第七讲发电厂和变电所的防雷保护PPT课件
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第七章
发电厂和变电所的防雷保护
1
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总体概述
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2
发电厂、变电所遭受雷害的两个方面：
一是雷直击于发电厂、变电所 二是雷击输电线后产生的雷电波侵入发电厂、变电所
3
一.发电厂、变电所的直击雷保护
Sd 0.3Rch
一般情况下： Sd 3m
9
2.构架避雷针 (1)适用范围：110kv及以上变电所
10
(2)注意事项： a.为确保变电站中最重要而绝缘较弱的主变压 器的绝缘免受反击的威胁，要求在装置避雷 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到变压器接地 线到主接地网的地下连接点，沿接地体的距 离不得小于15米； b. 在变压器的门型构架上，不允许装避雷针
11
(3)线路终端杆塔上的避雷线能否与变电所构架相连的问题：
110kv及以上 可以相连，若ρ>1000Ω·m 应 加集中接地装置
35—60kv
当ρ<=500Ω·m 允许相连，但应 加集中接地装置 当ρ>500Ω·m 不允许相连
12
二.变电所的侵入波保护
1.阀式避雷器的保护作用分析 (1).变压器与避雷器之间的距离为零 接线图
13
动作前等值电路
动作后等值电路
14
列出方程：
2u
ib
ub z1
z1
ub
ub
ib
z1 2
u
15
用图解法求解
16
分析: 避雷器电压有两个峰值：
u ch
: 避雷器冲击放电电压，由于阀式避 雷器的伏的特性较平，可认为是一个
定值
u ca : 避雷器最高的残压，由于流经避雷器 的雷电流一般不超过5kA，因此其值 取为5kA下的残压
1.独立避雷针 (1)适用范围：35kv及以下变电所
4
(2)示意图
5
(3)高为h的避雷针受雷击时出现的电位：
uk
LdiL dt
iLRch
(4)避雷针的接地装置上出现的电位
ud RchiL
6
取： 于是：
i L 150 kA di L 30 kA / s dt L 1.7 h H
uk 150 Rch 50 h
36
安装避雷器的自耦变压器
37
3. 变压器中性点保护 (1).中性点绝缘水平 60kv及以下 110kv及以上
全绝缘 分级绝缘
38
(2).不同电压等级的中性点保护 (1)60kv及以下的电网中的变压器: 一般不需要保护 (2)多雷地区或装有消弧线圈的变压器： 宜在中性点加装避雷器 (3)110kv及以上电网中变压器: 变压器中性点宜选金属氧化物避雷器
由此特点，旋转电机（直配电机）的防雷保护应包括:主 绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护
41
2.直配电机的防雷措施 (1).避雷器保护
功能：降低侵入波幅值 (2).电容器保护
功能：限制侵入波陡度α和降低感应雷过电压
42
43
问答环节
Q|A 您的问题是？ ——善于提问,勤于思考 44
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
17
18
(2).变压器和避雷器之间有一定的电器距离 接线图
19
分析用图
20
避雷器上的电压
21
变压器上的电压波形
22
23
变压器承受雷电波能力
Uc.5
2 l
Uj
变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离
lm
Uj Uc.5
2 /
24
三.变电所的进线段保护
保护目的： 为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设备， 限制流经避雷器的电流幅值不超过5kv、限制 侵入波陡度α不超过一定的允许值
陡度化为kv/m单位
' 300
30
31
3. 35kv及以上变电所的进线段保护
32
四.变电器防雷保护的几个具体问题
1. 三绕组变压器的防雷保护 措施： 在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器
33
2.自耦变压器的防雷保护 (1).高、低压绕组运行，中压开路
线路图
34
电压分布图
35
(2).中、低压绕组运行，高压开路 电压分布图
39
五. 旋转电机的防雷保护
1.旋转电机的防雷保护特点 (1).旋转电机主绝缘的冲击耐压值远低于同级变压器 的冲击耐压值 (2).运行中的旋转电机主绝缘更低于出厂时的核定值 (3).保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝 缘水平的配合裕度很小
40
(4).由于电机绕组匝间电容较小，要求来波陡度较小 (5).电机绕组中性点一般不接地，当侵入波入侵时， 会引起中性点电压升高
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
45
感谢您的观看与聆听
本课件下载后可根据实际情况进行调整
46
ud 150 Rch
7
为防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间空 气间隙被击穿而造成反击事故，若取空气的平均耐 压强度为500kv/m，则
SK
150Rch 50h 500
SK 0.3Rch 0.1h
一般情况下： SK 5m
8
为防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置 之间土壤中的间隙被击穿，取土壤的平均耐电强度 为300kv/m，则
25
1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算 计算条件： 进线段1---2公里 雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%冲击 闪络电压
26
原理接线和等值电路图
27
计算方程：
2U50% ibZ ub ub f (ib )
28
29
2.进入变电所的雷电波陡度α的计算
u
u
l0.50.0hd08u
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一是雷直击于发电厂、变电所 二是雷击输电线后产生的雷电波侵入发电厂、变电所
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一.发电厂、变电所的直击雷保护
Sd 0.3Rch
一般情况下： Sd 3m
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2.构架避雷针 (1)适用范围：110kv及以上变电所
10
(2)注意事项： a.为确保变电站中最重要而绝缘较弱的主变压 器的绝缘免受反击的威胁，要求在装置避雷 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到变压器接地 线到主接地网的地下连接点，沿接地体的距 离不得小于15米； b. 在变压器的门型构架上，不允许装避雷针
