第三节 旋转电机的防雷保护
旋转电机的防雷保护

由于电机绕组匝间电容较小,匝间承受电压正比于 陡度,要求来波陡度较小(匝间绝缘)
电机绕组中性点一般不接地,三相进波时,中性点 电压可达进波电压的两倍(中性点绝缘)
4.5.2 直配电机的防雷措施
a) 避雷器保护
功能:降低侵入波幅值 电机的冲击耐压值与同等级FCD避雷器在3kA 下的残压略大,必须使流经避雷器的雷电流 小于3kA,需配合进线段保护使用
b)电容器保护 功能:限制侵入波陡度α和降低感应雷过电压
若每相电容为0.25-0.5uF,可使陡度小于2kV/us, 同时感应过电压也得到降低。
c) 电缆段保护(进线段保护) 功能:限制流经FCD型避雷器中的雷电流使之小 于3kA
d) 电抗器保护 功能:在雷电波侵入时抬高首端冲击电压,使安 装在电缆首端的避雷器放电
4.5 旋转电机的防雷保护
4.5.1 旋转电机的防雷保护特点 4.5.2 直配电机的防雷保护 4.5.3 非直配电机的防雷保护
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4.5.1 旋转电机的防雷保护特点
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
运行中的旋转电机主绝缘低于出厂时的核定值 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(主绝缘)
原因及措施: 由于电缆段波阻抗比架空线小,入侵波到达电缆首端 时会发生负发射,降低了首端电压而使FE2动作困难 电缆首端与避雷器之间加装100-300uH的电感而抬高 首端电压,而使FE2放电 也可将FE2向线路方向移动一定距离,在负反射波还 未到达之前,FE2已经动作
保护接线图
L:限制工频短路电流FS: 保护电抗器和电缆终端
FZ:保护中性点绝缘的避雷器
4.5.3 非直配电机的保护
一般不需要装设电容器和避雷器
机电安全培训 34 雷电防护

接地系统的原理和使用方法 单击此处输入你的正文,请阐述观点
雷电预警系统的原理和使用方法 单击此处输入你的正文,请阐述观点
设备接地系统:确保设备与大地之间的良好连接,降低雷电对设备的影响 接地电阻:确保接地电阻符合规范要求,提高设备的防雷能力 接地方式:根据设备的特点选择合适的接地方式,如单点接地、多点接地等 接地材料:选择合适的接地材料,如铜线、钢材等,确保接地的稳定性和可靠性
防雷装置的种类:避雷针、避雷带、避雷线等 防雷装置的设置:根据设备的重要性、使用场所等因素进行合理设置 防雷装置的维护:定期检查、清洁、更换等,确保其正常工作 注意事项:避免在雷雨天气使用电器设备,确保人身和设备安全
安装避雷针:避雷针可以有效地将雷电引入地下,保护设备免受雷击。 接地措施:将设备接地,使雷电电流能够安全地流入地下,避免设备受到损坏。 防雷器:在设备电源和信号线上安装防雷器,可以有效地抑制雷电对设备的干扰和损坏。 定期检查:定期对设备的防雷保护措施进行检查和维护,确保其有效性。
雷电的形成和放电过程 单击此处输入你的正文,请阐述观点
雷电防护的基本原理和方法 单击此处输入你的正文,请阐述观点
避雷针的原理和使用方法 单击此处输入你的正文,请阐述观点
防雷设备的原理和使用方法 单击此处输入你的正文,请阐述观点
雷电的危害和影响 单击此处输入你的正文,请阐述观点
雷电防护的措施和应用 雷电防护的基本 原理和方法
雷电对机电设备的直接破坏
雷电对机电设备的安全隐患
添加标题
添加标题
雷电对机电设备的间接影响
添加标题
添加标题
雷电对机电设备的预防措施
