变电站运行中的防雷改进措施研究
浅析35kV变电站的防雷措施

式 中 S 一 一 气 中距离 () k 空 m: R h 一独立 避雷 针 的冲击 接地 电 阻 (j : e一 }) h … 避 雷针 校验 点 的高度 () 在任 何情 况下 s m: k不得 小于 5 。 m 为 防止避 雷针 的接 地装 置与 最近 的被保 护 设备 和构架 的接地 网之间在 土 壤 中的间 隙被 击穿 造成 反击 事 故, 其地 中距离应 符 合 下式要 求 :
1引言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
变 电站 是 电力系 统的枢 纽, 一旦 遭受 雷击 , 生事 故, 发 将造成 大 面积停 电, 影 响严 重, 因此 要 求 变 电站 要有 可 靠 的 防雷 措施 。 2■ 电 的形 成 雷电是 带 电荷 的雷 云引 起 的放 电现 象 。在雷 雨季 节里 , 阳使 地 面的水 太 分部 分化 为蒸气 , 同时地 面 空气 受 到热 地面 的作 用变 热 而上 升, 成为热 气 流 。 由于 太阳不 能直 接使 空气 变热 , 以每上 升 lm 空气 温度 约 下降 1 ℃ 。上 述 所 k, O 的热气 流遇 到 高空 的冷 空气 , 蒸气 凝结 成 小水滴 , 成 雷云 。雷 云 中, 水 形 距地 面 51k — Om的高度 主要 是正 电荷 , 卜5 m的 高度 主要 是负 电荷 。 因此, 云 在 k 雷 和 大地 之间 就形 成 了强大 的 电场 , 随着 雷云 的发展 和运 动, 当空间 电场强 度超 过 大气 游离 放 电的临 界 电场强度 时 , 会发 生雷 云之 间或 雷云对 地 的放 电, 就 形 成 雷 电。最 常见 的 雷 电是 自雷云 向下开 始先 导放 电的, 这种 雷 叫下行 雷 。当 地 面有 高耸 的突 出物 时, 不论 正负雷 云都 有可 能 出现 由突 出物上 行 的先导 , 这 种 雷叫上行雷 。 由于雷 云 中存在 几个 电荷 中心, 以在第 一个 电荷 中心 放 电完成 后, 能 所 可 引起 第 二个 、第 三个 电荷 中心 向第 一 个 电荷 中心放 电,因此 雷 电可能 是多 重 性 的 。落雷 时, 在被 直接击 中的导 线上 会有过 电压 形成 ( 直击 雷) 在 其附 近但 , 未被 直 接击 中的导 线 上也 会有 过 电压 形 成 ( 感应 雷 ) 。 3变 电站 遭受 ■ 击的 来源 和防 ■措 施 3 1 雷击 的来 源 变 电站 遭 受的雷 击 是下 行雷 , 雷击来 源 有两 个 方面 。一 是雷直 击 于变 其 电站 的电气设 备上 : 二是架空 线路 的感应雷 过 电压和直 击雷过 电压形成 的雷 电 波 沿 线路 侵 入 变 电站 。 3 2 变 电站的 防雷 措施 . l 、变 电站直 击 雷 的 保护 变 电站 防止直 击雷 最常用 的 措旌 是装 设避 雷针 。避 雷针 是保 护 电气 设 备 不受直 接雷 击 的雷 电接 受 器。它将 雷 吸引 到 自己的身 上, 安全 导入 地 中, 并 从 而 保 护 了 电气 设 备 免 遭损 坏 。 () 1 装设 避雷 针的 原则
110kV变电站的防雷保护措施探讨

110kV变电站的防雷保护措施探讨随着电力系统的不断发展,变电站的重要性日益凸显。
而变电站的运行稳定与否直接关系到电网的安全运行和电力设备的可靠性。
在变电站运行中,雷击是一个不可忽视的危险因素。
一旦发生雷击,将会对变电站设备和运行产生严重影响,甚至导致事故发生。
对于110kV变电站的防雷保护措施的探讨是十分必要的。
110kV变电站的防雷保护措施主要包括设备的防雷设计、接地系统的设置、避雷针的安装、雷电监测系统的建设等方面。
下面将对这些方面逐一进行探讨。
一、设备的防雷设计110kV变电站中的各种设备,如变压器、开关设备、避雷器等,都需要进行防雷设计。
其目的是在雷暴天气中,尽可能减小雷电对设备产生损害的可能性,确保设备的安全运行。
防雷设计的主要措施包括采用耐雷电水平高的材料和结构设计、增强设备本身的绝缘水平、设置避雷器等。
避雷器是110kV变电站中最为重要的防雷设备之一,它能够在雷电冲击时将电流分流到地下,有效保护设备的安全。
