变电站防雷案例分析报告

当地面含水蒸汽的空气受到炙热的地面烘烤受热而上升,或者温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸汽的气流上升时,温度逐渐下降形成雨滴、冰雹,水成物在地球静电场的作用下被极化,负电荷在上,正电荷在下,它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶要大。因此,极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞,碰撞的结果使其中一部分云粒子被水成物所捕获,增大了水成物的体积,另一部分未被捕获的被反弹回去,而反弹回去的云粒子带走水成物前端部分的正电荷,使水成物带上负电荷。由于水成物下降的速度快,而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离,如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部,而带负电的水成物在云的下部,或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。带电云层一经形成,就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的,都是上正下负,因而加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更厉害,在上升气流存在情况下加剧重力分离作用,使雷云发展得更快。
3.闪电的电荷量
闪电电荷是指一次闪电中正电荷与负电荷中和的数量。这个数量直接反映一次闪电放出的能量,也就是一次闪电的破坏力。闪电电荷的多少是由雷云带电情况决定的,所以它又与地理条件和气象情况有关,也存在很大的随机性。大量观测数据表明,一次闪电放电电荷可从零点几库仑到1000多库仑。然而在一次雷击中,在同一地区它们的数量分布符合概率的正态分布。第一次负闪击的放电量在10多库仑者居多。
当变电站遭受雷击时,雷电流经由避雷针、避雷器或避雷线的接地引下线流入地网。由于地网接地体阻抗,特别是感抗的作用,使得在雷电流下的地网电位分布变得极不均匀。同时由于地网接地体上的电流随时间的变化率(di/dt)很大,使得地网附近的二次回路上产生较高的感应电势。计算机和其它的二次设备对这种幅值高、变化快、持续时间短的暂态干扰极为敏感,常常会因为处在这种干扰之下而影响正常工作,甚至还会造成设备的损坏和其它事故的发生。
接地根据工作内容划分为以下几种:
1.工பைடு நூலகம்接地
工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了降低电力设备的绝缘水平,在及以上电力系统中采用中性点接地的运行方式,在两线一地的双极高压直流输电中也需将其中性点接地。除主设备的接地外,在微电子电路中,根据电路性质不同,还有各种不同的工作接地比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。
感应雷的频谱很宽,从能量积累大多分布来看,大多集中在低频段。如10/700μs冲击波,总能量95%以上分布在3 kHz频率以下;而1.2/50μs冲击波,大约总能量90%以上分布在18 kHz频率以下。可见这类波形对工作在低频和直流状态的电子设备危害极大。当集成电路任一个端口的能量达到10~6J左右时,芯片会遭到永久性破坏。
电力系统中的二次系统是由各种二次设备和电缆组成的,几乎所有的电气量都是通过电缆引入二次设备的。这些电缆处于一次设备的高压电磁场中,工作条件极其复杂,同时还经受着系统故障时各种暂态环境和各种气候条件的考验。而作为二次系统的大脑,各种保护装置和信息处理系统,都是由计算机、通信设备等敏感的电子原器件构成,对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等干扰非常敏感。
2.雷电流的特性
雷电破坏作用与峰值电流及其波形有最密切的关系。雷击的发生、雷电流大小与许多因素有关,其中主要的有地理位置、地质条件、季节和气象,其中气象情况有很大的随机性,因此研究雷电流大多数采取大量观测记录,用统计的方法寻找出它的概率分布。根据资料表明,各次雷击闪电电流大小和波形差别很大,尤其是不同种类放电差别更大。由典型的雷云电荷分布可知,雷雨云下部带负电,而上部带正电。根据云层带电极性来定义雷电流的极性时,云层带正电荷对地放电称为正闪电,而云层带负电荷对地放电称为负闪电。正闪电时正电荷由云到地,为正值;负闪电时负电荷由云到地,故为负值。云层对地是否发生闪电,取决于云体的电荷量及对地高度或者说云地间的电场强度。云地间放电形成的先导是从云层内的电荷中心伸向地面,这叫做向下先导。其最大电场强度出现在云体的下边缘或地面上高耸的物体顶端。雷电先导也可能是从接地体向云层推进的向上先导。因此,可以把闪电分成四类,只沿着先导方向发生电荷中和的闪电叫无回击闪电。当发生先导放电之后还出现逆先导方向放电的现象,称为有回击闪电。一次雷击大多数分成3~4次放电,一般是第一次放电的电流最大,正闪电的电流比负闪电的电流大。
关键词:电力系统;变电站;防雷;接地
一
课题的背景
雷击对变电站的一次和二次设备均会产生较大的影响。对一次侧的主要影响表现在:引起线路过电压从而造成线路对地或相间闪络、损坏变压器及开关设备等。当变电站一次回路受到强电干扰或二次回路本身受到电磁干扰时,可通过传导、感应和辐射等途径引入到电子元件上,当干扰水平超过装置逻辑元件或逻辑回路允许的干扰水平时,将引起逻辑回路的不正常工作,而使整个装置误动或拒动;如果引入的干扰水平过高,甚至会造成半导体元件的损坏。
由于设计、制造、安装调试及运行人员对新上设备的性能还未完全掌握,操作也不够熟练等原因,因此新投产的设备发生事故的概率比较大;而由于长期运行、绝缘老化、材料劣化、机械振动造成紧固部件的松动等原因,使已经进入寿命期限后期的老旧设备,进入事故多发期。在这两段寿命期内,应注重投入人力、物力进行检修。同时有必要增加对设备的在线监测,使运行人员能及时了解处于故障多发期的设备工况。而对于处于运行稳定的使用寿命期的设备,应着重分析过负荷运行和短路电流冲击等特殊情况,设备其它异常运行的相关数据和设备的操作次数,以及电网事故对设备可能造成的不良影响。通过全面系统的科学分析,判断设备哪些部位或部件易受到损坏,确定是否需要检修,并制定出检修计划时间和重点检修部位。
变电站防雷案例分析报告
摘
变电站是电力系统的枢纽,由雷击造成的事故会引发大面积停电。雷电是带电荷的雷云引起的放电现象,是过电压的一个重要产生原因。因此,在变电站设计和运行中必须保证其雷电防护措施的可靠性。
本文首先分析了变电站防雷接地技术的背景和意义,阐述了变电站防雷的内容并进行综合性分析。其次,研究了变电站二次设备、弱电系统和运行中的防雷接地技术,概况了每种防雷技术的特点。文章最后总结了变电站防雷与接地技术方法。
雷电的主要特征分析
1.雷电活动及雷电活动日
雷电活动从季节来讲以夏季最活跃,冬季最少,从地区分布来讲是赤道附近最活跃,随纬度升高而减少,极地最少。评价某一地区雷电活动的强弱,通常用两种方法。其中一种是习惯使用的“雷电日”,即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱,雷电日的天数越多,表示该地区雷电活动越强,反之则越弱。我国平均雷电日的分布,大致可以划分为四个区域,西北地区一般15日以下;长江以北大部分地区平均雷电日在15~40日之间;长江以南地区平均雷电日达40日以上;北纬23度以南地区平均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省是我国雷电活动最强烈的地区,年平均雷电日高达120~130日。总的来说,我国是雷电活动很强的国家。
一朵雷云是否会向大地发生闪击,由几个基本因素决定,其一是云层带电荷多少,其二是把云层与大地之间形成的电容模拟为平板电容时,它对大地的电容是多少。当然这个模拟电容两极之间的电压就是由电容和带电量决定的。当这个模拟电容内的电位梯度达到闪击值时就会发生闪击,当闪击一旦发生,云地之间即发生急剧的电荷中和。雷电之所以破坏性很强,主要是因为它把雷云蕴藏的能量在短短的几十微秒放出来,从瞬间功率来讲,它是巨大的。但据有关资料计算,每次闪击发生的能量只相当燃烧几千克石油所放出的能量而已。
二
雷电形成的过程分析
1.雷电概述
人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验,结果由无机物合成了11种氨基酸。这些物质的出现,是生命起源的基础,因此,一些生命起源学说认为,是雷电孕育了地球上的生命。同理,地球上空有一层电离层,它是由正电的粒子组成,该电离层起着防止太阳和宇宙空间各种有杀害生命作用的射线进入地面,保护地球上的生命,如果没有这电离层,即使地球上本来已经有的生命,也会被来自太空的各种射线杀死。由于雷电不断补充电离层放电失去的电荷,保持电离层总电荷量大体平衡,使这层生命的保护屏障得以保存,使地球上的生命不致被宇宙射线灭绝。因此,可以说,是雷电促使地球成为文明的星球。
2.防雷接地
为了避免雷电的危害,避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。
3.安全接地
为了保证人身的安全,将电气设备外壳设置的接地。任何接地极都存在着接地电阻,正因为如此,当有电流流过接地体时,在接地电阻上的压降将引起接地极电位的升高电流在地中扩散时,地面会出现电位梯度。
二次设备接地的必要性
我国电力事业发展迅速,电力系统容量越来越大。随着继电保护技术和计算机技术的高速发展,系统中微机型继电保护已应用的极为广泛。从系统保护、线路保护到设备的元件保护,都已从模拟型和晶体管型更新换代为微机保护。微电子技术已成为电力继电保护和监控系统中的最重要的技术。
计算机技术和网络技术在电力系统中的应用,大大提高了电力系统运行的安全性和可靠性,同时也提高了系统暂态稳定和动态稳定性。但是,由于变电站的二次电缆数目众多并且敷设得错综复杂,导致电力系统和设备一旦发生故障,其暂态过程和故障电气量的数值陡增,伴随着复杂的电磁振荡过程,微机系统由于自身工作电压低,在此环境中极易受到干扰。二次电缆和继电保护设备自身的接地和抗干扰性能变得极其重要。在实际生产中,不断有因二次系统接地方式不正确和干扰造成保护误动作或开关误跳,甚至造成保护及控制元件损坏的事故出现。
弱电系统中雷电干扰
1、直击雷
直击雷是指雷雨云对大地和建筑物放电的现象。它以强大的冲击电流、炽热的温度、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射损坏放电通道,其最高电流达200~300kA,一般在20~40 kA,其时间甚短,一般仅为10~100μs。直接击在建筑物构架上,因电效应、热效应和雷电冲击波等作用而造成电力线路、电力系统弱电设备等损坏。
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35kV变电站感应雷击事故的分析与整改措施