单击此处输入你的项正文,请尽量言简意赅的阐述观点。 单击此处输入你的项正文,请尽量言简意赅的阐述观点。 单击此处输入你的项正文,请尽量言简意赅的阐述观点。 单击此处输入你的项正文,请尽量言简意赅的阐述观点。 综上所述,雷电对人身安全的危害不容小觑,加强雷电防护意识至关重要。
第三节旋转电机的防雷保护

• (2)电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避 雷器的保护水平相差不多、裕度很小,需 要与电容器组、电抗器、电缆段等配合使 用; • (3)作用在相邻两匝间的过电压与进波的陡 度成正比,必须严格限制进波陡度。
二、旋转电机防雷保护措施及接线
从防雷的观点来看,发电机可分为两大类:
1)经过变压器再接到架空线上去的电机,简称非直配 电机。 2)直接与架空线相连(包括经过电缆段、电抗器等元件 与架空线相连)的电机,简称直配电机。
防雷变压器在保证原变压器系列产品电气的基础上,着重 于提高变压器本身的抗雷击能力,通过采取特殊设计和特 殊工艺,大大降低了转移系数,保护了变压器非线路侧的 设备,将变压器的防雷性能提高了一个新的高度。
FCD型磁吹避雷器、特别是现代氧化锌避雷器的问世 为旋转电机的防雷保护提供了新的可能性,但是仍需 有完善的防雷保护接线与之配合,方能确保安全。
小 结
旋转电机的防雷保护要求高、困难大,而且要全面 考虑绕组的主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护要 求。 现代氧化锌避雷器的问世为旋转电机的防雷保护提 供了新的可能性,但是仍需有完善的防雷保护接线与 之配合,方能确保安全。
(本节完)
第三节
旋转电机的防雷保护
旋转电机防雷保护的特点 旋转电机防雷保护措施及接线
一、旋转电机防雷保护的特点
旋转电机的防雷保护比变方面的特殊性所造成的。
• (1)在同一电压等级的电气设备中,以旋转电机的冲击电 气强度为最低,这是因为: • 1)电机具有高速旋转的转子,因此电机只能采用固体介 质,而不能象变压器那样可以采用固体—液体介质组合绝 缘。电机的额定电压、绝缘水平都不可能太高; • 2)在制造过程中,电机绝缘容易受到损伤,绝缘内易出 现空洞或缝隙,在运行过程中容易发生局部放电,导致绝 缘劣化; • 3)电机绝缘的运行条件最为残酷,要受到热、机械振动、 空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合作用,老化 较快; • 4)电机绝缘结构的电场比较均匀,其冲击系数接近于1, 因而在雷电过电压下的电气强度是最薄弱的一环。
电力系统防雷保护三

1.5
2
1
66
1.5
2
1
110
1.5
2
220
2
1
25 40 50
45 60 80
45 70 100
105
进线路数
2
40 55 75
65 85 105
70 95 135
165
3
50 65 90
80 105 130
80 115 160
195
≥4
55 75 105
90 115 145
90 130 180
220
Z
Ubm
2U50%
IbL
(a)
(b)
.
10
(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:
t 2 l/v 2 * ( 1 2 ) /3 6 0 . 7 1 0 . 3 s 3
因此避雷器动作产生的负波到首端,发生反射后又回到 避雷器处时,已经过了雷电波的峰值,因此可不考虑它 的影响。
对于110kV及以上中性点有效接地系统,中性点绝缘
110kV为35kV,220kV为110kV,故虚要在中性点上加
装阀型避雷器或者保护间隙。避雷器的灭弧电压要低
于一相接地时引起的中性点电位升高的有效值,以免
发生爆炸。在中性点直接接地的地网中,上述故障可
引起中性点电位升高至线电压的35%。因此,这种避
. FZ
GB
.
.