二、接地系统的设置110kV变电站的接地系统起着非常重要的作用,它不仅是电气设备的安全设施,还是防雷的关键措施之一。
合理的接地系统能够有效地消除雷电对设备的影响,确保设备的安全运行。
接地系统的设置主要包括接地电阻的设计、接地网的布设、接地极的选择等方面。
通过合理的接地系统设置,可以有效降低雷电冲击对设备的损害。
三、避雷针的安装110kV变电站的避雷针是其防雷保护措施中不可或缺的部分。
避雷针能够将大气中的电击置于地下,降低雷击发生的概率,从而保护变电站设备的安全。
避雷针的高度和数量的设置应根据变电站的实际情况以及当地的气象条件来确定,以保证其防雷效果。
四、雷电监测系统的建设110kV变电站的雷电监测系统是对雷电天气进行监测和预警的重要手段,它可以实时监测大气中雷电的频率、强度等信息,及时发出预警信号,提醒变电站工作人员采取相应的防雷措施,为设备的安全运行提供保障。
雷电监测系统的建设应尽可能覆盖变电站周围的范围,并具备足够的灵敏度和准确性,确保其能够及时、准确地进行雷电监测与预警。
变电所的防雷保护

摘要变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电能分配的重要任务。
如果变电所发生雷击事故,会给国家和人民造成巨大的损失。
所以变电所的防雷是不可忽视的问题。
随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、生活中得到了普遍使用。
但当高压输电网在为人们提供动力和照明时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。
因此,必须加强变电所雷电防护问题的认识与研究。
关键词:变电所;防雷保护;雷击原因;防雷原则;具体措施目录摘要 (2)1,变电所遭受雷击的主要原因 (4)1.1微机设备屡遭雷害的原因 (4)1.2远动载波系统受雷害特别严重原因 (4)2、变电所防雷的原则 (4)2.1、外部防雷和内部防雷 (5)2.2、防雷等电位连接 (5)3、变电所防雷的具体措施 (5)3.1、变电所装设避雷针对直击雷进行防护 (5)3.2、变电所的进线防 (6)3.3、变电站对侵入波的防护 (6)3.4、变压器的防护 (6)3.5、变电所的防雷接地 (7)3.6、变电所防雷感应 (7)4教训与收获 (7)5结束语 (7)6参考文献 (8)1变电所遭受雷击的主要原因雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象,在某种大气和大地条件下,潮湿的热气流进入大气层冷凝而形成雷云,大气层中雷云底部大多数带负电,它在地面上感应出大量的正电荷,这样就形成了强大的电场,当空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时,就会发生雷云之间或是雷云对地的放电,从而形成雷电。
按其发展方向可分为下行雷和上行雷。
下行雷是在雷云产生并向大地发展的,上行雷是接地物体顶部激发起,并向雷云方向发起的。
供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中部分电压会大大超过正常状态下的数值.雷电波通常是通过变电所临近的10kV线路侵入10kV母线,再经过10kV所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合,闯入低压出线。
变电站综合自动化系统防雷保护措施的研究

2变 电站综合 自动化系统功能
2 . 1在线运 行可靠
持 优 势取 代传 统 变 电站设备 ,其 综合 化功 能在 系统监 控 和操作 过 程 中发挥 着极 其 重要 的作 用。 因
此 ,提 高 变 电 站 综 合 自动 化 系 统 的 安全 性和 可 靠性,我们 必须进 步研 究 变电站 综合 自动化 保护
一
措施。
与常 规 的 自动 装置 相 比,变 电站综合 自 至关重 要。 因为 变 电站 的 C T和 P T是采样进 动化系统具有 明显的竞争优势 ,由于它的所有 入二次系统 ,为了将 防护质量进一 步提 高 ,可 子系统都配备 了故障 自诊功能 ,例如微机系统 以应用双层保护 ,即将从互感器 窜入的雷击电 的保护装置 、自动装置等等 。所 以,在线运行 流控制在线路能够承受的范围之内 ,只有这样 可靠是变 电站综合化系统的主要 功能之一 。 才能保证系统的正常运作 。 2 . 2 先 进 的 通 信 功 能 ( 4 )关于检 测变压器 的异常 ,最有 效的