35kV变电站感应雷击事故的分析与整改措施

35kV变电站感应雷击事故的分析与整改措施作者:于晓鹏来源:《科技传播》2014年第14期摘要 2012年夏季研山铁矿35kV变电站先后遭遇两次雷电入侵,在控制室柜子外壳和暖气管道上分别出现了火花。

虽然未对设备造成损害也未影响设备正常运行,但是为了以后站内设备运行安全可靠,该站在第二年雨季来临之前采取了多重措施加强了防雷接地和保护接地系统,使得第二年雷雨季节安稳度过。

本文对雷击形成的原因和采取的技术措施进行多方面论述,希望对以后的变电站防雷设计和运行有借鉴意义。

关键词 35kV变电站;防雷;接地中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0061-020引言变电站防雷及接地是变电站安全运行的重要保障,如果防雷及接地做的不到位,轻则故障停电损或坏设备,重则造成人身伤亡事故,随着人们对防雷接地的重视程度增加、设备制造标准和运行可靠性的提高,发生人员伤亡的事故基本没有了,但是大量微机保护设备和自动化、通讯设备的增加,对变电站的防雷及接地的可靠性提出了更高的要求。

在工矿企业里,35kV 变电站也是比较重要的供电负荷中心,其停电所带来的经济损失远高于10kV配电所。

本文就研山铁矿35kV变电站的雷击形成的原因和采取的技术措施进行多方面论述,希望对以后的变电站防雷设计和运行有指导借鉴意义[1]。

135kV变电站事故之前的防雷接地介绍研山铁矿35kV变电站位于半山坡上,位置较高,周围较空旷,该站有两台40000kVA的35kV主变,变压器在室内安装,没有裸露在外的电气设备。

