输电线路防雷保护
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发电厂、变电所的防雷
发电厂、变电所的雷害事故来源: 一是雷击于发电厂、变电所的导线或设备。 防护措施是采用避雷针或避雷线 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。
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,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备发生反击。 二、变电所的进线保护
电机的绝缘裕度小:为了保护匝间绝缘,必须将入 侵波陡度限制在5kV/μS以下;60000kW以上的发电 机不允许与架空线直接要连。 作用电压类型:一是与电机相连的线路上的感应雷 过电压;二是雷直接击于与电机相连的架空线而引 起的过电压。
2、防雷措施
1)在每台发电机出线的母线处装设一组电站型氧 化锌避雷器,以限制侵入波幅值
110kV及上变压器中性点加装Y1W或Y1.5W系列的氧化 锌避雷器保护中性点绝缘。 4、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、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器
四、旋转电机的防雷保护
直接与架空线相连的旋转电机称为直配电机 1、旋转电机防雷保护的特点
一、输电线路的感应雷击过电压
1、无避雷线时 当雷击点离开线路的距离大于65米时,导线上的 感应雷过电压最大值按下式计算: I L hd Ug 25 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。
2)在发电机电压母线上装设电容器,以限制侵入 波陡度,从而保护电机匝间绝缘及中性点绝缘,同 时降低了感应过电压。
3)进线段保护
电力系统内部过电压及其限制措施
内部过电压:由于断路器的操作或故障,使系统参数 发生变化,引起电磁能量的转化或传递,在系统中出 出过电压,这种过电压称为内部过电压。 一般持续时间在0.1S内的过电压称为操作过电压,持 续时间长的过电压则称为暂时过电压 。 能量来源:电网本身
二、有避雷线时:
Ug1 Ug KUg Ug(1 K )
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。 由于避雷线的屏蔽作用,可使导线上的感应电 压降低。 三、雷击线路杆塔 Ugd=ahd a为感应过电压系数,kV/m,数值为IL/2.6
有避雷线时: Ugd1 ahd(1 K )
a h 对山区地区: lg Pa 3.35 86 山区的绕击率为平原的3倍,或保护角增大80
减少绕击率:减小保护角,降低杆塔高度
2、雷击杆顶时的过电压 雷击杆顶的耐雷水平:
I
U 50% hd (1 K )[ ( Rch ) ] 2.6 2.6 Lgt
绕击率:雷电绕过避雷装置而击于被保护物体 的现象,规程推荐的保护范围是对应0.1%绕击 率而言
三、输电线路的防雷措施
1、3~10kV线路防雷保护 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制宜 采用高一电压等级的绝缘子,或顶相用针式两边改用两片 悬式绝缘子,也用采用瓷横担,以提高线路的绝缘水平。 对特殊用户应用用环形供电或不同杆双回路供电,必要时 改为电缆供电。
2、自耦变压器的防雷保护
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。
3、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 能达到绕组端电压的2倍,所以中性点需保护。
如无避雷线,当雷击于变电所附近线路的导线上时, 沿线路入侵流经避雷器的雷电流可能超过5kA,且 陡度也可能超过允许值,因此在靠近变电所的一段 进线上,必须装设避雷线,称为进线段保护。
三、三绕组变压器和自耦变压器的雷闪过电压保护 1、三绕组变压器的保护 一般在低压绕组任一相的直接出口处加装一只避雷器
3)工频电压升高使断路器操作时流过其并联电阻的电流 增大。 4)工频电压升高持续时间长
常见类型:空载线路电容效应引起的电压升高;
2、35kV线路防雷保护 一般不装设避雷线,进变电站(电站) 1~2km 设 置避雷线为进线段保护。采用小接地系统运行, 若线路长电容电流大则 经消弧线圈接地。装设自 动重合闸,环网供电。 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。
习题:某厂有两个原油罐,一个高为12米、 直径为 6 米,另一个高 10 米、直径 10 米,两 油罐的净距为16米。试设计采用单支避雷针 保护的最佳方案,并绘出避雷针的平面保护 范围。
习题:某变电站内有两根等高避雷针,高度 为25米、针间距离为45米。某被保护物位于 两针之间,被保护物高度为11米。试计算避雷 针在被保护物高度水平面上的保护范围?
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5.1电力系统工频过电压 什么叫工频过电压:指频率为工频或接近工频时,电压 升高可能在正常或故障时产生,幅值超过最大工作相电 压,持续时间的变化范围很大。 影响: 1)伴随着工频电压升高而同时发生的操作过电压却会达 到很高的幅值,所以工频电压升高将直接影响操作过电 压的幅值。
2)工频电压升高是决定保护电器工作条件的重要因素。
二、输电线路的直击雷过电压 1、雷直击导线时的过电压 作用于线路绝缘上的电压最大值Ug=100I。 用绝缘的50%冲击闪络电压U50%代替Ug,那么IL就能 代表引起绝缘闪络的雷电流幅值,通常称为线路在这 情况下的耐雷水平。:IL= U50%/100 绕击率:
a h lg Pa 3.9 对平原地区: 86