发电厂发电厂/ /变电所雷电防护变电所雷电防护修改版-发变电所防雷技术一、发电厂和变电所雷电过电压来源一、发电厂和变电所雷电过电压来源1 1：雷电直击发电厂和变电所：雷电直击发电厂和变电所 措施：避雷针或避雷线措施：避雷针或避雷线2 2：雷击输电线路产生的雷电过电压沿线路侵入：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发电厂和变电所 措施：措施：1 1）站内装设阀型避雷器以限制雷电波）站内装设阀型避雷器以限制雷电波幅值；幅值；2 2）进线上设置进线保护段以限制流经）进线上设置进线保护段以限制流经阀型避雷器的雷电流和入侵雷电波的陡度；阀型避雷器的雷电流和入侵雷电波的陡度；3 3）直配电机母线上装设电容器以限制入侵雷）直配电机母线上装设电容器以限制入侵雷电波陡度。电波陡度。修改版-发变电所防雷技术二、直击雷防护二、直击雷防护 1 1：反击问题：反击问题一般要求：一般要求：空中至少空中至少5米米；地下至少地下至少3米米 修改版-发变电所防雷技术二、直击雷防护二、直击雷防护 2 2：避雷针安装形式：避雷针安装形式1：独立避雷独立避雷针针：用于用于35kV以下系统（因为该电以下系统（因为该电压等级的设备绝缘水平较低，易反击）压等级的设备绝缘水平较低，易反击）2：构架避雷构架避雷针针：用于用于110kV以上系统（因为该以上系统（因为该电压等级的设备绝缘水平较高，不易反击），电压等级的设备绝缘水平较高，不易反击），但变压器构架上不允许装设避雷针。但变压器构架上不允许装设避雷针。修改版-发变电所防雷技术二、直击雷防护二、直击雷防护 3 3：避雷针线：避雷针线u两端接地的避雷两端接地的避雷线线 修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 1 1：作用：作用n限制入侵波幅值，使之小于设备冲击耐压数值限制入侵波幅值，使之小于设备冲击耐压数值修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 2 2：避雷器紧邻变压：避雷器紧邻变压器时的情况器时的情况修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 2 2：避雷器紧邻变压器时的情况：避雷器紧邻变压器时的情况修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 3 3：避雷器远离变压器时的情况：避雷器远离变压器时的情况修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 3 3：避雷器远离变压器时的情况：避雷器远离变压器时的情况避雷器动作前：雷电避雷器动作前：雷电波为斜角波；波为斜角波；避雷器动作后：雷电避雷器动作后：雷电波为平顶斜角波，波为平顶斜角波，相当于避雷器放电相当于避雷器放电相当于避雷器放电相当于避雷器放电时刻在避雷器位置时刻在避雷器位置时刻在避雷器位置时刻在避雷器位置产生一反极性斜角产生一反极性斜角产生一反极性斜角产生一反极性斜角波波波波修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 3 3：避雷器远离变压器时：避雷器远离变压器时的情况的情况修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 3 3：避雷器远离变压器时：避雷器远离变压器时的情况的情况修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 4 4：避雷器保护范围：避雷器保护范围Ub.5：避雷器避雷器5kA残压残压 a：雷电波上升速率雷电波上升速率L：避雷器与设备电气距离避雷器与设备电气距离 V：波速波速K：与设备入口电容有关的修正系数与设备入口电容有关的修正系数设备上可能出现的冲击电压设备上可能出现的冲击电压：设备不被击穿的条件设备不被击穿的条件：Uj：设备多次截波耐压值设备多次截波耐压值结论结论： 1 避雷器只能保护一定电气距离范围内的设备；避雷器只能保护一定电气距离范围内的设备； 2 避雷器上的残压（雷电流幅值）和雷电波陡度应避雷器上的残压（雷电流幅值）和雷电波陡度应该得到限制。该得到限制。修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 5 5：举例：举例u220kV变电变电所保所保护护接接线线修改版-发变电所防雷技术三、变电所内避雷器保护三、变电所内避雷器保护 5 5：举例：举例u500kV变电变电所保所保护护接接线线修改版-发变电所防雷技术四、变电所的进线段保护四、变电所的进线段保护 1 1 概念和作用概念和作用u变电变电所的雷害事故所的雷害事故n50%是由雷是由雷击击1km以内的以内的线线路引起的路引起的n71%是由雷是由雷击击3km以内的以内的线线路引起的路引起的u概念概念：1-2km的的进线进线段加段加强强雷雷电电防防护护：架设避雷线架设避雷线架设避雷线架设避雷线u作用：作用：1）限制侵入波的陡度限制侵入波的陡度；2）限限制避雷器的雷制避雷器的雷电电流以降低残流以降低残压压修改版-发变电所防雷技术四、变电所的进线段保护四、变电所的进线段保护 