进线是采用35kV高压电缆从架空线路引进室内35kV开关柜。

按照设计,变电站为三类防雷建筑物防直击雷保护,由于所有变配电设施全部在室内,因此没有装设避雷针,从屋顶避雷带用10镀锌圆钢引下至室外接地极。

防雷接地与设备接地极分开布置。

站内低压供配电系统采用工作接地和保护接地合一的TN-C形式[2~3]。

2雷电入侵现象变电站在夏季遭遇雷电入侵共计两次。

变电站二次设备防雷a-wyj

变电站二次设备防雷a-wyj

某大型变电站二次设备防雷案例
案例概述
防雷措施
某大型变电站的二次设备在雷雨天气下正 常运行,未受到雷击影响。
采用多级防雷保护措施,包括在控制楼安 装避雷网、避雷针等装置,对电缆、开关 柜等设备进行过电压保护。
案例分析
案例结论
该变电站的防雷措施较为完善,多级保护 有效降低了雷击风险。
大型变电站应采取多重防雷措施,确保二 次设备的稳定运行。
雷电的产生与传播
雷电的产生
雷电是大气中的静电放电现象,通常在雷雨天气中出现。当 雷暴云中的电荷积累到一定程度时,会在云层与地面之间产 生电场,引发雷电。
雷电的传播
雷电主要包括直击雷和感应雷。直击雷是指雷电直接击中建 筑物或设备,造成直接雷击。感应雷则是指雷电产生的电磁 感应脉冲,通过导体传播,影响周围的电子设备。
防雷系统的设计原则与要求
综合防护
综合考虑直击雷、雷电波 侵入、电磁脉冲等对二次 设备的影响,采取多层次、 多级别的防护措施。
接地系统
确保防雷系统的接地电阻 符合要求,保证雷电流能 够顺利导入大地。
屏蔽措施
对二次电缆进行屏蔽,减 少电磁干扰对二次设备的 影响。
防雷系统的施工与验收
施工准备
确保施工队伍具备相应的资质和 经验,熟悉防雷系统的设计要求。
某山区变电站二次设备防雷案例
案例概述
某山区变电站的二次设备在雷电活动 频繁的季节正常运行,未受到雷击影 响。
案例分析
该变电站地处山区,雷电活动频繁, 但因采取了有效的防雷措施,二次设 备运行稳定。
防雷措施
采用直击雷防护和雷电电磁脉冲防护 相结合的方式,包括在控制楼安装避 雷网、避雷针等装置,对电缆、开关 柜等设备进行过电压保护。

