大氣過電壓防護(hù)-發(fā)電廠、變電所防雷保護(hù)（高電壓技術(shù)課件）

7.3.3發(fā)電廠、變電所防雷保護(hù)

7.3.3.1發(fā)電廠、變電所直擊雷保護(hù)

一、發(fā)電廠、變電站雷害來源發(fā)電廠、變電站雷害來源雷直擊發(fā)電廠和變電站的導(dǎo)線和設(shè)備避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)雷過電壓雷擊線路后導(dǎo)線上形成雷電波侵入發(fā)電廠和變電站發(fā)電廠、變電所的雷害特點(diǎn)大面積停電、變電設(shè)備不具有自恢復(fù)功能，后果嚴(yán)重二、發(fā)電廠、變電所直擊雷防護(hù)的基本原則保護(hù)所有設(shè)備所有被保護(hù)設(shè)備均應(yīng)處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，以免受雷直擊。防止反擊雷擊避雷針后，避雷針的對地電位可能很高，如果它與被保護(hù)設(shè)備之間的絕緣距離不夠，就可能從避雷針至被保護(hù)設(shè)備發(fā)生發(fā)電，這種情況叫做逆閃絡(luò)放電或反擊。發(fā)生反擊后可能將高電位加至被保護(hù)設(shè)備上，從而造成事故。因此，必須采用措施防止反擊。獨(dú)立避雷針三、發(fā)電廠、變電站防止直擊雷的措施（1）獨(dú)立避雷針1、避雷針保護(hù)發(fā)電廠、變電所中的設(shè)備高度是確定的，假設(shè)避雷針的高度h是給定的，那么高度為hx的被保護(hù)設(shè)備，只要和針的水平距離小于高度hx處水平面上避雷針的保護(hù)半徑rx，則設(shè)備就處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。保護(hù)所有設(shè)備的措施包括構(gòu)架避雷針具有獨(dú)立于變電站地網(wǎng)的接地裝置安裝于配電構(gòu)架上，并與變電站的地網(wǎng)相連圖獨(dú)立避雷針與被保護(hù)設(shè)備間的距離三、發(fā)電廠、變電站防止直擊雷的措施避雷針在高度hx處的電位接地裝置上的電位防止反擊的措施hx——被保護(hù)設(shè)備高度（m）

L0——避雷針單位長度的電感（）

Rch——避雷針沖擊接地電阻（Ω）I------雷電流的幅值di/dt-雷電流的平均上升速度

為了防止避雷針接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間因土壤擊穿造成反擊，Sd≥Ud/E2，E2為土壤的平均沖擊擊穿電壓一般，避雷針的Sk不宜小于5m,Sd不宜小于3m。應(yīng)用：對于35kV及以下的配電裝置，由于絕緣水平較低，為了避免反擊的危險(xiǎn)，應(yīng)架設(shè)獨(dú)立避雷針，其接地裝置與主接地網(wǎng)分開埋設(shè)。按我國標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，得三、發(fā)電廠、變電站防止直擊雷的措施為防止避雷針對構(gòu)架發(fā)生反擊，避雷針與構(gòu)架間的空氣間隙距離SK≥UA/E1,，E1為空氣間隙的平均沖擊擊穿場強(qiáng)三、發(fā)電廠、變電站雷防雷措施(2)架構(gòu)避雷針60kV及以上的配電裝置，因?yàn)榻^緣水平較高，可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上，以可以節(jié)約投資、便于布置。在裝設(shè)避雷針的構(gòu)架附近埋設(shè)輔助集中接地裝置，且避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長度不得小于15m。60kV的配電裝置,土壤電阻率ρ>500Ω·m時(shí),110kV的配電裝置，土壤電阻率ρ>1000Ω·m時(shí)需獨(dú)立架設(shè)避雷針。在變壓器的門型構(gòu)架上，一般也不允許裝設(shè)避雷針(線)。三、發(fā)電廠、變電站防止直擊雷的措施三、發(fā)電廠、變電站雷防雷措施2、避雷線保護(hù)結(jié)構(gòu)布置合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，避雷線具有足夠的截面和機(jī)械強(qiáng)度，變電站可以采用避雷線保護(hù)。布置形式：（1）避雷線一端經(jīng)配電裝置構(gòu)架接地，另一端經(jīng)絕緣子串與廠房建筑物絕緣。（2）避雷線兩端都接地，例如將變電所進(jìn)線的架空避雷線延伸至變電所內(nèi)，通過構(gòu)架接地并形成一個(gè)架空地網(wǎng)。三、發(fā)電廠、變電站防止直擊雷的措施7.3.3發(fā)電廠、變電所防雷保護(hù)