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(3)线路终端杆塔上的避雷线能否与变电所构架相连的问题：
110kv及以上 可以相连，若ρ>1000Ω·m 应 加集中接地装置
35—60kv
当ρ<=500Ω·m 允许相连，但应 加集中接地装置 当ρ>500Ω·m 不允许相连
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二.变电所的侵入波保护
1.阀式避雷器的保护作用分析 (1).变压器与避雷器之间的距离为零 接线图
13
动作前等值电路
动作后等值电路
14
列出方程：
2u
ib
ub z1
z1
ub
ub
ib
z1 2
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用图解法求解
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分析: 避雷器电压有两个峰值：
u ch
: 避雷器冲击放电电压，由于阀式避 雷器的伏的特性较平，可认为是一个
定值
u ca : 避雷器最高的残压，由于流经避雷器 的雷电流一般不超过5kA，因此其值 取为5kA下的残压
1.独立避雷针 (1)适用范围：35kv及以下变电所
4
(2)示意图
5
(3)高为h的避雷针受雷击时出现的电位：
uk
LdiL dt
iLRch
(4)避雷针的接地装置上出现的电位
ud RchiL
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取： 于是：
i L 150 kA di L 30 kA / s dt L 1.7 h H
uk 150 Rch 50 h
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安装避雷器的自耦变压器
37
3. 变压器中性点保护 (1).中性点绝缘水平 60kv及以下 110kv及以上
全绝缘 分级绝缘
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(2).不同电压等级的中性点保护 (1)60kv及以下的电网中的变压器: 一般不需要保护 (2)多雷地区或装有消弧线圈的变压器： 宜在中性点加装避雷器 (3)110kv及以上电网中变压器: 变压器中性点宜选金属氧化物避雷器
由此特点，旋转电机（直配电机）的防雷保护应包括:主 绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护
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2.直配电机的防雷措施 (1).避雷器保护
功能：降低侵入波幅值 (2).电容器保护
功能：限制侵入波陡度α和降低感应雷过电压
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43
问答环节
Q|A 您的问题是？ ——善于提问,勤于思考 44
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
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18
(2).变压器和避雷器之间有一定的电器距离 接线图
19
分析用图
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避雷器上的电压
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变压器上的电压波形
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23
变压器承受雷电波能力
Uc.5
2 l
Uj
变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离
lm
Uj Uc.5
2 /
24
三.变电所的进线段保护
保护目的： 为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设备， 限制流经避雷器的电流幅值不超过5kv、限制 侵入波陡度α不超过一定的允许值
陡度化为kv/m单位
' 300
30
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3. 35kv及以上变电所的进线段保护
32
四.变电器防雷保护的几个具体问题
1. 三绕组变压器的防雷保护 措施： 在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器
33
2.自耦变压器的防雷保护 (1).高、低压绕组运行，中压开路
线路图
34
电压分布图
35
(2).中、低压绕组运行，高压开路 电压分布图
39
五. 旋转电机的防雷保护
1.旋转电机的防雷保护特点 (1).旋转电机主绝缘的冲击耐压值远低于同级变压器 的冲击耐压值 (2).运行中的旋转电机主绝缘更低于出厂时的核定值 (3).保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝 缘水平的配合裕度很小
40
(4).由于电机绕组匝间电容较小，要求来波陡度较小 (5).电机绕组中性点一般不接地，当侵入波入侵时， 会引起中性点电压升高
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ud 150 Rch
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为防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间空 气间隙被击穿而造成反击事故，若取空气的平均耐 压强度为500kv/m，则
SK
150Rch 50h 500
SK 0.3Rch 0.1h
一般情况下： SK 5m
8
为防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置 之间土壤中的间隙被击穿，取土壤的平均耐电强度 为300kv/m，则
25
1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算 计算条件： 进线段1---2公里 雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%冲击 闪络电压
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原理接线和等值电路图
27
计算方程：
2U50% ibZ ub ub f (ib )
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2.进入变电所的雷电波陡度α的计算
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u
l0.50.0hd08u