自动化控制 ・ A u t o ma t i c C o n t r o
变电站综合 自动化 系统防雷保护措施的研究
文/ 朱 金 龙
式分布 ,它 以被分为变 电站层 、通信层和 间隔 随着 时代 的进 步,科 学技 术 出现 了空前 的繁 荣,特别 是 电子 信 息化 技 术的入 世 带动 了许 多行 业 的现代 化发 展。 实践 证 明,在 计 算 机技 术、 网络通 信技 术和 微
遵循 “ 整体防御 、综合治理 、多重 变 电站 综合 自动化 指 的是将 传统 的二次 且连接着常规连接 片。另外 ,自从软连接片技 学的眼光 , 保护”的方针,才能最大 限度地保 护变 电站综 变 电站设备 经过功 能的组合与优化设计 ,利用 术有效应用于微机保护之后 ,实现应用操作很 合 自动化系统 的安全稳定运行 。 先进 电子信息技术 ,实现对全变 电站的主要设 容易实理程序保护的标准化。 备和基本线路的 自动监视 、并在其监控下从根 3变 电站综合 自动化系统保护措施 本上实现其保护 、调度通信等有利于变 电站综 合自 动化系统运行的功能 。 3 . 1合理设计 变电站综合 自动化 系统 1 . 2变电站 综合 自动化的特点 对 于变 电站 综合 自动 化系统 来说 ,微机 变 电站 综合 自动 化系统 是一 个整 体 ,它 保护 与传统继 电保护存在很大 的不 同点 ,微机 拥有许多独特 的特点 ,其主要表现为 ,可 以采 保护有继 电保护功 能的硬件 电路 ,也有保护和 集数据和信息 、方便地监视和控制设备 的程序 管理功能 的软件 。其具体功能系统表现为 :数 运作 ;变 电站综合 自 动化系统 的应用将为工作 据采集系统 ,微型计算机系统 ,供 电电源等。 人员提供现场数据采集 以及信息控制支持。 3 . 2变电站 综合 自动化 的防雷保护措施 1 . 3变电站 综合 自动化 的组成 般 来讲 ,经过各 种各 样 防护措 施的 实 构成变 电站 综合 自动化 的主 要组 成部 分 施 , 变 电站综合 自动化可 以不断控制雷击 电流, 有 三种 ,即分布式 , 集 中式和分层分 布式,共 使之缩减在一定的所限范围之内 , 从 而保证 系 同作用于变电站综合 自 动化系统 的运行 。 例 如, 统设备 的正常运行 。
变电站的防雷接地技术(三篇)

变电站的防雷接地技术变电站作为电力系统中的重要组成部分,其正常运行对于电力系统的稳定供电具有重要意义。
而雷电是导致电力设备损坏和电力系统故障的主要原因之一,因此,在变电站的设计和建设过程中,防雷接地技术是至关重要的。
一、防雷接地的基本概念和作用防雷接地是指通过合理布置接地设施,在雷电侵袭时迅速引导雷电流入地下,减少雷电对设备和系统的损害。
其主要作用有以下几个方面:1. 接地安全:良好的接地系统可以防止雷电对设备和人员的危害,保证安全运行。
2. 电气设备的保护:合理的接地系统可以将雷电流迅速引到地下,避免雷击对设备造成直接或间接的损害。
3. 系统可靠性:优良的接地系统可以提高系统的可靠性,减少故障发生的可能性。
二、变电站防雷接地技术1. 接地系统的设计变电站的接地系统主要由接地电阻、接地极、接地网和接地体等组成。
(1)接地电阻:接地电阻是指将接地极与大地相连的电阻。
它的主要作用是限制接地系统的电流在合理范围内,在雷击时减少对设备的伤害。
接地电阻的设计要根据变电站的场地情况和工程要求灵活选择。
(2)接地极:接地极是将接地电阻埋设在地下的部分。
它的选择要考虑土壤的导电性、外部介质的腐蚀性以及可靠性等因素。
常用的接地极有水平接地极、竖直接地极和涂铜接地极等。
(3)接地网:接地网是由多个接地极和导线连接而成的网状结构。
它通过增大接地面积,降低接地电阻,提高接地的可靠性和稳定性。
接地网的布置要根据变电站的场地和设备的要求进行合理设计。
(4)接地体:接地体是指其他与接地系统有关的构造物,如金属结构、设备等。
接地体的选择和设计要根据具体的变电站情况和设备要求进行合理布置。
2. 接地材料的选择接地材料的选择要考虑其导电性能、耐腐蚀性能和可靠性等因素。
常用的接地材料有裸铜导线、镀锌钢导线、铜包钢导线和铜排等。
