变电站的侵入雷电波保护设计
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表 $ 避雷器类型及应用场合
序号 系列 $ I[
样式 普通阀型2配电
应用场合 应用 于 配 电 系 统% 电 缆 终 端 盒$ 电 压 等 级 $%.Z以下
应用于发电 厂% 变 电 所 配 电 装 置$ 电 压 范 围 ) Id 普通阀型2电站
(2))%.Z
应用于 ((%.Z%需要限制操作的 ))%.Z以下 ( I?d 磁吹阀型2电站
表 ( (Q.Z侧避雷器参数
工频放电电压
额定电压 灭弧电压有
冲击放电电压峰值 T *)%%A冲击
样式
有效值' .Z(
' .Z( 效值' .Z(
'$&Q *)%%A( 上限 残压上限
下限 上限
Id2(Q (Q
3$
T3 $%3
$(3
$(3
44'(( 灭弧电压校验!
最高工作允许电压!OBa$&$QO`a$&$Ql(Q a3%&)Q.Z& 直接接地!OB6 / ?H OBa%&Tl3%&(Q a()&).Z$满足要求& '3( 工频放电电压校验!
)变电站的侵入雷电波保护设计 对于雷电入侵波的防护$应采用不同的避雷器来对不同 电压等级的线路进行全面的保护$避雷器大致分为三种!管 式避雷器%阀式避雷器以及氧化锌避雷器& 阀式避雷器成本 相对较低$保护性 能 出 色 等 众 多 优 点$ 所 以 本 次 设 计 中 的 防 雷保护装置采用阀式避雷器& )&$ 避雷器的选型原则 '$( 样式选择!在考虑使用何种避雷器时$应该根据保护 对象的绝缘水平和特点来进行选择$具体可参考表 $&
雷对输电线路造成伤害的时候$导线上会产生一种雷电冲击 波$又称线路 入 侵 波$ 从 而 传 到 变 电 站 内$ 对 变 电 站 造 成 伤 害$所以$要对线路入侵波进行防护$通常采用装设避雷器来 避免这种危害& 与避雷针相反的是$避雷器应装设在距离被 保护装置的附近$因为避雷器有一定的保护距离$超出了保 护距离就无法有效地对被保护装置产生保护&
)&) 避雷器的选择案例 )&)&$ $%.Z母线避雷器选型 '$( 选择样式!根据选型原则$选用电站用普通阀型 Id 系列& ')( 确定额定电压!O`[ aO` a$%.Z& 根据上述数据$选 择避雷器型号为 Id2$%$具体参数见表 )!
表 ) Id2$% 参数
样式
额定电压 灭弧电压 ' .Z( 有效值' .Z(
配电%部分变压器中性点
3 I?! 磁吹阀型2旋转电机 应用于旋转电机%屋内场所
Q g 氧化锌避雷器 应用于发电厂%变电所%配电系统等场所&
44')( 确定额定电压 O- !在选择额定电压时$要与系统额 定电压匹配&
'(( 校验参数内容有!!确定额定电压 OY?!现场系统的 电压决定避雷器额定电压的等级$两者要相一致& "选择灭 弧电压 OB=!对中性点不接地系统' 特指 (Q.Z以下( $灭弧电 压通常取为工作线电压的 $%%f k$$%f)对 $$%.Z及以上的 中性点直接接地系统$灭弧电压取为系统最大工作线电压的
工频放电电压 有效值' .Z( 下限 上限
冲击放电 T *)%%A冲击残
电压峰值 压上限' .Z(
'$&Q *)%%A(
Id2$% $%
$)&1
)0 ($
3Q
3Q
44'(( 灭弧电压校验! 最高工作允许电压!OBa$&$QO`a$&$Ql$% a$$&Q.Z& 直接接地!OB6 m?H OBa%&Tl$$&Q a'&).Z$满足要求& '3( 工频放电电压校验! 下限值!OE=Jm.% OJEa(&Ql$$&Q a)(.Z& 槡( 上限值!OE=Aa$&)OE=Ja$&)l)( a)T.Z& 上%下限值均满足要求&
'0( 冲击放电电压校验!O,6=H aOL,a$%1&%$(.Z$最终结 果小于 $(3.Z$因此能够满足要求&
因此$避雷器选择 Id2(Q 型能够满足要求& )&)&( ))%.Z母线避雷器选型 '$( 选择样式!根据选型原则$选用电站用普通阀型 I?d 系列& ')( 确定额定电压!