16
10.2.4 变电站防雷的几个具体问题
(一) 三绕组变压器的保护
当变压器高压侧有雷电波侵入时,通过绕组间的静电 耦合和电磁耦合,会使得低压侧上出现过电压。
发电厂和变电所的防雷保护ppt课件

变压器承受截波的能力称为多次截波耐压值Uj, 根据实践经验,该值为变压器三次截波冲击试验
电压的1/1.15倍,即:
U
j•3
U 1.15 j
精选PPT课件
18
为了保证设备安全运行,必须满足:
USUj
U U 即: 2 l K
b•5
j
由上式可见,为了保证变压器和其他设备的
安全,需采取如下措施:
1)必须限制避雷器的残压,也就是说对流过 避雷器的雷电流必须加以限制使之不大于5KA或 10KA;
二路进线的变电所
精选PPT课件
20
说明:
1)因变电所中其他设备的冲击耐压值比变压器 高,所以其他设备的最大允许电气安全距离可以 比上两图中的值相应增加35%。
2)二路进线的变电所,其最大允许电气距离比 一路进线时大。原因是一路来波时,另一路将分 流部分雷电流。
3)规程建议,三路进线变电所的最大电气允许 距离比二路时增大20%;四路及以上进线可增大 35%。
上两式表明,避雷针和接地装置上的电位uk和 ud与冲击接地电阻Rch有关, Rch越小,则uk和ud 越低。
为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空
气间隙Sk被击穿而造成反击事故,必须要求Sk大 于一定距离,若取空气的平均抗电强度为
S R 500KV/m,则Sk应满足: 0 .2 0 .1 h m
入侵雷电波的最大幅值 为线路绝缘的50%冲击闪 络电压U50%。
则流经避雷器雷电流的
最大值Ib满足:
U I U 2 z
5% 0 b
bm 避雷器的残压
进线段导线波阻 精选PPT课件
最大值 31
从P288表10-3-2可知,1~2Km的进线端已能够 满足限制避雷器中雷电流不超过5KA或10KA的要 求。
高电压技术-第08章 电力系统防雷保护

电磁分量较小,通常只考虑其静电压为 (无避雷线时,雷直击于导线, 规程)
Ug
=
25I
h d
配合 2)它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲
击电气强度 3)被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。
38
被保护绝缘与避雷器之间的电压差 ΔU ,对右图 中的接线图,经过波的多次折反射分析可知:
ΔU = 2a l v
被保护绝缘与避雷器间的电气距离l 越大、进波陡度 a或a′越大,电压差值 ΔU也就越大。
39
阀式避雷器动作以后有一个不大的电 压降,然后保持残压水平,由于被保护设 备与避雷器间有距离,致使电压波产生振 荡,波形接近冲击截波,因此对于变压器
类电力设备来说,往往采用2 μs截波冲击耐
压值作为他们的绝缘冲击耐压水平。
40
绝缘冲击耐压水平应满足: U w (i) ≥ U is + Δ U
Uis 阀式避雷器的残压
=
I(βRi
+
β
Lt 2.6
+
hc )(1−k) 2.6
a为雷电流波前陡度,取其平均陡度
18
耐雷水平
35kV: 20-30kA 110kV: 40-75kA 220kV: 75-110kA 330kV: 100-150kA 500kV: 125-175kA
19
雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央 时。真正击中档距中央避雷线的概率只有10%左右。20
12
雷击塔顶时的过电压
发电厂和变电所的防雷保护

35kV及以下变电所需独立加设避雷针,并达到不反 击的要求。
(1) 配电构架辅助接地装置与地网连接点
(1) (2)
(2) 变压器接地与地网的连接点
7
二、变电所内避雷器的保护作用
8
装设避雷器
正确选择避雷器的形式、参数 合理确定保护接线方式,如台数、装设位置 尽量少的避雷器保护所有设备
9
1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
di L 38.5kA / s dt
避雷针的接地装置上
A SK 1 h
L0=1.55μH/m; h高处L=1.55hμH 空气与土壤的平均击穿场强:
2 Sd
E=500kV/m
K
L d
Rch
5
1、避雷针的反击
发生反击时: 500Sk=100Rch+60h
500Sd=100Rch
防止反击: Sk>0.2Rch+0.1h 一般5m
19
2、35kV小容量变电所进线段的保护