其中,裸铜导线具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,是较为理想的接地材料。
3. 接地设施的布置变电站的接地设施要合理布置,使得接地系统的电流均匀分布、电势降低,并减少相互干扰。
变电站电子设备的防雷分析及保护措施

一、概述随着我国现代化建设的不断提高,各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
但是一方面由于电子设备内部结构高度集成化,从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降,对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
据统计,雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%,例如变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而造成大量的通讯、远动设备损坏,我们应当对雷电的危害性引起高度重视,加强防雷意识,做好变电站预防工作,将雷害损失降到最低限度。
二、几种主要的雷击方式2.1雷的直击和绕击雷云单体浮在大地上空,其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。
如果途经变电站的避雷针或地表其他突出物,地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。
闪电开展之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展,当距地面50~100m时,由避雷针等地表电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。
两者相接,进入直击或绕击的主放电阶段。
通常当地面上突出物的高度为h,雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7 kV/m 时,则该突出物将容易受到直击雷。
原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径,用公式表述为:R=16.3h0.61m。
该式还表明,地表安装独立避雷针后,将会在其附近出现大量的散击,甚至对避雷针进行直击,对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。
一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培,释放的能量相当大,瞬间所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们的生产生活带来多种危害,如引起火灾和大爆炸,金属导体连接部分断裂破损,建筑物倒塌,电气设备损坏等等。
2.2雷击反击直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。
假如地电阻为10Ω,一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。
浅析变电所防雷保护系统的优化问题

变 电所防雷工作相关叙述 ( 一) 为了促进 日常供 电设备的稳定运行, 促进其供 电系统 的完善, 我们要进行其变 电所 防雷系统的构建, 促进其电力设备 系统的健全, 促进其既定电压量不发生变化, 以减 少它雷击造成 的损害, 保证供电体系内部各个环节的有效协调, 满足其实际变 电所 的供电需要。 在一般情况下, 变电所受蛰盾 电雷击, 主要有 以下表现形式, 比如其雷击对于变 电所设备的干扰, 其雷电波通 过输 电线, 进入变电所。 有的雷电直接打在电力设置上, 导致其 电力装 置的较高的电压 的产生, 从而导致一系列的机 械效益及 其热效应的产生, 不能确保其变电所的日常工作的顺利开展, 导 致 了实际工作的麻烦。 当雷云存在于架空导线附近 时, 其会产生 定的静电感应, 从而产生了一系列的异性束缚电荷, 这种环节 的应用, 加剧了电压的产生, 从而不利于日常 电力资源的输送。 ( 二 )在此过 程中,我们也要进行避雷带及其避雷针 的 有效设置 ,确保其外部防雷系统的健全,促进 建筑物的防雷装 置的设置,以 有效避免雷击现象的产生,从而有效降低火灾事 故及其安全事故的产生。在此环节 中,我们也要进行内部 防雷 系统的健全 ,促进其相关雷 电波的有效预防,避免 电力装 备发 生破坏,保证避雷体系完好无损,确保电位衔接 的正常运作 。 因为要清除雷电天气导致的破坏性电位差,所 以要进行等 电位 衔接,同时也要以一样的衔接方式进行电源线路、信号线路与 各个管道、局部 内 部维护区等的衔接 ,然后与主等 电位衔接 。 二、完善 变电站 的避雷计划 ( 一 )在变 电站的运行中,通常会受到下行雷 电的影响, 下行雷会给变 电站 的装 备带来破坏性影响 。也可能会是变 电 站的架空 电路感应 雷过 电压 对变 电所的设备运行导致一 系列 的阻碍的产生 。为 了促 进其变 电所的防雷体系 的健 全,我们 要采取相关措施 ,进行 直击雷的有效 防范 ,确保其 雷电波 的 有效预防 ,确保其变 电所进线环节 的完善 ,确保其变压 器的 运作系统的健全 ,促进其内部各个构成成分之间的高效协作 。 变 电站 配备避雷针之后可 以避 免遭 受直击雷 电的损坏, 这种方法是 目前变 电站抵御直击雷破坏的主要方法 。避雷针可 以保护 电气装备 、建筑物不受雷电的损坏 的雷电吸收装备 ,他 的功能是将雷电接收到 自己体 内,然后将雷电导入大地 内部, 消除它给地面带来 的损坏 的设备。变电站在安装避雷针 的时候 应该保证所有的装备都在避雷针的维护区域 内。同时,还应该 注意一个 问题就是在避雷针遭到雷击 以后会发生反击事故。 在变 电所的防雷体 系建 设过程中,我们 要根据其变 电所 的特 点,进行相关环节的应用 ,确保其室外设备及其架构环节 的安全性 ,确保其避雷针环节的有效应用,确保其接地装置 的 健全 , 确保其 电缆、电线与变 电所的合理距离 的保持,促进变 电所 的日常供 电环节 的完善。 我们也要进行避雷针 的有效应用, 确保其配电装置的有效应用,避免出现该运作过程中的发展, 促进其避雷针 的配电装置架构的有效应用 ,满足实际工作的。 变电站的进线维护,想要对避雷器通过 的雷电流量值与 电波坡 度进行控制,就必须对变 电站的进线进行有效保护 。在线路 中 有过 电压的时候,把有行波导线导入变 电站运动 ,这时候,电
浅谈变电站的防雷设施及运行

加以分析。
1 . 外部防雷和 内部防雷 避雷针 、避雷 网引下线和接地 系统构成外 部 防雷系统 ,主要是为 了保 护建筑物 免受雷击 引起火 灾事故及 人身安全事 故;而 内部 防雷系 统则是 防止雷 电和其它形 式的过 电压 侵入设备 中造成损 坏 ,这 是外部防 雷系统无法保 证的 。 为 了 实现 内部 防 雷 , 需要对 进 出 保护 区 的 电 缆 ,金 属管道等 都要连接 防雷、及过压 保护装 置 ,并实行等 电位连接,消除 电位差,变 电站 的 意义 至关 重要 ,随着电力系统 的快速发展 ,使得 电能这 清洁 能源在人 民生 产、生活 中得 到 了普及使 用 。但 当高压输 电网在为人们 提供 动力和照 明 时 ,我 们不能忽视 自然界产生 的雷 电对变 电站 内高 压输变 电设 备产 生 的大量 的巨大危害 因 此 ,必须加强变 电站雷 电防护 问题的认识 与研 究 ,采取 相关保护措 施确保变 电站 内设备 可靠 运行 。 二 、变电站遭受雷击的主要原 因 电力系统在正常运 行时 ,电气设备 的绝缘 处于 电网的额 定电压作用之 下,但是 由于 雷击 的原 因,供配 电系统 中某些 设备承受 的电压会 大大超 过正常状 态下的数值 ,通常情况 下变 电 站雷 击有 以下情 况:一 是雷 电直击于变 电站的 设备 上;二是架 空线路 的雷电感应过 电压 形成 的雷电波沿线 路侵入变 电站。三直击雷 或感应 雷 过电压形成 的雷 电波沿 线路侵入变 电站 。其 具体表现 形式如下: 1 . 直击雷过 电压。雷 电直接对 电气设备或 其 它物体放 电,其过 电压引起的强 大雷 电流将 通过 这些物体 入地 ,雷 电流在这些物体 上产生 较 高的 电压 ,同时雷 电流通过这些物体 时 ,将 产 生有强烈破 坏作用 的热效应和机械 效应 ,从 而破 坏相关 电气设备 。 2 . 感应 过 电压 。