OL,aO`0-79a))%.Z 根据上述数据$选择避雷器型号为 I?d2))%$具体参数见 表 3!
科技创新 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%)%(3%%Q
科技风 >?>? 年 @> 月
变电站的侵入雷电波保护设计
郭步阳4余志4谢骏明
国网淮南市潘集区供电公司!安徽淮南!)%)$@)
摘4要变电站的主要作用是对电能进行升压或降压操作使其满足人类社会生产和日常生活的需求 当变电站因雷击 或过电压而发生故障时会造成电力系统的大范围瘫痪进而带来严重的经济损失 因此变电站的防雷保护尤为重要 为 防止侵入雷电波对变电站内的设备带来严重危害介绍了变电站防雷保护措施设计了避雷器的选择与校验方案 研究结果 表明本方案在变电站防雷保护方面具有很高的参考价值
参考文献 $ 乔丽丽&$$%.Z变电站的电气设计与防雷保护 U & 黑龙江科学)%)%$$$0 ')2'(& ) 徐泽运&输电线路及变电站防雷保护措施浅析 U & 石化技术)%)%)1%1 $0$e$0%& ( 王玉彬姜涛王磊郭丽娟&变电站防雷方法研究 U &国网技术学院学报)%$'))%0 $12)%&
'Q( 残压校验!OL,a)&(Q l槡) lOB/a)&(Q l槡) l)%% a003 ' .Z( n13%.Z$满足要求&
'0( 冲击放电电压的校验!O,6=Aa%&'QOL,a%&'Q l003 a 0(%' .Z( n1$%.Z$要求满足&
综上所述$选用的 I?d2))% 型避雷器满足条件& %结语 本文介绍了变电站和输电线路防雷保护的主要措施$对 变电站侵入雷电波防护进行了设计$并对避雷器的选型进行 了介绍$通过 三 种 不 同 电 压 等 级 介 绍 了 避 雷 器 的 选 型 与 校 验$包括样式选择%参数计算' 额定电压%灭弧电压%工频放电 电压%残压%冲击放电电压等( & 试验研究表明$选取的 I?系 列磁吹阀式避雷器符合条件$本方案在变电站的侵入雷电波 防护方向具有很高的参考价值&
表 3 避雷器参数
样式
工频放电电压
额定电压 灭弧电压有
冲击放电电峰值 T *)%%A冲击
有效值 O' .Z(
O' .Z( 效值 O' .Z(
'$&Q *)%%Ap;% )Q)&% Q%(&% QT%&%
1$%&%
13%&%
44'(( 灭弧电压校验! 最高工作电压!OB8Ja$&$QO`0-79a)Q).Z& 直接接地!OB/#,H OB8Ja%&Tl)Q) a)%%.Z$满足要求& '3( 工频放电电压校验! 下限值!OE=JaQ%(.Zm]% OJEa(l)Q) a3(0&Q.Z& 槡( 上限值!OE=Aa$&)OE=Ja$&)l3(0&Q aQ)(&T' .Z( nQT%.Z& 上%下限值均满足要求&
#防雷保护原理 $&$ 供电线路的防雷 为了保护供 电 线 路 不 受 雷 击$ 或 是 受 到 雷 击 后 不 会 断 电$我们需要对供电线路进行防雷保护& 主要是针对 (Q.Z 及以下的用户供电系统$因此$一般采取以下措施来进行防 雷保护!'$( 选择较高等级的绝缘子$并且增加架空线路上的 绝缘子的数量$从而提高反击电压的水平& ')( 改进杆塔的 结构$在条件允许的情况下采用绝缘能力更强的材料& '(( 在架空线路上增设避雷针等防雷装置& '3( 经济条件允许的 情况下$可以采用电缆进行供电& $&) 变电站的防雷 由于变电站的特殊作用$尤其是本设计中这类的枢纽变 电站的特殊地位$导致变电站自身的防雷显得尤其的重要$ 根据国内外 的 运 行 经 验 表 明$ 按 照 规 定 进 行 避 雷 装 置 的 安 装$用来对直击雷 和 线 路 入 侵 波 进 行 防 护$ 是 极 为 有 效 的 举 措")# & '$(对直击雷的防护& 一般情况下$对直击雷进行防 护时$我们选择独立避雷器或者避雷线$但是$在使用避雷针 进行避雷时$容易产生一种名为反击的不良反应$那么$反击 是如何产生的呢. 