七发电厂和变电所的防雷保护级PPT课件

第七章发电厂和变电所的防雷保护发电厂、变电所遭受雷害可能来自两方面：雷直击于发电厂、变电所；雷击线路，沿线路向发电厂、变电所入侵的雷电波。**变电构架**变电构架**变压器构架**按照安装方式的不同，将避雷针分为：独立避雷针装在配电装置构架上的避雷针（简称构架避雷针）**独立避雷针**构架避雷针****从经济观点出发：独立避雷针有自己专用的支座和接地装置，其接地电阻一般不超过10。所以，希望采用构架避雷针，因为它既能节省支座的钢材，又能省去专用的接地装置。但是：由于变压器的绝缘较弱又是变电所中最重要的设备，故在变压器门型构架上不应装设避雷针。**我国规程规定：110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在构架上。但在土壤电阻率的地区，仍宜装设独立避雷针，以免发生反击。35KV及以下的配电装置应采用独立避雷针来保护；60KV的配电装置，在的地区宜采用独立避雷针，在的地区容许采用构架避雷针。发电厂厂房一般不装设避雷针，以免发生反击事故和引起继电保护误动作。**7.2变电所内阀型避雷器的保护作用变电所内装设阀型避雷器是对入侵雷电过电压波进行防护的主要 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，它的保护作用主要是限制过电压波的幅值。**避雷器变压器动作前的等值电路动作后的等值电路**变压器何以得到保护？由于避雷器直接接在变压器旁，故变压器上的过电压波形与避雷器上电压相同，若变压器的冲击耐压大于避雷器的冲击放电电压和5KA下的残压（流经避雷器的雷电流一般不超过5KA，故残压的最大值取5KA下的数值），则变压器将得到可靠的保护。**变电所中有很多设备，不可能在每个设备旁都装设一组避雷器，一般只在变电所母线上装设避雷器，由于变压器是最重要的设备，因此避雷器应尽可能靠近变压器。避雷器离开变压器和各电气设备都有一段长度不等的距离，当雷电波入侵时，变压器和各电气设备上的电压将与避雷器上电压不相同。被保护绝缘与避雷器间的电气距离（沿母线和连接线计算的距离）越大，来波陡度越大，电压差值也就越大。**最大允许电气距离对于一般变电所的入侵雷电波防护设计主要是选择避雷器的安装位置，其原则是在任何可能的运行方式下，变电所的变压器和各设备距避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离。****7.3变电所进线段保护7.3.1变电所的进线段保护作用进线段保护的必要性如果当雷击于变电所附近的导线时，流过导线的电流将超过一定值，而且陡度也会超过允许值。因此，必须在靠近变电所的一段进线上采取可靠的防直击雷保护措施。**进线段保护进线段保护是指在临近变电所1~2km的一段线路上加强防雷保护措施。例如：当线路全线无避雷线时，在1~2km线路上架设避雷线，保护角取20°，使此段线路有较高耐雷水平，并减少由于绕击和反击的概率。**变电所内设备距避雷器的最大允许距离就是根据进线段以外落雷的条件下求得的，这样就可以保证进线段以后落雷时变电所不会发生事故。**1~2kmFZGB2GB1未沿全线架设避雷线的35～110KV线路变电所的进线段保护**FZGB全线架设避雷线的变电所的进线段保护**安装GB2的原因这是因为线路断路器隔离开关在雷雨季节可能经常开断而线路侧又带有工频电压（热备用状态），沿线袭来的雷电波（其幅值）传到开路端，由于开路反射电压要上升到，这时可能使开关绝缘对地放电并引起工频短路，将断路器或隔离开关的绝缘支座烧毁，为此在靠近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器GB2。在断路器闭合运行时雷电侵入波不应使GB2动作，如GB2在断路器闭合运行时侵入波使之放电，则将造成截波，可能危及变压器纵绝缘与相间绝缘。若缺乏适当参数的管型避雷器，则GB2可用阀型避雷器代替。1~2kmFZGB2GB1**安装GB1的原因为了限制流入变电所阀型避雷器的雷电流，在进线首端可装设一组管型避雷器或保护间隙。**7.4变压器的防雷保护7.4.1三绕组变压器的防雷保护当三绕组变压器的高压侧或中压侧有雷电过电压波袭来时，通过绕组间的静电耦合和电磁耦合，其低压绕组上会出现一定的过电压；最不利的情况是低压绕组处于开路状态，这时静电感应分量可能很大而危及绝缘。考虑到这一分量将使低压绕组的三相导线电位同时升高，所以只要在低压绕组出线端加装一只该电压等级的阀型避雷器，就能保护好三相低压绕组。中压绕组、高压绕组虽也有开路运行的可能，但其绝缘水平较高，一般不需加装避雷器来保护。**7.4.2自耦变压器的防雷保护自耦变压器一般除了高、中压自耦绕组上，还有三角形接线的低压非自耦绕组。在运行中，可能出现高、低压绕组运行、中压绕组开路和中、低压绕组运行、高压绕组开路的情况。由于高、中压自耦绕组的中性点均直接接地，因而在高压侧进波时，自耦绕组各点的电压初始分布、稳态分布和各点最大电压包络线均与中性点接地的单绕组相同，在开路的中压侧端子上可能出现的最大电压为高压侧电压的倍，因而有可能引起处于开路状态的中压侧套管的闪络，为此应在中压断路器QF2的内侧装设一组阀型避雷器，进行保护。****FV3QF1FV1FV2NQF2AA’**当中压侧进波时（由值为），自耦绕组各点的电压分布如下图，由中压端到开路的高压端之间的电压稳态分布是由中压端到中性点之间的电压稳态分布的电磁感应所产生的，高压端的稳态电压为。在振荡过程中，点的最大电压可达。