2 2： 35kV35kV及以上架空进线段的保护及以上架空进线段的保护 1 降低保护段内反击和绕击降低保护段内反击和绕击雷概率；雷概率； 2 保护段外的雷电波经导线保护段外的雷电波经导线本身阻抗传播时幅值衰减；本身阻抗传播时幅值衰减；3保护段外的雷电波经导线传保护段外的雷电波经导线传播时导线上的冲击电晕使其播时导线上的冲击电晕使其幅值衰减、陡度下降；幅值衰减、陡度下降；4保护段首端管型避雷器限制保护段首端管型避雷器限制雷电波幅值雷电波幅值5保护段末端管型避雷器在断保护段末端管型避雷器在断路器断开时保护断路器路器断开时保护断路器6断路器合闸时阀型避雷器保断路器合闸时阀型避雷器保护末端管型避雷器护末端管型避雷器修改版-发变电所防雷技术四、变电所的进线段保护四、变电所的进线段保护 3 3： 35kV35kV小容量变电所进线段的保护小容量变电所进线段的保护10m 变电所范围小，避雷器距变压器小于变电所范围小，避雷器距变压器小于10m，入浸入浸波陡度允许增加，固进线保护段可缩短到波陡度允许增加，固进线保护段可缩短到500m修改版-发变电所防雷技术五、变压器的防雷保护五、变压器的防雷保护 1 1： 三绕组变压器三绕组变压器n高高压侧压侧有雷有雷电电侵入波侵入波时时，通，通过过静静电电感感应应和和电电磁感磁感应应，会在低会在低压侧压侧出出现过电压现过电压n可能出可能出现现高中高中压绕组压绕组正常工作而低正常工作而低压绕组压绕组开路的情况。开路的情况。开路开路时时低低压侧对压侧对地地电电容很小，可能容很小，可能时时低低压绕组压绕组上的感上的感应过电压应过电压静静电电分量达到很高的数分量达到很高的数值值，危害低，危害低压绕组压绕组的的绝缘绝缘n由于静由于静电电感感应时应时三相三相绕组电压绕组电压同同时时升高，只要在任意升高，只要在任意相的出口装一避雷器即可保相的出口装一避雷器即可保护护三相三相绕组绕组n若低若低压侧压侧接有接有25m以上的以上的电缆电缆，对对地地电电容大，可限制容大，可限制静静电电感感应过电压应过电压修改版-发变电所防雷技术五、变压器的防雷保护五、变压器的防雷保护 2 2： 自耦变压器自耦变压器自耦自耦变压变压器器绕组冲击电压分布绕组冲击电压分布1：起始分布：起始分布 2：稳态稳态分布分布 3：最大：最大电电位包位包络线络线高压端高压端进进波波中压端中压端进进波波修改版-发变电所防雷技术五、变压器的防雷保护五、变压器的防雷保护 2 2： 自耦变压器自耦变压器自耦避雷自耦避雷器接器接线线修改版-发变电所防雷技术五、变压器的防雷保护五、变压器的防雷保护 3 3：变压器中性点保护：变压器中性点保护u中性点不接地变压器：中性点不接地变压器：110kV且单进线变压器中性点加避且单进线变压器中性点加避雷器雷器u中性点接地变压器的中性点未接地：加装阀型避雷器中性点接地变压器的中性点未接地：加装阀型避雷器u断路器非全相合闸时，中性点上出线很高的过电压，已非断路器非全相合闸时，中性点上出线很高的过电压，已非避雷器所能胜任，需加保护间隙避雷器所能胜任，需加保护间隙修改版-发变电所防雷技术六、直配旋转电机的防雷保护六、直配旋转电机的防雷保护u发电发电机、机、电动电动机、机、调调相机相机u旋旋转电转电机的防雷保机的防雷保护护特点：特点：n冲冲击绝缘击绝缘强强度在相同度在相同电压电压等等级级的的电电器器设备设备中最低（固中最低（固体体绝缘绝缘、容易老化）、容易老化）n保保护护旋旋转电转电机的磁吹避雷器的保机的磁吹避雷器的保护护水平与水平与电电机的机的绝缘绝缘水平之水平之间间的的绝缘绝缘配合裕度很小配合裕度很小n匝匝间绝缘间绝缘要求将侵入波陡度限制到很低要求将侵入波陡度限制到很低(5kV/ s)修改版-发变电所防雷技术六、直配旋转电机的防雷保护六、直配旋转电机的防雷保护1 母线加装并联电容器：减小雷电波陡度、降低感母线加装并联电容器：减小雷电波陡度、降低感应雷过电压应雷过电压2 母线加装避雷器：限制雷电流幅值母线加装避雷器：限制雷电流幅值3 进线段保护：限制雷电流进线段保护：限制雷电流1234修改版-发变电所防雷技术七、气体绝缘变电所的过电压防护七、气体绝缘变电所的过电压防护uGIS的全伏秒特性比的全伏秒特性比较较平坦，且平坦，且负负极性极性击击穿穿电压电压比正极低，比正极低，其其绝缘绝缘水平主要决定于水平主要决定于负负极性雷极性雷电电冲冲击绝缘击绝缘水平水平u波阻抗比架空波阻抗比架空线线小，小，对对侵入波保侵入波保护护有利有利u结结构构紧紧凑，凑，设备设备之之间间的的电电气距离小，避雷器离被保气距离小，避雷器离被保护设备护设备近近uGIS不允不允许发许发生生电晕电晕，一旦，一旦发发生生电晕电晕将立即将立即击击穿，且没有穿，且没有自恢复能力自恢复能力修改版-发变电所防雷技术七、气体绝缘变电所的过电压防护七、气体绝缘变电所的过电压防护修改版-发变电所防雷技术七、气体绝缘变电所的过电压防护七、气体绝缘变电所的过电压防护uGIS的的过电压过电压保保护护接接线线方式方式修改版-发变电所防雷技术七、气体绝缘变电所的过电压防护七、气体绝缘变电所的过电压防护u经电缆经电缆段段进线进线的的GIS过电压过电压保保护护接接线线方式方式修改版-发变电所防雷技术