于运行中的旋转电机主绝缘更低于出厂时的核定值出厂时的核定值(3).(3).保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小性能与电机绝缘水平的配合裕度很小(4).(4).由于电机绕组匝间电容较小，要求来波由于电机绕组匝间电容较小，要求来波陡度较小陡度较小(5).(5).电机绕组中性点一般不接地，当侵入电机绕组中性点一般不接地，当侵入波入侵时，会引起中性点电压升高波入侵时，会引起中性点电压升高由此特点，旋转电机（直配电机）的防雷保由此特点，旋转电机（直配电机）的防雷保护应包括：护应包括： 主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护2.2.直配电机的防雷措施直配电机的防雷措施(1).(1).避雷器保护避雷器保护功能：降低侵入波幅值功能：降低侵入波幅值(2).(2).电容器保护电容器保护功能：限制侵入波陡度功能：限制侵入波陡度和降低感应雷过电和降低感应雷过电