当 雷 电云在 架 空导 线上 方 , 由于静 电感应 ,在 架空导线上 积聚 了大量 的异性束 缚电荷 ,在 雷云对任何物 体放 电时 , 线 路上 的电荷 被释放 ,形成 的自由电荷流 向线 路 的两端 ,产生很 高的过 电压 ,此 过 电压会对 供 电网络造成很大危害 。 3 . 直击 雷或感应雷在线 路形成沿线路入侵 变 电站 内设备的雷 电波,是 由于 线路遭受直击 雷或感应 雷后产生 的。它沿导线 以光速传递 到 变 电站 ,此种过 电压 对供 电网络 造成的危 害较 多, 占雷击事故 的一半 以上。 因 此 ,架 空 线路 的 雷 电感应 过 电压 和 直 击雷过 电压形成 的雷 电波沿线路 侵入变 电站, 是导致变 电站雷 害的主要原 因,如果不采 取防 护措施 ,极可能造 成变 电站 内电气设备绝 缘损 坏 ,引发事故 。 三 、变电站防雷的原则 针 对变 电站的特 点,其总 的防雷原则是将 雷 电流 直接接 引入 地下泄散 ;阻塞 由电源 线或 数据 、信号线 引入的过 电压 ;限制被保 护设备 上浪涌 过 电压幅 值。这三者 相互配合 ,各行其 责 ,缺 一不可 。应从单纯 的避雷针 引雷 入地 , 转为有源 和无源 防护 ,包括 :防直击雷 ,防感 应雷 电波侵入 ,防雷 电电磁 感应等 多方 面系统
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变电站运行中的防雷改进措施研究
摘要:在实际运行中,变电站的防雷系统往往会出现各种新情况、新问题,需要进行具体分析与针对性改进。
本文以一座受雷击危害较为严重的110kv变电站发生的雷击事故为例,参照变电站的防雷理论并结合现场实际情况对该变电站的防雷进行了深入细致的分析与研究,提出了改进方案并付诸实施,取得了良好的应用效果。
关键词:变电站;防雷;改进措施
1 概述
变电站的防雷是一项系统工程,为此变电站在设计中已经予以充分考虑。
但是由于各种因素的限制,变电站的防雷设计并不能完全满足现场实际要求。
这就需要根据现场实际运行中暴露出来的问题,进行针对性地改进。
一般来说,变电站的防雷主要由以下几个方面构成:
1.1 对直击雷的防护
变电站对直击雷的防护方法是装设避雷针,将变电站的进线杆塔与室外电气设备全部置于避雷针的保护范围之内。
为了防止避雷针落雷时对被保护物产生反击,避雷针与被保护物应保持一定距离。
1.2 对雷电入侵波的防护
变电站的防护雷电入侵波危害的主要方法是在变电站的进线段装设避雷器,在进线段杆塔上装设一段(1~2km)避雷线,以限制雷电流。
另外,在变电站母线上装设避雷器,在用电缆引出的架空
线上电缆接头附近亦装设避雷器。
2 新安太堡110kv变电站概况与雷击事故经过
中煤平朔公司新安太堡110kv变电站是安太堡矿区的主要电源点,共有2路110kv进线,12路35kv出线。
该站双回110kv电源引自朔州地区公用电网,110kv系统和35kv系统均采用双母线接线方式,安装3台40000kva主变压器,110kv设备与主变压器户外安装,35kv设备户内安装。
2011年7月10日当夜雷电活动频繁,19时26分,2#、3#主变压器同时跳闸,同一时刻322、324出线跳闸。
事故发生时运行人员看到站内东北角避雷针有火球落下,表明该站被直击雷击中。
2011年8月25日中午雷电活动强烈,12时44分,2#、3#主变压器同时跳闸,同一时刻322、324出线跳闸,故障特征与第一次较为相似。
两次雷击事故均造成两台主变跳闸,造成大范围停电,给矿区的正常生产与生活造成了严重影响。
因此,必须进行必要的研究,采取相应的改进措施,以避免此类事故频繁发生。
3 两次雷击事故分析
跳闸时事故报文如下:
3.1 2011年7月10日跳闸
3.1.1 19°26′30″ 2#主变102#开关间隙零序保护动作,间隙零序电流i0j=16.20a,间隙零序电压u0j=0.04v;同一时刻3#主变103#开关间隙零序保护动作,i0j=7.40a,u0j=0.01v。
3.1.2 19°26′30″ 35kv出线322#开关过流ⅱ段或限时速断动作,ia=26.31a,ib=26.71a,ic=35.51a;同一时刻35kv出线324#开关过流ⅱ段或限时速断动作,ia=15.36a,ib=15.23a,ic=0.30a。
3.2 2011年8月25日跳闸