独立避雷针受到雷击的时候$其附近一定 范围会产生 较 高 的 电 位$ 当 避 雷 针 距 离 附 近 的 建 筑 物 较 近 时$就会发生放电现象$这种放电现象称为反击现象& 反击 会造成一系列的严重后果$轻则电气设备遭到损毁$重则造 成人身伤亡等$为了避免反击的发生$必须保证避雷针与附 近的导体间有足够的距离& ')(对线路入侵波的防护& 直击
##
关键词变电站雷电防护避雷器
44防雷保护主要是防止直击雷和过电压对变电站的破坏& 通常情况下$过电 压 被 系 统 中 的 限 流 限 压 装 置 排 除$ 我 们 主 要采取一些措施来避免外部的过电压& 而外部的过电压主 要是雷电过电压$因此$我们需要采用一些有效的防雷措施$ 以避免这种系统故障的产生$降低这些故障所造成的危害& 在电力系统中$防雷一般分为两部分$一是供电线路的防雷$ 二是变电站的防雷"$# & 在我们的日常生活中$避雷针和避雷 器是应用最广泛的两种防雷装置$当雷落在变电站时$我们 主要采取避雷针来解决$当雷落在输电线上时$我们主要采 取避雷器来解决&
'Q( 校验残压!OL,a.L6 OB6 a)&(Q l槡) l'&) a(%&Q1$.Z$ 最终结果小于 3Q.Z$因此能够满足要求&
'0( 校验冲击放电电压!O,6=H aOL,a(%&Q1$.Z$最终结果 小于 3Q.Z$因此能够满足要求&
因此$避雷器选择 Id2$% 型能够满足要求& )&)&) (Q.Z母线避雷器选型 '$( 选择样式!根据选型原则$选用电站用普通阀型 Id 系列& ')( 确定额定电压!O`aO`[ a(Q.Z& 根据上述数据$选择避雷器型号为 Id2(Q$具体参数见 表 (!
T%f& #残压 OL7!按 OL,a槡) l)&(Q lOB/计算来确定& $冲 击放电电压 O,6=A!我国国内生产的避雷器$其冲击放电电压
#$
=科技风 >?>? 年 @> 月
科技创新
大小范围与 Q]N的残压基本一致& 不同的保护对象避雷器配置则不相同$避雷器的主要安
装对象主要有!配电装置的相应母线上$带有中性点接地的 变压器& 其中在 (Q.Z等级以上的线路侧不安装避雷器$变 压器安装避雷器应其与断路器之间的位置上&
下限值!OE=J/
.
%
OJEa(
&Q l3% &)Q 槡(
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序号 系列 $ I[
样式 普通阀型2配电
应用场合 应用 于 配 电 系 统% 电 缆 终 端 盒$ 电 压 等 级 $%.Z以下
应用于发电 厂% 变 电 所 配 电 装 置$ 电 压 范 围 ) Id 普通阀型2电站
(2))%.Z
应用于 ((%.Z%需要限制操作的 ))%.Z以下 ( I?d 磁吹阀型2电站
表 ( (Q.Z侧避雷器参数
工频放电电压
额定电压 灭弧电压有
冲击放电电压峰值 T *)%%A冲击
样式
有效值' .Z(
' .Z( 效值' .Z(
'$&Q *)%%A( 上限 残压上限
下限 上限
Id2(Q (Q
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44'(( 灭弧电压校验!
