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1、,第二节 变电所的防雷保护,变电所的直击雷保护 阀式避雷器保护作用的分析 变电所的进线段保护 变电所防雷的几个具体问题,变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。,一、变电所的直击雷保护,雷电直接击中变电所设施的导电部分，则出现的雷电过电压很高，一般都会引起绝缘的闪络或击穿，所以必须装设避雷针或避雷线对直击雷进行防护。,按照安装方式的不同，可将避雷针分为独立避雷针和装设在配电装置构架上的避雷针两类。,注意对绝缘水平不高的35kV以下的配电装置，构架避雷针容易导致绝缘逆闪络(反击)。,变电所的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针的支数、高度、装设位置、验算它们的保护范围、应有的接地电阻、防雷接
2、地装置设计等。对于独立避雷针，则还有一个验算它对相邻配电装置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。,为了防止避雷针对构架发生反击，其空气间距S1应满足下式要求,为了防止避雷针接地装置与变电所接地网之间因土壤击穿而连在一起，地下距离S2,亦应满足下式要求,用下面两个公式校核独立避雷针的空气间距和地中距离,分别为空气间隙平均冲击击穿场强和土壤平均冲击击穿场强。,二、阀式避雷器保护作用的分析,装设阀式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电压波的幅值。但是还需要有“进线段保护”与之配合。,阀式避雷器的保护作用基于三个前提：,1)它的伏秒特性与被保护绝缘的伏
3、秒特性有良好的配合 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。,被保护绝缘与避雷器之间的电压差，可以利用图8-7中的接线图来确定。,被保护绝缘与避雷器间的电气距离 越大、进波陡度a或a越大，电压差值 也就越大。,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，接近冲击截波，因此对于变压器类电力设备来说，往往采用2us截波冲击耐压值作为他们的绝缘冲击耐压水平。,绝缘冲击耐压水平应满足：,阀式避雷器的保护距离：,K为变电所出线修正系数,避雷器具体安装点选择原则：“确保重点、兼
4、顾一般”。在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。,三、变电所的进线段保护,保证在靠近变电所的一段不长(一般为l2km)的线路上不出现绕击或反击。对于那些未沿全线架设避雷线的35kV及以下的线路来说，首先在靠近变电所(l2km)的线段上加装避雷线，使之成为进线段；对于全线有避雷线的110km及以上的线路，将靠近变电所的一段长2km的线路划为进线段。在进线段上,加强防雷措施、提高耐雷水平。,进线段的作用：,1）雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值；,2）限制流过避雷器的冲击电流幅值,(一)从限制进波陡度的要
5、求来确定应有的进线段长度,所需的进线段长度,U行波的初始幅值，kV,hc进线段导线的平均对地高度，m,（二）计算流过避雷器的冲击电流幅值,UR阀式避雷器的残压，kV,n变电所母线上接的线路总条数,四、变电所防雷的几个具体问题,(一)变电所防雷接线,进线段提高耐雷性能的保护措施：,1)在进线保护段内，避雷线的保护角不宜超过20。,2)采取措施以保证进线段的耐雷水平。,(二)三相绕组变压器的防雷保护,高压侧有雷电过电压波时，通过绕组间的静电耦合和电磁耦合，低压侧出现一定过电压。在任一相低压绕组加装阀式避雷器。,(三)自耦变压器的防雷保护,高压侧进波时，应在中压断路器QF2的内侧装设一组阀式避雷器（
6、图8-14中的FV2）进行保护。,中压侧进波时，在高压断路器,QF1的内侧也应装设一组避雷器,（图8-14中的FV1）进行保护。,当中压侧接有出线时，还应在AA之间再跨接一组避雷器（图8-14中的FV3）。,(四)变压器中性点的保护,110kV及以上的中性点有效接地系统,1、中性点为全绝缘时，一般不需采用专门的保护。但在变电所只有一台变压器且为单路进线的情况下，仍需在中性点加装一台与绕组首端同样电压等级的避雷器。2、当中性点为降级绝缘时，则必须选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护，同时注意校核避雷器的灭弧电压,35kV及一下的中性点非有效接地系统,变压器的中性点都采用全绝缘，一般不设保护装
7、置。,1)GIS绝缘的伏秒特性很平坦，其绝缘水平主要取决于雷电冲击水平。采用氧化锌避雷器；,2)GIS结构紧凑，被保护设备与避雷器相距较近，比常规变电所有利；,3)GIS的同轴母线筒的波阻抗小，过电压幅值和陡度都显著变小，对变电所的进行波防护有利；,4)GIS内绝缘电场结构不均匀，易击穿，要求防雷保护措施更加可靠、在绝缘配合中留有足够的裕度。,(五)气体绝缘变电所防雷保护的特点,全封闭SF6气体绝缘变电所(GIS)的特点：,小 结,变电所的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针的支数、高度、装设位置、验算它们的保护范围、防雷接地装置设计等。对于独立避雷针，则还有一个验算它对相邻配电装置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。装设阀式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，但是还需要有“进线段保护”与之配合。进线段的作用：1）雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值；2）限制流过避雷器的冲击电流幅值,变电所防雷的具体问题包括：变电所防雷接线、三绕组变压器的防雷保护、自耦变压器的防雷保护、变压器中性点的保护等。,（本节完）,
