变电站防雷-高电压技术ppt

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输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

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2.切除空载线路过电压及其限制措施
主要原因:电弧重燃
影响因素:断路器的性能、电网中性点的运行方式 、 接线方式的影响、电晕的影响、线路侧的电磁式电 压互感器
限制措施:选用灭弧能力强的快速断路器
采用带 并联电阻的断路器
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3.切除空载变压器过电压 原因:开关突然截断了电感中的电流 截流电压最大值为:
单支避雷针的保护范 围如何确定?
避雷器有哪 些种类?
对避雷器的基本技术 要求有哪些?
避雷器的基本参数有 哪些?
接地有哪些种 类?各有什么 作用
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1
第七章 输电线路的防雷保护
任务一:熟悉架空输电线路的雷电过 电压的类型及特点 任务二:布置架空输电线路的防雷措 施
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2
第七章 输电线路的防雷保护
一、输电线路防雷保护的必要性: 1.线路延伸很长,地处旷野,高耸地面容 易遭受雷击; 2.雷击线路产生的入侵变电站的雷电波会 威胁电气设备的绝缘。
L
ZT为变压器的特性阻抗 UcmaxI0 CI0ZT 影响因素:断路器的性能、变压器的特性阻抗 限制的措施:在变压器的任一侧装设一组普通阀式 避雷器
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4.弧光接地过电压及其限制措施
电弧接地过电压:中性点不接地的电网,如果 发生单相金属性接地,将引起健全相的电压升高到 线电压。如果单相通过不稳定的电弧接地,即接地 点的电弧间歇性熄灭和重燃,则在电网健全相和故 障相上都会产生过电压。
LC
i
当自振频率与电源频率相等时, u(t)=Umsin(ωt+φ)
回路的感抗等于容抗时出现线
性谐振,此时过电压最大,其
电压倍数:
L
Ucw C Um R 解决方法:在设计或运行时避开谐振范围

大气过电压防护—发电厂、变电所防雷保护(高电压技术课件)

大气过电压防护—发电厂、变电所防雷保护(高电压技术课件)

(2)架构避雷针
60kV及以上的配电装置,因为绝缘 水平较高,可以将避雷针架设在配电 装置的构架上,以可以节约投资、便 于布置。
60kV的配电装置,土壤电阻率ρ >500Ω · m时,110kV的配电装置, 土壤电阻率ρ >1000Ω · m时需独立 架设避雷针。
在装设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 连接点至变压器接地线与主接地网的地 下连接点之间,沿接地体的长度不得小 于15m。
图 独立避雷针与被保护设备间的距离
三、发电厂、变电站防止直击雷的措施
K0U
为防止避雷针对构架发生 反击,避雷针与构架间的 空气间隙距离SK≥UA/E1,, E1为空气间隙的平均冲击 击穿场强
为了防止避雷针接地装置 与被保护设备接地装置之 间因土壤击穿造成反击, Sd≥Ud/E2,E2为土壤的平 均冲击击穿电压
7.3.3发电厂、变电所防雷保护
7.3.3.4 旋转电机防雷保护
一、旋转电机防雷保护的特点
旋转电机的防雷保护比变压器困难得多,其雷害事故率也往往大于变 压器,这是由它的绝缘结构、运行条件等方面的特殊性所造成的。
防雷保护的特点:
1、在同一电压等级的电气设备中,旋转电机的绝缘水平最低; 2、电机使用运行的条件恶劣; 3、电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平差不多、裕 度很小,因此必须加装其他器件; 4、发电机绕组的匝间电压的大小与入侵波的陡度成正比;
1、FCD:在发电机出线母线上装设一组保护旋转电机专用的ZnO避 雷器或FCD型磁吹避雷器
2、并联电容器C:母线上装设,以限制进波陡度和降低感应雷 击过电压的作用 3、电抗器L:限制工频短路电流,降低冲击电流陡度和减小流过FCD 的冲击电流,FS用来保护电抗器L和B处电缆头的绝缘。 4、插接一段长150m以上的电缆段,限制流入避雷器FCD的冲击电流不 超过3kA。 5、管型避雷器FG1、FG2:FG1的动作代替FG2的动作,使电缆发挥 其限流作用。FG1距离A点70m。