因而将危及高压侧绝缘，为此在高压断路器QF1的内侧也应装设一组避雷器（FV1）进行保护。**此外，还须注意的情况：当中压侧接有出线时（相当于点经线路波阻抗接地），如高压侧有过电压波入侵，点的电位接近于零，大部分过电压将作用在一段绕组上，这显然是危险的，同样地，高压侧接有出线时，中压侧进波也会造成类似的结果。显然，绕组越短（变比k越小），危险性越大。一般在时，还应在之间再跨接一组避雷器（FV3）。**7.5旋转电机的防雷保护7.5.1旋转电机的防雷保护特点旋转电机——包括发电机、调相机、大型电动机等。旋转电机的防雷保护——指直配电机的防雷保护，即指与架空线路直接相连的旋转电机。**旋转电机防雷保护的特点：由于结构和工艺上的特点，在相同电压等级的电气设备中，旋转电机的绝缘水平是最低的。电机在运行中受到发热、机械振动、臭氧、空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合作用，使绝缘容易老化。保护旋转电机用的是磁吹避雷器，其保护性能与电机的绝缘水平配合裕度很小。采用现代氧化锌避雷器后，情况有所改善，但仍不够可靠，还必须与电容器组、电抗器、电缆段等配合使用，以提高保护效果。电机绕组中性点一般不接地，三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达进波电压的两倍，因此必须对中性点采取保护措施。**7.5.2直配电机的防雷措施根据旋转电机防雷保护特点知道，要保护主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘，仅依靠磁吹避雷器不行，还需与其他措施配合起来保护，才能降低侵入波陡度并限制流过FCD的雷电流不超过3KA。电机出厂工频耐压/KVFCD磁吹避雷器3KA残压343143.34048.845**作用在直配电机上的大气过电压有两类：与电机相连的架空线路上的感应过电压；由雷电直击于电机相连的架空线路而引起的。**直配电机的防雷保护元件主要有：（1）避雷器（2）电容器（3）电缆段（4）电抗器采取这些综合保护措施就可以限制流经FCD型避雷器中的雷电流小于3KA，可以限制侵入波陡度和降低感应过电压。**（1）避雷器保护它的主要功能是降低侵入波幅值。出厂时的电机冲击耐压不高，只能采用FCD磁吹避雷器。但由于磁吹避雷器的残压是在雷电流为3KA下的残压，所以还需配合进线保护措施以限制流经FCD型避雷器中的雷电流小于3KA。GFCD**（2）电容器保护它主要功能是限制侵入波陡度a和降低感应过电压。通常在发电机母线上装设电容器来降低侵入波陡度。若侵入波幅值为的直角波，则发电机母线上电压（即电容C上电压）可按等值电路计算，计算结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，每相电容为时，能够满足的要求。同时也满足限制感应过电压使之低于电机冲击耐压的要求。GFCD电机母线上装设电容以限制来波陡度原理接线图先值电路**（3）电缆段保护（进线段保护）它主要功能是限制流经FCD型避雷器中的雷电流使之小于3KA。可采用电缆与管型避雷器联合作用的典型进线保护段。雷电波侵入时管型避雷器FE2动作，电缆芯线与外皮经FE2短接在一起，雷电流流过FE2和接地电阻所形成的电压同时作用在外皮与芯线上，沿外皮将有电流流向电机侧，于是在电缆外皮本身的电感上将出现压降，此压降是由环绕外皮的磁力线变化所造成的，这些磁力线也必然全部与芯线相匝链，结果在芯线上也感应出一个大小相等其值为的反电动势来，此电动势阻止雷电流从A点沿芯线向电机侧流动，也限制了流经FCD的雷电流，如果与完全相等，则在芯线中就不会有电流流过，但因电缆外皮末端的接地引下线总有电感存在，则与之间就有差值，差值越大则流经芯线的雷电流就愈大。GFCDFE2A**GFCD70mFE2FE1**（4）电抗器主要功能是在雷电波侵入时抬高电缆首端冲击电压，从而使管型避雷器放电。例：在电缆首端与FE2之间加装电感；将FE2沿架空线前移70m。**7.5.3直配电机的防雷保护接线对直配电机的防雷保护来说，前述各防雷元件对电机的保护还不能认为完全可靠，考虑到60,000KW以上电机特别重要，我国禁止这种电机直配。**大容量直配电机25000~60000KW直配电机的保护接线（a）使用排气式避雷器FEGFCDFE2FE1FSFCD（FZ）L**大容量直配电机25000~60000KW直配电机的保护接线（b）使用FS型避雷器GFCDFSFCD（FZ）LFS2FS1**对于大容量（25,000~60,000KW）直配电机的典型防雷接线如下图。L为限制工频短路电流用的电抗器，对电机防雷有利；L前加设一组FS型避雷器以保护电抗器前的电缆终端。由于L的存在，当侵入波到达L时将发生全反射，电压增加一倍，FS动作，一方面保护电缆头，另外也进一步限制了流经FCD的雷电流。为了保护中性点绝缘，除了限制侵入波陡度不超过限定值外，尚需在中性点加装避雷器。GFCDFE2FE1FSFCD（FZ）L**7.5.4非直配电机的保护根据我国运行经验，在一般情况下，无架空线的直配电机不需要装设电容器和避雷器。在多雷区，对特别重要的发电机，则宜在发电机出线上装设一组FCD型避雷器，如变压器侧装设有FCZ型磁吹避雷器，对电机侧是否要装避雷器，可视情况而定。若发电机与变压器间有长于50m的架空母线或软连接线时，对此段母线除应对直击雷进行保护外，还应防止雷击附近大地而产生的感应过电压，此时应在电机每相出线上装设不小于的电容器或磁吹避雷器。**