避雷器距变压器距离小于10m,a允许大一些 进线段可缩短到500~600m 为了限流,FE1、FE2的接地电阻 R 5
<10m
20
旋转电机的防雷保护
一、 旋转电机防雷保护的特点 旋转电机的防雷保护要比变压器困难得多,其雷害
事故也往往大于变压器,这是由它的绝缘结构、运 行条件等方面的特殊性造成的。 1. 在同一电压等级的电气设备中,以旋转电机的冲击 电气强度为最低。 2. 电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护 水平相差不多、裕度很小。 3. 发电机绕组的匝间电容很小和不连续,迫使过电压 进入电机绕组后只能沿着绕组导体传播,而它的每 匝绕组的长度又远较变压器绕组为大。
高电压技术复习题与答案《一》

《高电压工程》(专科)复习题-学生一、填空题:1、所谓“过电压”是指电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。
2、电力系统在发生雷击或进行操作时,输电线路的都可能产生以行波的过电压波,该波过程的本质是能量沿着导线传播的过程,即在导线周围逐步建立起电场和磁场的过程,也就是在导线周围空间储存电磁能的过程。
3、波阻抗Z是电压波与电流波之间的比例常数,它反映了波在传播过程中遵循储存在单位长度线路周围媒质中的电场能量和磁场能量一定相等的规律,所以Z是一个非常重要的参数。
4、电压波的符号取决于它的极性,而与电荷的运动方向无关。
5、过电压波在线路开路末端处的电压加倍,电流变零,这种电压加倍升高对线路的绝缘是很危险的。
6、过电压波在线路末端短路接地处的电流加倍,电压变零,该现象表明这时的全部能量都转化为磁场能量储存起来。
7、在波过程的分析中,可将入射波和波阻抗为Z的线路,用一个集中参数的等值电路来代替,其中电源电势等于电压入射波的两倍,该电源内阻等于线路波阻抗Z 。
这就是应用广泛的彼得逊法则。
8、彼得逊法则只适用于入射波必须是一条分布参数线路传播过来。
其次,只适用于节点A之后的任何一条线路末端产生的反射尚未回到A点之前的情况。
9、电力系统绝缘配合的根本任务是正确处理过电压和绝缘这一矛盾。
以达到任务安全,经济供电的目的。
10、变压器绕组中的波过程是以一系列振荡形式的驻波的方法来探讨的。
分析其过电压可能达到的幅值和波形是设计变压器绝缘结构的基础。
11、旋转电机绕组中的波过程与输电线路相似,该过程因大量折、反射而变得极其复杂,在工程分析中,常采用取平均值的方法的宏观处理方法分析之。
12、雷电放电是一种超长气隙的火花放电。
“云—地”间的线状雷的放电经过先导电,后放电回击等阶段完成的。
13、雷击于低接地电阻(≤30Ω)的物体时所流过雷击点的电流为雷电流,它的幅值I用来表示(即雷电的强度指标)。
14、在防雷计算中,可按不同的要求,采取双指数法、斜角法、斜角平顶法、半余弦法等不同的计算波形。
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防雷变压器在保证原变压器系列产品电气的基础上, 防雷变压器在保证原变压器系列产品电气的基础上,着重 于提高变压器本身的抗雷击能力, 于提高变压器本身的抗雷击能力,通过采取特殊设计和特 殊工艺,大大降低了转移系数, 殊工艺,大大降低了转移系数,保护了变压器非线路侧的 设备,将变压器的防雷性能提高了一个新的高度。 设备,将变压器的防雷性能提高了一个新的高度。
二、旋转电机防雷保护措施及接线
从防雷的观点来看,发电机可分为两大类: 1)经过变压器再接到架空线上去的电机,简称非直配 电机。 2)直接与架空线相连(包括经过电缆段、电抗器等元件 与架空线相连)的电机,简称直配电机。 非直配电机所受到的过电压均须经过变压器绕组之间 的静电和电磁传递。只要把变压器保护好了,不必对 发电机再采取专门的保护措施。对于在多雷区的经升 压变压器送电的大型发电机,仍宜装设一组氧化锌或 磁吹避雷器加以保护。
第三节
旋转电机的防雷保护
旋转电机防雷保护的特点 旋转电机防雷保护措施及接线
பைடு நூலகம்
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。