高电压技术课件 第九章 输电线路的防雷保护

高电压技术课件 第九章    输电线路的防雷保护
4、采用消弧线圈接地方式:适用110kV及以下电压等级 电网,可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈 消除,不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表 明,该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右
21
5、加强绝缘:对个别大跨越、高杆塔,落雷机会多等情 况,可增加绝缘子片数
6、采用不平衡绝缘方式:针对同杆并架双回线路,一回 普通绝缘,一回加强绝缘
IL
2.6
有避雷线时,导线上的感应过电压
U i ' (1 k )Ui
8
§9-2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
9
一、雷击塔顶时过电压和耐雷水平
雷击瞬间自雷击点有一 负极性的雷电流冲击波沿 着杆塔向下运动,另有两 个相同的负极性雷电流波 沿避雷线向两侧运动,使 塔顶电位升高,并通过电 磁耦合使导线电位发生变 化。
保护角越小,对绕击雷的保护效果越好,110kV保护 角20~30º,500kV负保护角
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2、降低杆塔接地电阻
❖ 土壤电阻率低的地区,应充分利用铁塔、钢筋混 凝土杆的自然接地电阻
❖ 土壤电阻率高的地区,可采用多根放射形接地体 或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施
20
3、架设耦合地线: 在降低杆塔接地电阻有困难时,在导 线下方架设一条接地线。它具有分流作用,又加强了 避雷线对导线的耦合。运行经验表明,该措施可降低 雷击跳闸率50%左右
4
衡量线路防雷性能优劣的参数
耐雷水平:线路遭受雷击所能耐受不 至于引起绝缘闪络的最大雷电流 (kA)。
雷击跳闸率:在雷暴日数Td=40的情况 下,每100km线路每年因雷击引起的跳 闸次数。
5
§9-1 输电线路的感应雷过电压
6
一、雷击线路附近大地时线路上的感应雷过电压

避雷器及过电压防护基础知识ppt课件

避雷器及过电压防护基础知识ppt课件
上者,设备与主地网未连接,应尽快检查处理。
避雷器及过电压防护
八、电力系统的防雷接地
关于接地事故的反措要求
(1)根据地区短路容量的变化,应校核接地装置(包括设备接地引下线)的热 稳定容量,并据短路容量的变化及接地装置的腐蚀程度对接地装置进行改 造。
式中:Sg——接地线的最小截面,mm2; Ig——流过接地线的短路电流稳定值,A(根据系统5~10 年发展规划, 按系统最大运行方式确定); te——短路的等效持续时间,s; c——接地线材料的热稳定系数,根据材料的种类、性能及最高允许温 度和短路前接地线的初始温度确定。
避雷器及过电压防护
七、避雷器相关反措要求
2012中国南方电网公司反事故措施 ——防止雷害及过电压事故 (1)110kV及以上电压等级变电 站线路侧均应安装避雷器,防止因 雷击跳闸期间重复落雷造成已跳开 的断路器断口击穿。 (2)在10kV及35kV系统中为限制 雷电过电压、操作过电压,应采用 金属氧化物避雷器,不宜使用过电 压保护器。对已安装过电压保护器 的应配合设备停电进行整改。
避雷器及过电压防护
三、避雷器类型
(1)保护间隙:保护间隙可以说是一种最简单的避雷器,按 其形状可分为棒形、角形、环形、球形等。它是由它是由主间 隙和辅助间隙串联而成的。 保护间隙的优点就是结构简单、造价低。但是,由于放电间 隙暴露在空气中,放电特性受环境影响大,放点分散性大,并 且由于一般保护间隙的电场属于极不均匀电场,因此他的伏秒 特性曲线比较陡,与被保护设备的绝缘配合不理想;保护间隙 另一个严重的缺点是弧灭能力差,对于间隙动作后流过的工频 续流往往不能自行熄灭,将引起断路器的跳闸,为了保护安全 供电,往往与自动重合闸装置配合使用。因此保护间隙主要用 于10kV以下的配电线路中。