最高工作允许电压!OBa$&$QO`a$&$Ql(Q a3%&)Q.Z& 直接接地!OB6 / ?H OBa%&Tl3%&(Q a()&).Z$满足要求& '3( 工频放电电压校验!
)变电站的侵入雷电波保护设计 对于雷电入侵波的防护$应采用不同的避雷器来对不同 电压等级的线路进行全面的保护$避雷器大致分为三种!管 式避雷器%阀式避雷器以及氧化锌避雷器& 阀式避雷器成本 相对较低$保护性 能 出 色 等 众 多 优 点$ 所 以 本 次 设 计 中 的 防 雷保护装置采用阀式避雷器& )&$ 避雷器的选型原则 '$( 样式选择!在考虑使用何种避雷器时$应该根据保护 对象的绝缘水平和特点来进行选择$具体可参考表 $&
雷对输电线路造成伤害的时候$导线上会产生一种雷电冲击 波$又称线路 入 侵 波$ 从 而 传 到 变 电 站 内$ 对 变 电 站 造 成 伤 害$所以$要对线路入侵波进行防护$通常采用装设避雷器来 避免这种危害& 与避雷针相反的是$避雷器应装设在距离被 保护装置的附近$因为避雷器有一定的保护距离$超出了保 护距离就无法有效地对被保护装置产生保护&
)&) 避雷器的选择案例 )&)&$ $%.Z母线避雷器选型 '$( 选择样式!根据选型原则$选用电站用普通阀型 Id 系列& ')( 确定额定电压!O`[ aO` a$%.Z& 根据上述数据$选 择避雷器型号为 Id2$%$具体参数见表 )!
表 ) Id2$% 参数
样式
额定电压 灭弧电压 ' .Z( 有效值' .Z(
配电%部分变压器中性点
3 I?! 磁吹阀型2旋转电机 应用于旋转电机%屋内场所
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44')( 确定额定电压 O- !在选择额定电压时$要与系统额 定电压匹配&
'(( 校验参数内容有!!确定额定电压 OY?!现场系统的 电压决定避雷器额定电压的等级$两者要相一致& "选择灭 弧电压 OB=!对中性点不接地系统' 特指 (Q.Z以下( $灭弧电 压通常取为工作线电压的 $%%f k$$%f)对 $$%.Z及以上的 中性点直接接地系统$灭弧电压取为系统最大工作线电压的
工频放电电压 有效值' .Z( 下限 上限
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'0( 冲击放电电压校验!O,6=H aOL,a$%1&%$(.Z$最终结 果小于 $(3.Z$因此能够满足要求&
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OL,aO`0-79a))%.Z 根据上述数据$选择避雷器型号为 I?d2))%$具体参数见 表 3!