• (1)在同一电压等级的电气设备中,以旋转电机的冲击电 在同一电压等级的电气设备中, 在同一电压等级的电气设备中 气强度为最低,这是因为: 气强度为最低,这是因为: • 1)电机具有高速旋转的转子,因此电机只能采用固体介 )电机具有高速旋转的转子, 而不能象变压器那样可以采用固体—液体介质组合绝 质,而不能象变压器那样可以采用固体 液体介质组合绝 电机的额定电压、绝缘水平都不可能太高; 缘。电机的额定电压、绝缘水平都不可能太高; • 2)在制造过程中,电机绝缘容易受到损伤,绝缘内易出 )在制造过程中,电机绝缘容易受到损伤, 现空洞或缝隙,在运行过程中容易发生局部放电, 现空洞或缝隙,在运行过程中容易发生局部放电,导致绝 缘劣化; 缘劣化; • 3)电机绝缘的运行条件最为残酷,要受到热、机械振动、 )电机绝缘的运行条件最为残酷,要受到热、机械振动、 空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合作用, 空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合作用,老化 较快; 较快; • 4)电机绝缘结构的电场比较均匀,其冲击系数接近于 , )电机绝缘结构的电场比较均匀,其冲击系数接近于1, 因而在雷电过电压下的电气强度是最薄弱的一环。 因而在雷电过电压下的电气强度是最薄弱的一环。
• (2)电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避 电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避 雷器的保护水平相差不多、裕度很小, 雷器的保护水平相差不多、裕度很小,需 要与电容器组、电抗器、 要与电容器组、电抗器、电缆段等配合使 用; • (3)作用在相邻两匝间的过电压与进波的陡 作用在相邻两匝间的过电压与进波的陡 度成正比,必须严格限制进波陡度。 度成正比,必须严格限制进波陡度。
小 结
旋转电机的防雷保护要求高、困难大,而且要全面 考虑绕组的主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护要 求。 现代氧化锌避雷器的问世为旋转电机的防雷保护提 供了新的可能性,但是仍需有完善的防雷保护接线与 之配合,方能确保安全。
(本节完)
• 在旋转电机保护专用的 在旋转电机保护专用的FCD型磁吹避雷器问世以 型磁吹避雷器问世以 前,由于普通阀式避雷器和其他防雷措施实际上 都不能满足直配电机的保护要求, 都不能满足直配电机的保护要求,因而有相当长 的一段时期不得不作出以下规定: 的一段时期不得不作出以下规定:“容量在 15000kVA以上的旋转电机不得与架空线相连,如 以上的旋转电机不得与架空线相连, 以上的旋转电机不得与架空线相连 果发电机容量大于15000kVA,而又必须以发电机 果发电机容量大于 , 电压给临近负荷供电时, 电压给临近负荷供电时,只能选用下列两种方法 中的一种:( :(1)经过变比为1: 的防雷变压器再 中的一种:( )经过变比为 :1的防雷变压器再 接到架空线上去;( ;(2)全线采用地下电缆送电” 接到架空线上去;( )全线采用地下电缆送电”。 显然,从经济观点来看, 显然,从经济观点来看,这两种方法都是极其不 利的。 利的。 • 直配发电机的防雷保护则是电力系统防雷中的一 大难题。因为这时过电压波直接从线路入侵, 大难题。因为这时过电压波直接从线路入侵,幅 值大、陡度也大。 值大、陡度也大。
FCD型磁吹避雷器、特别是现代氧化锌避雷器的问世 为旋转电机的防雷保护提供了新的可能性,但是仍需 有完善的防雷保护接线与之配合,方能确保安全。
我国标准推荐的25~60MW直配电机的防雷保护接线如 图8-15所示。
• 1)发电机母线上 发电机母线上FV2是一组 是一组ZnO避雷器或磁吹避 发电机母线上 是一组 避雷器或磁吹避 雷器,最后一关; 雷器,最后一关; • 2)并联电容器 限制进波陡度和降低感应雷击过 并联电容器C限制进波陡度和降低感应雷击过 并联电容器 电压; 电压; • 3)L为限制工频短路电流的电抗器,也能发挥降 为限制工频短路电流的电抗器, 为限制工频短路电流的电抗器 低进波陡度和减小流过FV2的冲击电流的作用; 的冲击电流的作用; 低进波陡度和减小流过 的冲击电流的作用 • 现对图 现对图8-15中各种措施、各个元件的作用简要 中各种措施、 中各种措施 介绍如下: 介绍如下: • 4)插接一段 插接一段150m以上的电缆限制流入避雷器 插接一段 以上的电缆限制流入避雷器 FV2的冲击电流不超过 的冲击电流不超过3kA。 的冲击电流不超过 。 • 5)管式避雷器 管式避雷器FT1和FT2,FT1的动作代替 的动作代替FT2 管式避雷器 和 , 的动作代替 的动作,使电缆发挥其限流作用。 距离A点 的动作,使电缆发挥其限流作用。FT1距离 点 距离 70m。 。