一起500kV变电站避雷器雷击事故的分析及处理

一起500kV变电站避雷器雷击事故的分析及处理

文章编号:1004-289X(2022)06-0115-04一起500kV变电站避雷器雷击事故的分析及处理胡朝力1ꎬ李伟琦2ꎬ周刚3ꎬ邢旭亮3ꎬ田烨杰2ꎬ赵旭州3(1 国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司ꎬ浙江㊀平湖㊀314200ꎻ2 国网浙江省电力有限公司嘉善供电公司ꎬ浙江㊀嘉善㊀314100ꎻ3 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司ꎬ浙江㊀嘉兴㊀314000)摘㊀要:本文分析了一起某500kV变电站某出线间隔因雷击C相跳闸且重合闸失败造成的避雷器事故ꎮ通过现场检查ꎬ获取了一次设备检查㊁二次设备保护信息的记录ꎬ并结合后续的避雷器试验及异常相避雷器解体检查情况ꎬ发现避雷器绝缘筒内外表面㊁瓷套内壁均无闪络情况ꎬ多重雷电回击造成避雷器内电阻片受损ꎬ并在重合闸的作用下进一步崩溃ꎮ通过此次多重雷击事故造成的避雷器事故ꎬ结合变电站避雷器的常见故障情况ꎬ提出了优化设计采购㊁增设在线监测㊁做好防污清洁㊁加强技术管理㊁建立定期运维检查事项清单的措施建议ꎬ针对日后此类避雷器事故防范和处理有一定参考价值ꎮ关键词:500kV变电站ꎻ重合闸ꎻ多重雷击事故ꎻ事故防范中图分类号:TM63㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:BAnalysisandTreatmentoftheArresterStruckbyLightningfora500kVSubstationHUChao ̄li1ꎬLIWei ̄qi2ꎬZHOUGang3ꎬXINGXu ̄liang3ꎬTIANYe ̄jie2ꎬZHAOXu ̄zhou3(1 PinghuPowerSupplyCompanyꎬPinghu314100ꎬChinaꎻ2 JiashanPowerSupplyCompanyꎬJiashan314000ꎬChinaꎻ3.JiaxingPowerSupplyCompanyꎬJiaxing314000ꎬChina)Abstract:ThepaperanalyzesanarresteraccidentcausedbylightningstrokingCphasetripandreclosingdefeatforsomeoutletgapsinacertain500kVsubstation.Byfieldcheckꎬgettherecordsofprimaryequipmentcheckandsecondaryequipmentcheckandsecondaryequipmentprotectioninformation.Combiningfollow ̄uparrestertestandthecheckconditionofabnormalphasearresterbreakuptofindtheintermal ̄externalsurfaceofthearresterinsulatortubleandinsulatorinwallbeingwithoutflashoverphenomenor.Multiplethunderandlightningcounterattackmakesinternalresistordiscofthearresterdamagedandfurtherbreaksdownunderreclosingaction.Thepaperꎬbythear ̄resteraccidentcausedbymultiplethunderandlightningforthistimetocombinecommonconditionsofthesubsta ̄tionarresterꎬputsforwardoptimizationdesignpurchaseꎬincreaseson ̄linemonitoringꎬstrengthenstechnicalmanage ̄mentandsetsupmeasuresuggestionsofperiodicmaintenance.Itwillbeofsomereferencevalueforfuturearresterprotection.Keywords:500kVsubstationꎻredosingꎻmultiplethunderandlightningaccidentꎻaccidentprecaution1㊀引言随着社会发展ꎬ人类活动的进行ꎬ全球碳排放的增加ꎬ导致全球气候变化更加剧烈ꎮ近些年由于极端天气影响ꎬ全球范围内均发生了几起较大的电网事故ꎮ㊀㊀500kV变电站是指最高电压等级为500kV的变电站ꎬ其输入电能和输出电能的电压分一般为500kV和220kVꎮ500kV变电站作为我国电力网络的主力构架和系统联络点ꎬ其安全稳定运行对居民日常生活及工业生产影响重大ꎮ近些年我国南方频频遭受极端天气ꎬ其中冰冻及雷击的影响对电力系统的输电及变电业务影响较大ꎮ其中避雷器事故频繁出现ꎬ常见避雷器故障有避雷器接地体断裂㊁避雷器外部绝缘瓷套受外力破坏引起破损㊁外部条件导致避雷器内部元器件受潮㊁阀片等零件设备的老化㊁避雷器受到过电压等外力冲击导致瞬间电流量过大等原因ꎮ㊀㊀本文通过分析一起500kV变电站的某出线间隔出现C相跳闸且重合闸ꎬ造成的避雷器异常情况ꎮ通过对现场设备运行记录的分析ꎬ结合现场一次设备㊁二次信息及后续解体情况的分析检查ꎬ对本次避雷器异常情况做了定性分析ꎬ并结合避雷器常见的故障类型情况ꎬ对后续变电站运行维护提出了具体的优化方案和改进措施建议ꎮ2㊀事件概况㊀㊀当日ꎬ500千伏变电站4814线间隔出现C相跳闸ꎬ重合闸失败ꎮ保护正确动作ꎬ第一次故障电流有效值4 6kAꎬ重合后的第二次故障电流有效值46 2kAꎮ现场检查确认变电站4814线避雷器C相异常ꎮ㊀㊀异常发生时站内无工作ꎬ现场多云天气ꎬ部分线路廊道内雷雨天气ꎬ500千伏变电站4814线避雷器由西安某公司生产ꎬ避雷器型号Y20W5-420/1046Wꎬ于2016年5月投运ꎮ异常发生前ꎬ该变电站500千伏设备均正常运行ꎬ运行方式如图1所示ꎮ图1㊀异常前的500千伏变电站设备运行方式图3㊀设备状况与现场处置3 1㊀设备状况㊀㊀4814线避雷器投运至今带电检测㊁停电检修及日常巡视均未发现异常ꎬ具体如下:㊀㊀(1)带电检测试验数据㊀㊀最近一次带电检测时间2021年2月ꎬ采用AI-6106型氧化锌避雷器带电检测仪对4814线避雷器进行带电检测ꎬ检测数据无异常ꎮ㊀㊀(2)停电检修试验数据㊀㊀该避雷器于2016年5月投运ꎬ交接试验数据满足规程要求ꎮ最近一次检修时间为2017年10月ꎬ停电试验数据未见异常ꎮ㊀㊀(3)例行巡视情况㊀㊀最近一次机器人巡视ꎬ4814线三相避雷器表计数据均正常ꎬ外观检查均无异常ꎮ4814线三相避雷器红外测温结果及避雷器外观均无异常ꎮ3 2㊀现场处置情况㊀㊀6月8日15时34分42秒ꎬ500千伏4814线C相跳闸ꎬ重合失败ꎮ㊀㊀6月8日15时40分ꎬ主站通过工业视频发现疑似回浦变避雷器异常ꎮ㊀㊀6月8日15时41分ꎬ浙江公司立即启动应急响应ꎬ组织开展一二次设备检查ꎮ㊀㊀6月8日15时43分ꎬ现场检查发现4814线C相避雷器异常ꎮ㊀㊀6月8日16时46分ꎬ浙江公司第一批应急及管理人员陆续抵达现场ꎬ组织现场开展异常检查及处置工作ꎮ㊀㊀6月8日19时21分ꎬ4814线改线路检修ꎮ㊀㊀6月8日21时16分ꎬ华东网调许可4814线避雷器抢修工作ꎮ㊀㊀6月8日21时25分ꎬ现场抢修工作开始ꎬ开展4814线三相避雷器更换ꎬ4022㊁4023断路器分解物检测㊁线路压变常规试验及检查㊁间隔内引下线检查㊁异常后主变油色谱检测ꎮ㊀㊀6月9日7时40分ꎬ现场抢修和检查工作全部完毕ꎮ㊀㊀6月9日14时27分ꎬ4814线复役操作结束ꎬ情况正常ꎮ4㊀现场设备检查分析4 