第三节 旋转电机的防雷保护

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Leabharlann Baidu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）
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。
• 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。
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。
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。 。
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。