变电站防雷保护与防雷范围计算ppt课件

变电站防雷保护与防雷范围计算ppt课件

晋煤供电
◇ 避雷针
避雷针也称为引雷针,主要是把雷电引向自身,通过自身放电保护建筑物 ,避雷针高于被保护建筑物,避雷针保护建筑物的大体范围如下图所示。一般称 避雷针的保护范围为伞状保护,避雷针在雷云的作用下,其顶端电场强度最大, 所以吸引雷电流过来通过避雷针放电,之后通过引下线和接地体把雷电流泄入大 地,保护建筑物安全。
◇ 避雷针
晋煤供电
图 常见接闪器外形图
避雷针一般用镀锌钢管制成,避雷针的直径不得小于下列数值:
针长 1m 以下 圆钢 12mm,钢管 20mm
针长 1~2m
圆钢 16mm,钢管 25mm
晋煤供电
◇ 避雷针
※ 避雷针的保护范围计算
避雷针的保护范围的计算方法,国际电工委员会 IEC 推荐使用滚球法来确 定,也可以使用折线法来确定,对于同一类型的避雷针,采用滚球法的精确度 要高于折线法。 GB50057-2016规定采用滚球法来确定接闪器的保护范围。
晋煤供电
变电站防雷保护与防雷范围计算
☆雷电知识简述 ☆变电站防雷措施 ☆避雷针保护范围计算(滚球法) ☆接地体及接地网
晋煤供电
☆第一章 雷电知识简述
雷电的实质是一种气体放电现象,叫做大气过电压。雷电的实质是云团在 大气中上下翻滚不断的摩擦碰撞而使某些云团带正电荷,而某些云团带负电荷, 当两个云团接近到一定距离时,击穿大气互相放电的过程,这就是人们在天空 经常看到的雷电,当带电云团接近大地附近的比较高的建筑物或者物体时,会 在建筑物或比较高的物体中感应出相反的电荷,会产生雷云对大地的放电,即 我们经常说的雷击现象,遭受雷击时,会产生很大的雷电流和雷电压,对于建 筑物及设备甚至人身都会产生极大的威胁。通常建筑物遭受雷击都是下形雷造 成的,下形雷主要是指雷电由雷云向地面建筑物行进的,反之称为上形雷,比 较少见。雷电的种类通常有三类,比较常见的是线形雷。片形雷比较少见,另 外有时候还能看到球形雷。

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

跳闸的两个条件: 1.雷电流超过线路的耐雷水平,引起线路绝缘发
生冲击闪络; 2.冲击电弧转化为稳定的工频短路电弧,线路才
会跳闸。
故需要讨论建弧率的问题。
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10
输电线路的防雷措施
一、架设避雷线
1. 3~10kV线路
不架设避雷线,可利用水泥杆的自然接地,为提高供
电可靠性可投入自动重合闸。在雷电特别强烈地区可因地
Ug 25 ILhc S
感应电压一般不超过500kV,对35kV及其以下 的水泥杆线路可能会引起闪络事故,对110kV及其 以上线路,由于线路绝缘水平较高,所以一般不 会引起闪络事故。
.
6
二、有避雷线时
U 1 g UK g U U(g 1 gK )
K为避雷线与导线间的耦合系数,线间距离 愈近,耦合系数K就愈大。
二是雷击线路后沿线路向发电厂、变电所传来
的雷电波。防护措施是装设避雷器,以限制流
过避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。
.
15
一、直击雷保护
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。当雷击避雷针时应
防止避雷针至被保护设备发生反击。
3. 110~500kV线路防雷保护
110kV线路一般沿全线架设避雷线,在雷电活动 特别强烈地区,宜架设双避雷线,其保护角取200; 在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区,可 不全线架设避雷线,但应装设自动重合闸装置。
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12
二、降低杆塔接地电阻 三、架设耦合地线
在降低接地电阻有困难的时候采用,此方 法可增加避雷线和导线间的耦合作用,以降低 绝缘子串上的电压,还可以对雷电流进行分流。
一般在低压绕组任一相的直接出口处加装一只 避雷器

