改进线路设计提高防雷效果

改进线路设计提高防雷效果
摘要:通过对35kV线路雷击跳闸的统计分析,阐明其跳闸原因,进而提出改进线路防雷设施配置,提高线路防雷水平。

关键词:线路跳闸避雷器配置线路设计改进
随着电网规模的不断扩大,雷电对线路的影响也越来越广,就线路电压等级及其结构特点来讲,35kV电压等级线路,因绝缘水平相对薄弱耐雷水平低,由雷电引起的跳闸也较多,本文从几个实例入手,分析讨论35kV线路在设计方面存在的问题和改进措施。

1 实例一
XX年8月9日是典型的雷雨天气,17时20分,35kV吴村线速断保护动作,开关跳闸,重合闸重合成功,经查询,电流互感器为三相配置,其故障类型是B相,二次侧动作电流值是13.82A,互感器变比为600/5,可算出故障电流为1658.4A。

35kV吴村线由110kV云山变出线至35kV关王变,避雷器配置模式是:云山变无线路侧避雷器,关王变有线路侧避雷器。

2 实例二
同一天17时28分,35kV云电线速断保护动作,线路没有装设重合闸装置,其电流互感器为三相配置,故障相为C相,二次侧动作电流值是12.44A,电流互感器变比为600/5,可算出故障电流为1492.8A,17时
54分,线路试送电成功。

该线路是110kV云山变与华明热电厂的联络线,云山变无线路侧避雷器。

根据上述可发现,两条线路的故障类型都是单相,因故障电流较大(均在1000A以上),结合35KV系统中性点不接地运行特点,当线路发生单相接地时,接地电流(电容电流)远小于负荷电流,并考虑到我县电网中35kV线路网络特点,电缆很少,其接地电流不会太大,因此,可排除接地故障和两相(三相)短路故障,再结合当天的气候条件分析,认为上述线路遭到雷击后,在不足以引起绝缘子闪络的情况下,雷电波沿导线传播,而云山变没有安装线路侧避雷器,也就无法拦截雷电流进入变电站,因此雷电流通过母线避雷器泄入大地,此回路通过线路断路器(保护用电流互感器为三相配置,因此单相故障电流完全可以启动保护回路),引起断路器动作。

3 实例三
同一天17时37分,35kV官庄线速断保护动作,自动重合闸装置未投,经查看故障信息,17时37分,35kVⅡ段母线接地及过电压信号动作(符合避雷器动作特征),故障发生后,有关人员进行了巡线检查,发现无异常,11时12分,线路试送电成功。

35kV官庄线由220kV金阳变供35kV葛石变,根据调查,金阳变35kV官庄线无线路侧避雷器,而葛石变有,据此,分析认为,该线路的跳闸也是因雷击引起,其跳闸原因与前述
两条线路相同。

根据笔者查阅资料,变电所对线路侵入雷保护的规定是这样的(摘录):(1)为防止减少近区雷击闪络,对未沿全线架设避雷线的35kV架空送电线路,应在35kV变电所1～2km的进线段架设避雷线;(2)在雷季,如果变电所35kV进线的隔离开关或断路器可能经常断路进行,同时,线路侧又带电,则必须在靠近隔离开关或断路器处装设一组避雷器.根据对这段话的理解,其言外之意是,如果线路架设避雷线,且又经常处于导通运行状态,则不必装设线路侧避雷器,事实上,云山变和金阳变正是这种配置模式,根据上述理解,这种模式并不违反设计规程,其防雷效果我个人是这样理解的:由于线路进站的1～2km处架设了避雷线,该段线路能有效避免遭受了雷击(尽管理论上仍存在绕击率,但概率很小),而在本范围以外的线路遭到雷击时,由于线路阻抗和延时作用,当雷电波进站时,其陡度已大幅度衰减,危害程度并不十分严重,同时站内的母线避雷器也可对剩余的雷电波进行泄放(如果能达到动作电压的话),但现在的问题是:如果雷电波进站就必须由母线避雷器进行保护,此回路就必须经过线路断路器。

一般来讲,此雷电流仍然较大(上述各线路断路器的速断动作就说明了这一点),并足以引起断路器动作。

4 结论
(1)尽管在35kV线路设计时只在一侧装设避雷器不违反规定,但在避雷效果上不理想;
(2)线路遭受雷击后,雷电流在足以引起速断动作的情况下,即便避雷器动作故障消失,也能引起跳闸,若线路未装设重合闸装置,势必造成线路停电;
(3)电网达到N-1后,备用线路无论处于热备用还是冷备用,若线路侧未装设避雷器,线路遭受雷击后很容易造成断开设备的永久性伤害(雷电波反射电压叠加)。

5 改进措施
(1)在35kV线路进线段1～2km处架设避雷线的基础上宜装设一组线路侧避雷器,作为拦截线路进站雷电波的第一道防线,并与母线避雷器做好配合;
(2)统计表明,35kV线路避雷器遭雷击跳闸后,由于线路的损坏大都较轻微,其重合闸重合的成功率约为50%～80%,重合成功率较高,因此35kV线路,如无特殊要求,应装设自动重合闸装置,并投入使用;
(3)尽可能降低杆塔的接地电阻,提高线路的耐雷水平;
(4)设计单位与运行单位及时沟通,全面了解故障信息,并对故障
进行科学分析,以使保护方案更加周全;
(5)处在多雷区的35kV线路,若防雷效果还不理想的话,可沿线路以耐张段为单位加装保护间隙,提高防雷水平,但在装设时应注意保护间隙与并联的绝缘子保持一定的距离,防止电弧烧伤绝缘子。

如果考虑到鸟害能引起保护间隙误动,可再加一个辅助间隙。