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1、发电厂/变电所雷电防护,发电厂和变电所雷电过电压来源,雷电直击发电厂和变电所雷击输电线路产生的雷电过电压沿线路侵入发电厂和变电所,变电所雷电过电压的危害,发电机、变压器等主要电器设备的内绝缘大都没有自恢复的能力高压输电线路允许每几年跳闸一次，而变电站雷击跳闸只能在200800百年以上一次.220kV线路，50%放电电压1200kV，而相应的变压器全波冲击试验电压850kV,全波多次冲击耐压只有850/1.1=773kV。造成大面积停电,侵入波过电压防护的主要措施,减小通过避雷器的电流,对,降低来波陡角,进行保护段,围,避雷器的保护作用与范,侵入波,防止反击,保护范围,线,针,直击,),(,Tr
2、,一、直击雷防护,1、避雷针的反击,避雷针与配电构架同高处,避雷针的接地装置上,一般直击雷电流iL=100kA;L0=1.55H/m;h高处L=1.55h H空气与土壤的平均击穿场强：E500kV/m发生反击时:500Sk=100Rch+60h 500Sd=100Rch防止反击:Sk0.2Rch+0.1h 一般5m Sd0.3Rch 一般3m,2、避雷针的安装方式,一般110kV及以上变电所，允许装配电构架避雷针，配电构架需装设辅助接地装置，与地网的连接处距变压器接地与地网连接处的距离不小于15m。土壤电阻率500m 时,需独立架设避雷针。变压器门型构架上不的加装避雷针。35kV及以下变电所需
3、独立加设避雷器，并达到不反击的要求。,（1）,（2）,(1)配电构架辅助接地装置与地网连接点(2)变压器接地与地网的连接点,二、变电所内避雷器的保护作用,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,1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压,变压器在冲击电压作用下可等值为一个电容（称为入口电容），一般可以不计,可以认为输电线在此开路。避雷器动作前：变压器（也是避雷器）上电压：避雷器动作后：变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值：Uch：避雷器冲击放电电压 Ubm：避雷器残压的最大值，取5kA下的数值两个峰值Uch和Ubm基本相同变压器得到可
4、靠保护条件：变压器冲击放电电压大于避雷器的冲击放电电压和5kA下的残压110kV220kV变电所雷电流不得超过5kA，故5kA下的残压用Ub.5表示。,tp 为避雷器放电时刻,2、避雷器与被保护设备有 一定距离L2时的过电压,入侵波 at(到B点时t=0)在变压器入口处T发生全反射:1)、当T点的反射波到达B点之前 UB(t)=at2)、当T点的反射波到达B后和避雷器动作之前3)、避雷器动作时刻 t=tp,K为设备电容修正系数,变压器上电压UT(t)：,具有振荡性质-截波,3、变压器与避雷器之间允许的最大电气距离,由于入侵波在变压器与避雷器之间多次反射，作用在变压器上的电压具有振荡性质，相当于
5、截波的作用。变压器承受截波的能力为多次(一般指3次)截波耐压值:因此变压器承受的最大耐压值 变压器与避雷器间允许的最大电气距离,确保变压器安全的主要措施,限制避雷器残压限制入侵波陡度减小变压器距避雷器的电气距离,由变电站进线段保护完成,1、35kV及以上变电所进线段保护一定长度的导线可以起到下列作用：其自身阻抗作用可限制雷电流的幅值导线上冲击电晕作用可以降低入侵波陡度,三、变电所的侵入波过电压防护,F3 的作用：限制入侵雷电波幅值F2的作用：隔离开关或断路器断开时防止入侵波在此发生全反射造成对地闪络。断路器壁和运行时，管型避雷器在避雷器的保护范围内，不动作，避免截断波的产生。,35kV及以上电
6、缆进线段的保护,在进线段内雷绕击或反击而产生入侵波的机会很小 但变电所的雷害事故50%是由雷击1km以内的线路引起的71%是由雷击3km以内的线路引起的进线段耐雷水平,计算不同电压等级的 后，可求出变电站电气设备离避雷器的最大允许电气距离lm,流经避雷器电流的计算,进线段可以限制避雷器中电流如表10-3-2显示，110kV及220kV为5kA,330kV及以上为10kA,进入变电所的雷电流陡度的计算,进线段首端落雷且最大幅值为j绝缘子50冲击闪络电压U50%，行波在进线段来回一次的时间为,最不利的情况是首端落雷且幅值为U50%的直角波，冲击电晕将使直角波波头变缓：,2、35kV小容量变电所进线
7、段的保护,10m,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500600m为了达到限流的目的，FE1、FE2的接地电阻R,变电所侵入波的保护接线,220kV变电所保护接线,500kV变电所保护接线,变电所侵入波的保护接线,四、旋转电机的防雷保护,发电机、电动机、调相机直配电机大气过电压包括 与电机相连的架空线上的感应过电压雷直击与电机相连的架空线上旋转电机的防雷保护特点：冲击绝缘强度在相同电压等级的电器设备中最低（固体绝缘、容易老化）保护旋转电机的磁吹避雷器的保护水平与电机的绝缘水平之间的绝缘配合裕度很小匝间绝缘要求将侵入波陡度限制到很低(5kV/s),直配发电机的防雷保护措施,在母线上加装避雷器采用进线段将雷电流限制为 3kA在母线上装设电容器限制入侵波陡度和降低感应过电压,外移FE,