1㊀一次设备检查情况㊀㊀(1)一次设备检查㊀㊀现场检查发现4814线C相避雷器泄露电流表损坏ꎬ各节瓷瓶表面有明显黑色物质喷灼痕迹ꎬ三节避雷器喷口挡板全部脱落ꎮ4022㊁4023间隔是HGIS设备ꎬ现场对间隔内气室分解物测试无异常ꎬ其余设备检查无异常ꎮ6月9日晚拆除避雷器时ꎬ发现避雷器底座大支柱瓷瓶已断裂ꎮ4 2㊀二次信息检查㊀㊀(1)保护动作情况㊀㊀4814线路第一套线路保护南瑞继保PCS-931ꎬ第二套线路保护北京四方公司设备ꎬ4022㊁4023开关保护均为许继公司生产ꎮ故障时保护装置录波记录的保护动作时刻如表1所示ꎮ表1㊀保护动作情况时间(s)动作情况38 8614023㊁4022开关保护启动38 8634814线路第一套线路保护启动38 8644814线路第二套线路保护启动38 8804814线路第一套线路保护纵联差动保护动作38 8834814线路第二套线路保护纵联差动保护动作38 9144022沟通三跳动作38 9224023瞬时跟跳C相40 2544023保护C相重合闸动作40 3424814线第一套线路保护纵联差动㊁距离后加速动作40 3654814线第二套线路保护纵联差动㊁闭锁重合闸动作40 3664814线第二套线路保护接地距离I段动作40 3714814线第一套线路保护接地距离I段动作40 3744023沟通三跳动作㊀㊀(2)故障录波器检查情况㊀㊀根据保护动作行为及录波分析ꎬ第一次故障C相故障ꎬ最大故障电流1 15A(一次电流4 6kA)ꎬ故障电流持续时间约5msꎬ线路保护差动动作跳开4022开关三相(重合闸停用)ꎬ跳开4023开关C相并启动重合闸ꎮ1394ms后4814线开关C相重合ꎬ两套线路保护差动㊁距离后加速动作ꎬ跳开开关三相ꎬ第二次故障时最大故障电流11 55A(一次电流462kA)ꎮ图2㊀故障录波图㊀㊀C相线路跳闸后ꎬ在线路上仍监测到多次过电压波形ꎮ过电压峰值时刻与线路雷电定位系统统计的雷电回击时刻高度一致ꎮ4 3㊀解体检查情况㊀㊀(1)避雷器试验结果㊀㊀对4814线A㊁B相三节避雷器开展了整只直流㊁工频㊁局放㊁密封性试验ꎻ随机抽取电阻片进行大电流冲击耐受(5片)㊁2ms方波冲击电流耐受(12片)㊁动作负载试验(6片)ꎬ全部试验均通过ꎬ未见异常ꎮ㊀㊀(2)异常相避雷器解体检查情况㊀㊀外观上检查ꎬ三节避雷器元件瓷套表面没有发现外闪的痕迹ꎬ瓷件和法兰完好ꎬ上下压力释放装置动作ꎬ上下压力释放装置附近有喷弧痕迹ꎮ㊀㊀上节避雷器元件解体检查情况ꎬ对上下盖板㊁密封圈进行了检查ꎮ经检查ꎬ密封状况良好ꎬ主密封圈内侧无锈蚀现象ꎮ整个芯体中电阻片均破裂ꎬ部分铝垫块有烧熔的痕迹ꎬ上部分电阻片和绝缘筒受高温粘连一起ꎮ电阻片均破裂ꎬ破裂的形式有环裂㊁炸裂ꎮ电阻片侧面绝缘釉被高温作用变黑ꎬ部分电阻片侧面有沿面烧痕ꎮ绝缘筒内外表面无闪络痕迹ꎬ均有黑色附着物ꎬ绝缘筒上部分受高温作用玻璃丝松散脱落ꎮ绝缘杆表面有黑色附着物ꎬ受高温作用部分玻璃丝裸露ꎬ如图3所示ꎮ图3㊀上节避雷器端部及内部情况㊀㊀中节避雷器元件解体检查情况ꎬ对上下盖板㊁密封圈进行了检查ꎬ密封状况良好ꎬ主密封圈内侧无锈蚀现象ꎮ整个芯体中电阻片均破裂ꎬ部分铝垫块有烧熔的痕迹ꎬ上部分电阻片和绝缘筒受高温粘连一起ꎬ现象与上节避雷器一致ꎮ阻片经检查发现均破裂ꎮ电阻片侧面绝缘釉被高温作用变黑ꎬ部分电阻片侧面有沿面烧痕ꎮ绝缘筒内外表面无闪络痕迹ꎬ均有黑色附着物ꎬ绝缘筒上部分受高温作用玻璃丝松散脱落ꎬ如图4所示ꎮ㊀㊀下节避雷器元件解体检查情况ꎬ对上下盖板㊁密封圈进行了检查ꎮ经检查ꎬ密封状况良好ꎬ主密封圈内侧无锈蚀现象ꎮ整个芯体中电阻片均破裂ꎬ部分铝垫块有烧熔的痕迹ꎬ电阻片和绝缘筒受高温粘连一起ꎬ绝缘筒已无法正常抽离ꎮ绝缘筒内外表面无闪络痕迹ꎬ均有黑色附着物ꎬ绝缘筒有三处环裂ꎮ绝缘杆表面有黑色附着物ꎬ受高温作用部分玻璃丝裸露ꎮ下节避雷器元件整体损坏情况最严重的ꎮ图4㊀中节避雷器密封状况及芯体5㊀事故原因分析㊀㊀经对异常避雷器三节元件的解体检查ꎬ避雷器元件内部无受潮痕迹ꎬ可排除因受潮引起异常的可能性ꎮ绝缘筒内外表面无闪络痕迹ꎬ瓷套内壁无闪络痕迹ꎬ可排除沿面闪络的可能性ꎮ芯棒局部检查ꎬ未见闪络痕迹ꎮ从电阻片的整体破裂情况看ꎬ可排除由单一或局部电阻片缺陷造成的异常可能性ꎬ其损坏现象更符合注入能量过大造成避雷器损坏的特征ꎮ异常原因可能是:㊀㊀一是线路雷击跳闸后ꎬ线路遭受多重雷电回击ꎬ避雷器吸收能量超过额定值(2 5MJ)ꎬ造成避雷器内部电阻片热崩溃开裂ꎬ呈现短路状态ꎬ导致重合闸失败ꎮ㊀㊀二是避雷器绝缘性能逐步丧失引发第一次线路跳闸ꎬ在雷电回击作用下ꎬ避雷器绝缘性能快速劣化ꎬ在开关重合闸冲击下内部阀片全部热崩溃开裂ꎮ6㊀对策及处理措施㊀㊀500kV变电站中的避雷器对保护主要设备及系统的安全稳定运行起到重要作用ꎮ从本次雷器受到过电压等外力冲击导致瞬间电流量过大ꎬ吸能过量的故障吸取教训ꎬ为保证变电站的安全运行及时发现处理避雷器故障ꎬ现从以下五个方面入手:㊀㊀(1)优化设计采购㊀㊀从工程设计之初就对避雷器容量的选取留有足够余量ꎬ电建采购时应选择有先进生产工艺生产厂家ꎬ产品经得起长期市场检验的且具有完善的检测手段厂家的产品ꎮ㊀㊀(2)增设在线监测㊀㊀结合地方气候数据分析ꎬ增加在线监测仪ꎬ加强对雷雨天气后的在线监测仪的巡视频率ꎮ㊀㊀(3)做好防污清洁㊀㊀对变电站的避雷器制定好定期的清扫和防污计划ꎬ同时也可以在设计之初采用防污瓷套型避雷器ꎮ㊀㊀(4)加强技术管理㊀㊀加强对变电站的避雷器技术管理ꎮ对所有运行或者采购过的避雷器建立技术档案ꎬ对出厂报告㊁定期测试报告及在线监测的运行数据建立在线的技术档案库ꎬ方便查询及日常分析维护ꎮ㊀㊀(5)建立定期运维检查事项清单㊀㊀加强对避雷器进行巡视维护的检查项目管理ꎬ做到逐项检查ꎬ对以往存在常见的潜在故障点进行全覆盖检查ꎮ7㊀结束语㊀㊀本文针对此次500kV变电站的避雷器受到多重雷击的特殊情况ꎬ通过一次㊁二次检查以及解体实验检查ꎬ分析了本次避雷器异常情况的具体过程和成因ꎮ随着近些年气候变化ꎬ一些极端气候天气出现的可能性增大ꎬ变电站遭受雷击的情况也不断增多ꎬ500kV作为电力系统的枢纽节点ꎬ保证其安全稳定运行十分重要ꎮ所以本文针对避雷器常见的故障情况ꎬ提出了五个方面的建议措施ꎬ以便更好的防范和杜绝此类避雷器异常情况ꎬ进一步保证了变电站的平稳正常运行ꎬ提高电网系统的稳定性ꎮ参考文献[1]㊀蔡福禄ꎬ张宇ꎬ杨怀明.110kV金属氧化物避雷器预防性试验及常见故障分析[J].云南水力发电ꎬ2021ꎬ37(9):62-64.[2]㊀周艳青ꎬ谌阳.500kV某变电站雷电侵入波过电压计算[J].电气技术ꎬ2021ꎬ22(3):104-108.[3]㊀谷定燮ꎬ修木洪ꎬ戴敏ꎬ周沛洪.1000kVGIS变电所VFTO特性研究[J].高电压技术ꎬ2007(11):27-32.[4]㊀刘宇.探讨500kV变电站变电运行中的故障分析和处理技巧[J].电力设备管理ꎬ2020(12):31-32+59.收稿日期:2022-04-06作者简介:胡朝力(1973.1-5)ꎬ男ꎬ浙江嘉兴人ꎬ助理工程师ꎬ主要从事变电运维方面的工作ꎻ李伟琦(1996.10-)ꎬ男ꎬ河南周口人ꎬ助理工程师ꎬ主要从事变电运检方面的研究ꎻ周刚(1966.11-)ꎬ男ꎬ浙江湖州人ꎬ本科ꎬ高级工程师ꎬ高级技师ꎬ主要从事电网运检方面的研究ꎮ。

