第三节 旋转电机的防雷保护

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。
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。
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
பைடு நூலகம்
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。
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。
（本节完）
• 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。
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。 。