7.3.3.4旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)

一、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)的特點(diǎn)防雷保護(hù)的特點(diǎn)：3、電機(jī)絕緣的沖擊耐壓水平與保護(hù)它的避雷器的保護(hù)水平差不多、裕度很小，因此必須加裝其他器件；1、在同一電壓等級的電氣設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣水平最低；

2、電機(jī)使用運(yùn)行的條件惡劣；4、發(fā)電機(jī)繞組的匝間電壓的大小與入侵波的陡度成正比；

5、電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般不接地，當(dāng)侵入波入侵時(shí)，會引起中性點(diǎn)電壓升高。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)比變壓器困難得多，其雷害事故率也往往大于變壓器，這是由它的絕緣結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件等方面的特殊性所造成的。1、為保護(hù)匝間絕緣，要求把入侵波的陡度限制在5kv/μs以下。

⑴入侵波的陡度在2kv/μs以下時(shí)，中性點(diǎn)可不加保護(hù)。⑵入侵波的陡度大于2kv/μs時(shí)，則需在中性點(diǎn)上加裝避雷器。⑶裝于戶內(nèi)的發(fā)電機(jī)，中性點(diǎn)可不加保護(hù)。要全面考慮主絕緣、匝間絕緣和中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)2、發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)：二、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)的要求

三、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)措施及接線1、發(fā)電機(jī)分類

三、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)措施及接線直接與架空線相連(包括經(jīng)過電纜段、電抗器等元件與架空線相連)的電機(jī)，簡稱直配電機(jī)。直配電機(jī)的防雷保護(hù)是電力系統(tǒng)中的一大難題，因?yàn)檫@時(shí)的過電壓波直接從線路入侵，幅值大、陡度也大。經(jīng)過變壓器再接到架空線上去的電機(jī)，簡稱非直配電機(jī)。非直配電機(jī)所受到的過電壓均須經(jīng)過變壓器繞組之間的靜電和電磁傳遞。只要低壓繞組不是空載，那么傳遞過來的電壓就不會太大。非直配電機(jī)直配電機(jī)2、直配電機(jī)的防雷保護(hù)圖

大容量直配旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)接線FCD型磁吹避雷器、特別是現(xiàn)代氧化鋅避雷器的問世為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)提供了新的可能性，但是仍需有完善的防雷保護(hù)接線與之配合，方能確保安全。

三、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)措施及接線三、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)措施及接線各元件作用：1、FCD：在發(fā)電機(jī)出線母線上裝設(shè)一組保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)專用的ZnO避雷器或FCD型磁吹避雷器2、并聯(lián)電容器C：母線上裝設(shè)，以限制進(jìn)波陡度和降低感應(yīng)雷擊過電壓的作用3、電抗器L：限制工頻短路電流，降低沖擊電流陡度和減小流過FCD的沖擊電流，F(xiàn)S用來保護(hù)電抗器L和B處電纜頭的絕緣。4、插接一段長150m以上的電纜段，限制流入避雷器FCD的沖擊電流不超過3kA。5、管型避雷器FG1、FG2：FG1的動作代替FG2的動作，使電纜發(fā)揮其限流作用。FG1距離A點(diǎn)70m。

三、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)措施及接線非直配電機(jī)所受到的過電壓均須經(jīng)過變壓器繞組之間的靜電和電磁傳遞。只要把變壓器