110kV变电站遭受雷击事故分析及防范措施

110kV变电站遭受雷击事故分析及防范措施

110kV变电站遭受雷击事故分析及防范措施摘要:2017年07月05日03点15分,变电站监控后台报“35kV母线保护差动保护启动、110kV高压线路保护保护启动、#1风电线保护启动、#4风电线保护启动、#5风电线保护启动、接地变保护启动、站用变保护启动、故障录波启动”,35kV#1站用变316断路器跳闸。

本文将对该事故的原因进行分析,并在此基础上对此类事故的未来防范工作提出相应的防范措施。

关键词:风电厂;跳闸事故;故障;防范引言架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分,由于它暴露在大自然中,易受到外界的影响和损害。

而雷击是其中最主要的一个方面。

据统计,雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%~70%。

一、事故经过概述2017年07月05日03时15分46.2389秒变电站监控后台报“#1站用变316保护启动”,03时15分46.2559秒#1站用变316电流速断动作(动作电流:292.757A),35kV#1站用变316断路器跳闸,监控画面显示316断路器已在分闸位置,运维人员随后到35kV配电室核实316断路器确已在分闸位置。

二、事故原因分析(一)故障波形分析03点20分,对故障录波装置进行检查,故障波形见下图一。

03时15分46.2329秒时,35kV母线电压出现波动,其中B、C相最为严重;35kV #1站用变316进线柜B、C相电流首先出现较大波动,随后A相电流也出现波动;查看其他间隔,35kV#1接地变318进线柜电流A、B、C三相都发生了电流突变,其余间隔电流在03时15分46.2329秒时有轻微波动,但都能在2ms内恢复正常。

根据故障录波波形初步判断为35kV #1站用变316发生过流。

图一:故障录波波形(二)视频监控查看分析查看站内视屏监控故障时间点的录像,发现07月05日03点15分时有雷电击中110kV出线侧门型架防雷线上,就地检查发现该风电场110kV侧门型架接地扁铁抱箍有放电痕迹。

变电站二次防雷接地的分析

变电站二次防雷接地的分析

变电站二次防雷接地的分析摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的电力工程的发展也突飞猛进。

变电站是电力系统在输配电过程中不可缺少的重要组成部分。

在雷雨季节,一旦变电站受到恶劣天气影响,遭遇到雷击,常常会在其所服务的供电范围造成停电甚至雷击事故,而大面积停电甚至雷击事故,给工农业生产和人们的生活带来很大的影响。

这就要求变电站的防雷措施必须非常可靠。

随着输配电科学技术的快速发展,目前我国各电压等级变电站的一次防雷措施已相当完善,由于二次系统结构复杂,防雷击的措施还很薄弱,易发生雷击事故,极大地威胁着综合自动化变电站运行安全。