科技创新 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%)%(3%%Q
科技风 >?>? 年 @> 月
变电站的侵入雷电波保护设计
郭步阳4余志4谢骏明
国网淮南市潘集区供电公司!安徽淮南!)%)$@)
摘4要变电站的主要作用是对电能进行升压或降压操作使其满足人类社会生产和日常生活的需求 当变电站因雷击 或过电压而发生故障时会造成电力系统的大范围瘫痪进而带来严重的经济损失 因此变电站的防雷保护尤为重要 为 防止侵入雷电波对变电站内的设备带来严重危害介绍了变电站防雷保护措施设计了避雷器的选择与校验方案 研究结果 表明本方案在变电站防雷保护方面具有很高的参考价值
参考文献 $ 乔丽丽&$$%.Z变电站的电气设计与防雷保护 U & 黑龙江科学)%)%$$$0 ')2'(& ) 徐泽运&输电线路及变电站防雷保护措施浅析 U & 石化技术)%)%)1%1 $0$e$0%& ( 王玉彬姜涛王磊郭丽娟&变电站防雷方法研究 U &国网技术学院学报)%$'))%0 $12)%&
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综上所述$选用的 I?d2))% 型避雷器满足条件& %结语 本文介绍了变电站和输电线路防雷保护的主要措施$对 变电站侵入雷电波防护进行了设计$并对避雷器的选型进行 了介绍$通过 三 种 不 同 电 压 等 级 介 绍 了 避 雷 器 的 选 型 与 校 验$包括样式选择%参数计算' 额定电压%灭弧电压%工频放电 电压%残压%冲击放电电压等( & 试验研究表明$选取的 I?系 列磁吹阀式避雷器符合条件$本方案在变电站的侵入雷电波 防护方向具有很高的参考价值&
表 3 避雷器参数
样式
工频放电电压
额定电压 灭弧电压有
冲击放电电峰值 T *)%%A冲击
有效值 O' .Z(
O' .Z( 效值 O' .Z(
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#防雷保护原理 $&$ 供电线路的防雷 为了保护供 电 线 路 不 受 雷 击$ 或 是 受 到 雷 击 后 不 会 断 电$我们需要对供电线路进行防雷保护& 主要是针对 (Q.Z 及以下的用户供电系统$因此$一般采取以下措施来进行防 雷保护!'$( 选择较高等级的绝缘子$并且增加架空线路上的 绝缘子的数量$从而提高反击电压的水平& ')( 改进杆塔的 结构$在条件允许的情况下采用绝缘能力更强的材料& '(( 在架空线路上增设避雷针等防雷装置& '3( 经济条件允许的 情况下$可以采用电缆进行供电& $&) 变电站的防雷 由于变电站的特殊作用$尤其是本设计中这类的枢纽变 电站的特殊地位$导致变电站自身的防雷显得尤其的重要$ 根据国内外 的 运 行 经 验 表 明$ 按 照 规 定 进 行 避 雷 装 置 的 安 装$用来对直击雷 和 线 路 入 侵 波 进 行 防 护$ 是 极 为 有 效 的 举 措")# & '$(对直击雷的防护& 一般情况下$对直击雷进行防 护时$我们选择独立避雷器或者避雷线$但是$在使用避雷针 进行避雷时$容易产生一种名为反击的不良反应$那么$反击 是如何产生的呢. 独立避雷针受到雷击的时候$其附近一定 范围会产生 较 高 的 电 位$ 当 避 雷 针 距 离 附 近 的 建 筑 物 较 近 时$就会发生放电现象$这种放电现象称为反击现象& 反击 会造成一系列的严重后果$轻则电气设备遭到损毁$重则造 成人身伤亡等$为了避免反击的发生$必须保证避雷针与附 近的导体间有足够的距离& ')(对线路入侵波的防护& 直击
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关键词变电站雷电防护避雷器
44防雷保护主要是防止直击雷和过电压对变电站的破坏& 通常情况下$过电 压 被 系 统 中 的 限 流 限 压 装 置 排 除$ 我 们 主 要采取一些措施来避免外部的过电压& 而外部的过电压主 要是雷电过电压$因此$我们需要采用一些有效的防雷措施$ 以避免这种系统故障的产生$降低这些故障所造成的危害& 在电力系统中$防雷一般分为两部分$一是供电线路的防雷$ 二是变电站的防雷"$# & 在我们的日常生活中$避雷针和避雷 器是应用最广泛的两种防雷装置$当雷落在变电站时$我们 主要采取避雷针来解决$当雷落在输电线上时$我们主要采 取避雷器来解决&
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因此$避雷器选择 Id2$% 型能够满足要求& )&)&) (Q.Z母线避雷器选型 '$( 选择样式!根据选型原则$选用电站用普通阀型 Id 系列& ')( 确定额定电压!O`aO`[ a(Q.Z& 根据上述数据$选择避雷器型号为 Id2(Q$具体参数见 表 (!
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大小范围与 Q]N的残压基本一致& 不同的保护对象避雷器配置则不相同$避雷器的主要安
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