高压电技术课件-第20讲 电力系统防雷保护(三)

高压电技术课件-第20讲 电力系统防雷保护(三)
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10.3.3 非直配电机的防雷保护
经由变压器绕组传递的过电压分为静电感应分量和电磁 感应分量。
如变压器低压绕组到电机绕组的连线是电缆或封闭式母 线,则静电感应分量可不考虑。
如发电机与变压器间有较长架空母线或软连接线时,除 应有直击雷保护外,还应防止雷击附近避雷针时产生感 应过电压。为此,应在电机出线上装设电容器(每相不 小于0.15F)或避雷器,它们也可限制静电感应分量。
4) GIS内一旦出现电晕,很容易发展成击穿,而且不能 恢复原有的电气强度,甚至导致整个GIS系统的损坏 ,而GIS价格昂贵,因而要求它的防雷保护措施更加 可靠。
例如,对于500kV级GIS,2km进线段,只要最靠近变电站的一基杆塔的工
频接地电阻保持在15以下,其余为20,就行。
24
10.3 旋转电机的防雷保护
对于电磁分量,一般危害较小。对于特别重要的发电机 ,可在出线上装设避雷器。
29
30
31
32
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40
2) 进线段可限制流过避雷器的冲击电流幅值
假设最严重的情况:进线段首端落雷,线路上只接有一个避雷器 ,求此时流过避雷器的电流
U 50%
Z
Z
U bm
2U 50%
I bL
(a)
(b)
11
(1) 进线段首端落雷, 流经避雷器的电流
雷电侵入波的最大幅值为线路绝缘的冲击闪络U50%。雷 电波在1-2km内往返一次的时间为:
高电压技术
高电压工程系 戴玲
作业:
8.4
U0 =50kV
U0 线路1 Z1
架空线
1
A