为了减弱雷电过电压对二次设备的危害,目前,可通过可靠的接地措施来有效解决。

关键词:变电站;二次防雷接地;分析引言雷电灾害在所有的自然灾害中的危害系数都相对较高,是国际上承认的十大最严重的灾害的一种。

随着我国科学技术水平的不断进步和提高,人们对变电站设备所开展的自动化系统的改造逐渐深入。

但是,在这种背景下,由于综合自动化变电站的数量不断增加,雷电灾害在发生的时候对变电站二次系统设备所产生的危害也渐渐显现出来。

变电站在遭遇雷电灾害之后产生的系统设备的拒动、误动等情况对电网的安全运行造成了极为严重的危害,得到了越来越多的人的关注。

1变电站二次设备遭受雷击的原因尽管高压避雷器会弱化雷击电压,但无法避免残余压力。

雷电过电压主要借助380/220V交流电源线导入到线路,即通过站用变传到交流配电馈线。

此外,接地网的接地电阻过大,可导致雷电过电压。

防雷工作比较复杂,需要多方面共同合作。

2雷电入侵变电站二次设备的主要途径2.1通过电源线路入侵变电站使用交流电,变电站内的自带变压器负责提供交流电。

变压器的一级侧直接连接高压输电线路,二级侧连接低压配电线路,安置于专用电缆沟或专用电缆井等。

该线路对雷电敏感,可感受微小电压。

变电站使用直流电完成保护、控制、通信及测量等工作。

通信使用的电压强度较小,为48V;保护、控制及测量工作对电压强度要求较高,为220V。

220kV变电站典型雷击跳闸事故分析

220kV变电站典型雷击跳闸事故分析

220kV变电站典型雷击跳闸事故分析摘要:雷击造成的事故中,输电线路和变电站占的比重是非常大的,会威胁到人们的生命和财产安全,同时输电线路和变电站是电力系统中不可或缺的组成部分,是做好防雷措施的关键位置。

因此,本文以220kV变电站雷击跳闸事故为对象展开分析和研究。

关键词:220kV;变电站;雷击;跳闸现如今,电能已经是人们离不开的能源,一旦造成停电,就会造成极大的不便。

变电站是电力系统的核心组成部分,一旦遭到破坏,就会使得设备受到严重的损坏,影响电力系统的运作,造成停电,影响人们的正常学习、工作和生活,所以采取更好的防雷措施成为了社会关注的问题。

一、因雷击导致电力系统跳闸的因素输电线路的绝缘能力比较差,所以一旦遭受到雷击,会不可避免的出现跳闸的情况,要跳闸必须要满足以下两个条件:第一,出现了单相接地短路的情况,也就是指因为脉络形成了稳定的工频电弧,从而导致了跳闸现象;第二,输电线路的绝缘能力比雷击的闪电过电压要低,从而引起跳闸,但是这种情况只会存在几十微秒的时间,电力系统没有时间完成跳闸,因此,主要分析第一个条件,影响第一个跳闸情况的因素主要有以下几点:(1)线路杆塔的接地电阻值比较高。

在一般情况下,如果雷击档距中避雷线的时候,空气的间隙之间并不会出现闪络的现象,当雷电的电流向杆塔的两边传播的时候,会产生比较强烈的电晕,到达杆塔的时候,幅值就已经下降了许多,这时候,如果电阻值没有那么高,就不会出现闪络的情况。

但是如果雷击导致反击过电压,并且接地电阻值比较高,就会容易发生闪络的现象,出现相间短路,从而使得电力系统跳闸。

(2)消弧线圈设置不准确。

如果没有将消弧线圈设置准确,输电线路就会出现短路的情况,那么消弧线圈就不能够给予足够的补偿,从而导致跳闸。

二、雷雨天跳闸事故分析2017年8月4日18:35分,220kV分析变雷击A线第一、二套保护动作,A相跳闸,重合成功,保护测距2.813km。

(一)运行信息1、线路基本情况220kV雷击A线从220kV分析变起至220kV某某变止。

某水电站主变遭遇雷击事故案例分析与防范

某水电站主变遭遇雷击事故案例分析与防范一、简述某年4月1日3时15分,某水电厂#3主变压器遭雷击,事故抢修至5月30日18时40分。

二、事故经过事故前,#1机并网运行,1FP=14MW,1FQ=0MVAR,#2、#3、#4机备用,电厂经110KV鱼胡Ⅰ回线路#504开关与电网并列。

厂用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段分段运行。

4月1日3时15分09秒,监控系统报“鱼胡Ⅰ回线路相间距离Ⅰ段动作”、“鱼胡Ⅰ回线路零序Ⅰ段动作”,504开关跳闸,电厂与系统解列。

运行当值人员调整#1机负荷,由#1机带1B、2B、3B主变及厂用运行。

3时15分35秒,#3主变重瓦斯、差动保护动作,530开关跳闸。

#3主变重瓦斯、差动保护动作后,组织维护人员对#3主变进行检查,发现#3主变压器的绝缘达不到规范要求,对油样进行色谱分析,发现乙炔含量高达600多PPm,内部有过高能量放电,经与厂家协商,决定吊芯检查。

4月2日,对#3主变压器进行吊芯检查,发现变压器高压侧A、B两相线圈有电弧烧伤痕迹,相间绝缘纸板环氧螺杆粉碎性炸裂。

4月4日将#3主变压器运至衡阳变压器厂,更换了A、B两相高压绕组,5月24日#3主变压器运回电厂,经试验合格5月30日18时40分将#3主变压器投入运行。

#3主变压器型号:SF8-12500/110;额定容量:12500 kVA;额定电压:110/10 kV;额定频率:50 Hz;接线组别YN,d11;相数:3;冷却方式:风冷;中性点接地:直接接地。

设备已运行4年。

三、事故原因#3主变转检修后,取油样送试验院进行色谱分析,结果油中所含气体各项指标均严重超标,表明内部存在高能放电(电弧放电)现象;从油中气体含有大量CO、CO2可看出,还存在固体绝缘燃烧现象;对变压器进行吊罩检查,发现A、B相线圈离端部约200mm处经相间绝缘隔板固定用的绝缘螺丝击穿,线圈扁铜线被烧损约1/3;高压侧避雷器C相动作一次,可见#3主变曾遭受雷击,引起内部绝缘击穿短路。