3.2.1 12°44′32″ 2#主变102#开关间隙零序保护动作,间隙零序电流i0j=18.33a,间隙零序电压u0j=0.02v;同一时刻3#主变103#开关间隙零序保护动作,i0j=9.98a,u0j=0.04v;
3.2.2 19°26′30″ 35kv出线322#开关过流ⅱ段或限时速断动作,ia=1.13a,ib=22.67a,ic=1.68a;同一时刻35kv出线324#
开关过流ⅱ段或限时速断动作,ia=20.26a,ib=11.26,ic=0.22a。
根据事故报文,结合现场实际情况,可初步作出以下结论:(1)该站由于供电安全需要,35kv侧采用中性点直接接地方式,所以本站3台主变压器均采用y,yn0接线组别。
根据地方电网要求,1#主变中性点直接接地,2#、3#主变中性点不接地。
雷击事故发生时,电网产生了很大的零序电流并反映到3台主变,其中1#
主变中性点直接接地,零序电流通过中性点接地开关流入大地,零序保护未动作;而2#、3#主变中性点不接地,零序电流在中性点保护间隙放电瞬间流入大地,同时造成间隙零序保护动作跳闸。
(2)两次故障均造成322#、324#开关跳闸。
经运行人员指认,322#、324#同塔双回35kv线路与110kv向安双回线(其中一路为该站电源)有较长一段在山顶并行且距离较近。
两次主变跳闸的同时,322#、324#同塔双回线路也同时跳闸,这表明两种电压等级线
路平行接近的环境影响是35kv双回线雷击跳闸的可能原因。
现场调查发现,本站建在山南侧坡上,变电站南侧为季节河河滩,因雷电易向低电阻率河滩侧活动,从山坡向本站落雷的可能性较大。
(3)两次雷击造成2#、3#主变间隙零序保护动作跳闸,降低了2#、3#主变中性点工频电压,对主变起到保护作用。
但调查发现该站三台主变间隙保护为棒-棒间隙,用细螺纹调节间距,但有较严重锈蚀;经多次放电,棒端的放电尖端形状受到破坏。
(4)第一次雷击时雷击运行人员看到站内东北角避雷针有火球落下,表明有直接雷击中,但站内无设备未损坏,表明防直击雷设施起到作用,接地装置也满足防直击雷要求。
但经现场调查与计算,变电站南侧两支架构避雷针高度不足,保护高度为7.3m,低于110kv 设备高度11.0m,出现雷电保护失效的”锅底区”,失效区内设备雷击损坏可能性是存在的。
4 改进方案
通过事故分析,新安太堡110kv变电站发生雷击事故的原因是多方面的,需要多方面着手,多管齐下,才能减小雷击事故发生的概率。
按照改进系统防雷保护的薄弱环节、改善继电保护总体功能等原则,具体实施如下方法。
4.1 为了减少线路雷击接地故障,首先应校验110kv架空线路避雷线的保护范围。
如保护范围存在死区,可考虑在该范围110kv杆塔上装设线路避雷器。
现变电站内110kv进线侧无避雷器,考虑到本站常用方式为一线投运、另一线备用,进线侧增设避雷器后,可
以防止雷电波侵入进线端而损坏站内设备。
4.2 110kv与35kv线路平行临近的区段落雷可能性较大,为了改善该段线路的防雷性能,应在110kv与35kv线路平行临近的区段的山顶铁塔上加装两到三组线路避雷器。
4.3 为防止避雷针防雷死区可能导致的直击雷造成设备损坏,应在2#、3#变压器之间架构上加装一支避雷针,在35kv主墙外加装一支避雷针,可彻底消除防雷死区。
4.4 110kv供电线路首端所设置的零序过流ⅱ段与主变间隙零序时间整定值均为0.5s,会出现谁先“跑完时间”导致跳闸的“出口竞赛”,时间定值配合应作调整。
从保护主变和减少系统潮流扰动双重考虑,应调低间隙动作时间。
4.5 变电站中性点间隙保护应当完善。
三台主变间隙保护为棒-棒间距,存在有严重的锈蚀和棒端受损,间隙存在差异,应改为球形间隙并做高压试验确定间距。
5 结束语
经过将近半年的研究与整改,上述措施已经付诸实施。
在2012年雷雨季,雷电活动强度与2011年相当,而新安太堡110kv变电站未发生类似的雷击事故,初步判断这些措施已经产生了积极的作用。
实践证明,新安太堡110kv变电站的防雷研究取得了一定的成果,产生了较大的应用与推广价值,为其它受雷击危害较重的变电站提供了一种解决问题的思路。
参考文献
[1]秦家远,阮江军.变压器中性点过电压综述[j].华中电
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