《高电压技术系列ppt》--雷电及防雷装置

《高电压技术系列ppt》--雷电及防雷装置

N

4h b 1000
100

Td
[次(/ 100km
年)]
对于Td=40,得γ =0.07,上式可简化为
N 0.28(b 4h)[次(/ 100km 年)]
§8-2 避雷针、避雷线的保护范围
对直击雷的防护措施通常是装设避雷针或避雷线。避雷针 (线)高于被保护的物体,其作用是吸引雷电击于自身,并将 雷电流迅速泄如大地,从而使避雷针(线)附近的物体得到保 护。
为了评价不同地区防雷系统的防雷性能,须将它们换算到 同样的雷电频度条件下进行比较。规程取40个雷暴日作为基准。
√输电线路落雷次数
对于输电线路,由于高出地面,有引雷作用,其吸引范围
与最容易受雷击的导线高度有关,根据模拟试验和运行经验, 一般高度线路的等值受雷面的宽度为4h+b。设N为每100km线路 每年遭受雷击的次数,则N可按下式计算
雷电流i为一非周期冲击波,它与气象、地质条件和地理位 置有关,是一个随机变量。
√峰值 根据我国长期实测所累积的大量数据,并参考了国外的资
料,对一般地区,规程建议按下式计算雷电流的累积概率
log P IL 88
其中:P为峰值超过IL的雷电流出现的概率,IL为雷电流的 峰值。
陕南以外的西北地区,内蒙古自治区的部分地区(平均雷 暴日数一般在20及以下)雷电流峰值较小,所以
bx按下式计算
D h0 h 7 p
bx 1.5(h0 hx )
√双支不等高避雷针
两针内侧的保护范围按下法确定:先按单针作出高针1的保 护范围,然后经过较低针2的顶点作水平线与之交于点3,再设 点3为一假想针的顶点,作出2和3两等高避雷针的保护范围。
√多支等高避雷针
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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基编辑课本件 相同
9
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
编辑课件
2
侵入波过电压防护的主要措施
避雷针、避雷线的保护范围 直击雷
防止反击
避雷器的保护范围与作用
侵入波
降低来波陡度
进线保护段
减小通过避雷器的电流
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3
变电所内避雷器的保护作用
避雷器与被保护设备有一定距离 时的过电压 变压器与避雷器之间允许的最大 电气距离 确保变压器安全的主要措施
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4
=2α(tP+2τ)
2αt
- 4α(tP+2τ- tP)
-4α(t-tp)
= 2α(tP - 2τ) =Ub.5 - 2ατ
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变压器上电压UT( t )
t tp uT(t) 2at
t tp
uT (t)
2at p
Ub5
2a
l2 v
t
tp
2l 2 v
uT (t)
2a(t p
2l 2 v
1、入侵雷电波的波形
360m
标准雷电波波形:
Tf=1.2μs±30%; Tt=50μs±20% 雷电冲击波波头长度
=VTf=3 x 108m/s x 1.2 x 10-6s=360m
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5
αt
因此,在变电站内分析入侵波时我们 通常考虑其波头的影响,从而把入侵 波看成是陡度为α的斜角波
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6
2、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入口电容一般
可以不计,可以认为输电线在此开路。
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7
q 1(h 1 h 3) (h a h b)
避雷器动作前:
变压器(也是避雷器)上电压: ub 2u
避雷器动作后: 可列方程: 2u ub ibZ1
编辑课件
8
避雷器动作后:
变压器承受截波的能力为多次(一般指
3次)截波耐压值:
U
j
U j.3 编辑课1件.15
19
变压器承受的最大耐压值
U b .5
2
L v
Uj
变压器与避雷器间允许最大
电气距离
Lm
U j Ub.5 2 / v
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确保变压器安全的主要措施
UT
U b .5
2 L2 v
限制避雷器残压 限制入侵波陡度 由变电站进线段保护完成
= 2α( tp - τ) 2αt ③ 其中:2αTP=Ub.5+ 2ατ
编辑课件
15
t=tp时
UT= 2αtp =Ub.5 + 2ατ
其中τ = L2/v 考虑到设备入口电容
2αt
UT= Ub.5 + 2αKL2/v
K为设备电容修正系数
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16
t = tP+2τ时
UT=2Uq +2Uf
=2αt - 4α(t-tP)
入侵波at到避雷器处B点时t=0,在变压
器入口处T点发生全反射
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① 反射波到达B点之前:
Uf B (1)
Uq
UB(t) = Uq = at
T ② 反射波到达B点后和避雷 器动作之前:
Uq
Uf
B
T
(2)
UB(t) = Uq + Uf = at + a(t - 2τ)
= 2a(t - τ)
其中τ = L2/v
减小变压器距避雷器的电气距离
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21
变电所侵入波的保护接线
220kV变电所保护接线
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22
谢谢
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23
)
4a(t p
2l 2 v
2a(t p
2l 2 v
)
U b5
2a
l2 v
tp )uT (t)
2at p
Ub5
2a
l2 v
具有振荡性质 -----截波
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4、变压器与避雷器之间允许 的最大电气距离
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。
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Uq
Uf
B
T ③ t=tp,UB与避雷器伏秒特
2α(t - τ)
u
UB
避雷器伏秒特性曲线
性相交,避雷器动作,UB
应等于避雷器残压,相
αt
tp
Ub.5
当于在避雷器安装处产

t
生一个-2α(t-tp)电压波.
-2α( t - tp)
UB= Ub.5=2α(t -τ) - 2α( t - tp)
编辑课件
10
可将避雷器上的电压近似的视为斜角 平顶波.其幅值为Ub.5,波头时间Tp 取决于入侵波陡度α.
上图表示当避雷器动作时在避雷器安 装处产生一个-α(t-tp)电压波.
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11
3、避雷器与被保护设备有 一定距离L2时的过电压
编辑课件
12
变压器在冲击电压作用下,可以认为输
电线在变压器入口处T点开路
变电所雷电过电压的来源
雷电直击变电所 雷击输电线路产生的雷电过电压 沿线路侵入变电所
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变电所雷电过电压的危害
变压器等主要电器设备的内绝缘大都 没有自恢复的能力 220kV线路,50%放电电压为1200kV 而相应的变压器全波冲击试验电压为 850kV, 全波多次冲击耐压只有 850/1.1=773kV 设备损坏后将造成大面积停电
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