变电站信息系统雷击事故调查分析

变电站信息系统雷击事故调查分析摘要 20xx年8月21日14时许,**县城北变电站因遭受雷电的影响,致使该站内多套电子电器设备受到不同程度的损坏。

经**县防雷中心技术人员现场实地调查、分析,认为这次事故是由于雷电电磁脉冲对这些设备的精密元器件造成了一定程度的损坏,对该站的防雷设施提出了整改意见。

引言近年来,随着高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及,加上各种先进的电子电气设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点,一旦建筑物受到直击雷或其附近区域发生雷击,雷电过电压、过电流和脉冲电磁场将通过各种途径入侵室内,威胁各种电子设备的正常工作和安全运行,严重时可能造成人员伤亡。

20xx年8月21日**县城北变电站遭受雷击电磁脉冲的影响,致使该站设备损坏,造成该站供电范围内所有用户停电,后经启动后备设备恢复正常供电。

经检查,发现网通电话不通、主变电器有胶味、网通ups电源未启动,计算机内一自动录音语音数据卡损坏、主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏和机房网通机柜内设备损坏不同程度损坏,造成该站直接经济损失约5万元。

一、变电站住宿楼、值班室和损坏设备的基本概况**县城北变电站位于江口镇信义开发区中段。

住宿楼高约14米,长约30米,宽约8米;值班室高约5米,长约20米,宽约8米;两幢楼间距约12米。

大楼的接地装置利用基础地网内的钢筋;接闪器为明敷避雷带,锈蚀严重;网通信号线路缠绕在住宿楼避雷带上。

值班室未采取防直击雷措施,值班室中心位置的总控室机柜作了均压连接和接地处理。

该变电站主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块位于总控室内;网通机柜位于住宿楼顶梯帽内,信号线路经缠绕固定在避雷带上后进入网通机柜;自动录音计算机位于值班室西面一约10平方米的房间内单独放置,该计算机后与总控室内设备相连;其自动录音计算机网线经网通机柜输出并缠绕固定在避雷带上后架空进入值班室接入该计算机,此线起到了不是引下线而胜似引下线的作用。

变电站防雷案例分析报告

感应雷的频谱很宽,从能量积累大多分布来看,大多集中在低频段。如10/700μs冲击波,总能量95%以上分布在3 kHz频率以下;而1.2/50μs冲击波,大约总能量90%以上分布在18 kHz频率以下。可见这类波形对工作在低频和直流状态的电子设备危害极大。当集成电路任一个端口的能量达到10~6J左右时,芯片会遭到永久性破坏。
2.防雷接地
为了避免雷电的危害,避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。
3.安全接地
为了保证人身的安全,将电气设备外壳设置的接地。任何接地极都存在着接地电阻,正因为如此,当有电流流过接地体时,在接地电阻上的压降将引起接地极电位的升高电流在地中扩散时,地面会出现电位梯度。
电力系统中的二次系统是由各种二次设备和电缆组成的,几乎所有的电气量都是通过电缆引入二次设备的。这些电缆处于一次设备的高压电磁场中,工作条件极其复杂,同时还经受着系统故障时各种暂态环境和各种气候条件的考验。而作为二次系统的大脑,各种保护装置和信息处理系统,都是由计算机、通信设备等敏感的电子原器件构成,对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等干扰非常敏感。
雷电的主要特征分析
1.雷电活动及雷电活动日
雷电活动从季节来讲以夏季最活跃,冬季最少,从地区分布来讲是赤道附近最活跃,随纬度升高而减少,极地最少。评价某一地区雷电活动的强弱,通常用两种方法。其中一种是习惯使用的“雷电日”,即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱,雷电日的天数越多,表示该地区雷电活动越强,反之则越弱。我国平均雷电日的分布,大致可以划分为四个区域,西北地区一般15日以下;长江以北大部分地区平均雷电日在15~40日之间;长江以南地区平均雷电日达40日以上;北纬23度以南地区平均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省是我国雷电活动最强烈的地区,年平均雷电日高达120~130日。总的来说,我国是雷电活动很强的国家。

一起35kV输变电设备雷击事故分析与对策

苏柠 线 从 苏家 塔 变 出线 .1 V苏家 塔 变 电站 10k 和 1 、号 、号 杆塔 位于 宽约 1k 号 2 3 m南北 走 向的狭 长 河道内, 线路 为东 西走 向。3 -号塔 跨越 河 流 、  ̄- 4 公 路, 5 从 号塔 开始 即沿 山峁 顶 部架 设 。事 故 发 生 时 , 当地 居 民看 到 苏柠 线 3 号一4 、9 号 1号一 2 号塔 间线 0
收 稿 日期 :0 7 0 — 5 20 — 2 1 作者简介 : 薛 美 ( 90 , , 1 7 一) 女 陕西绥德人 , 主任工程师 , 主要从事绝缘技术监督管理工作。
维普资讯
平均达4 .最高年份可达5 .为雷电活动多发 0d 0d 区。2 世纪8 年代末 , 0 0 西北 电研院曾在陕北测到的 最大 雷 电流为 一 7 A和+ 9k 7.k 6 8 A。
线多处落雷 , 雷电流入侵3 V 5k 柠条塔 变 , 将柠条塔 变3 V 5 配电室内所有设备烧毁 。 k 3 v 5k 苏柠线全长1. 7k 6 0 m,从 10k 苏家塔 4 l V 变 向3 V 5k 柠条 塔变供 电。线路 杆塔 6基 , 0 导线 型 号
L J9 /0 绝 缘 子 为F 7 P16 片配 置 , 线 型 G 一 52 , C 0 /4 型4 地 号G 一5 地 线从 1 J3 , 号一 5 塔 ( l V 家塔 变侧 ) 号 10k 苏 、
10 开关 跳 闸 , 内所有 避雷 器计 数器 全部 动作 , 11 站 苏 柠 开关 T 二 次线 烧 损 , A 保护 装 置 突然死 机 致使 苏 柠 开 关 没 有 跳 闸 ,5k 苏 柠 线 出 线穿 墙 套管 三 相 炸 3 v 裂 , 相绝 缘子 串 闪络 , 三 出线 T 二次 回路烧 焦粘 连 。 A 3 v 柠线 1 杆 ( 回路 杆 ) 相 ( 5k 苏 号 双 B 上相 ) 绝缘
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