6_发电厂和变电所的防雷保护

一般避雷器配置
自耦避雷器配置14
3.变压器的中性点保护
在中性点直接接地的系统中，为减少单相接地的短路电 流，有部分变压器的中性点改为不接地运行。这时，变压器 的中性点需要保护。
①全绝缘：中性点处的绝缘水平与相线端的绝缘水平相等。 此时，中性点一般不需保护。若变电所为单台变压器且
为单路进线运行时，在三相同时进波的情况下，中性点的对 地电位会超过首端的对地电位。这种情况虽属少见，但需在 中性点加装一个与首端有同等电压等级的避雷器。
④ GIS绝缘完全不允许电晕，一旦发生电晕，将立即击穿； 而且没有自恢复能力。
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? GIS变电所常用的雷电保护接线
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四、 三绕组变压器和自耦变压器的防雷保护
1. 三绕组变压器的防雷保护
（1）低压绕组开路时，若线路有入侵波传来雷电波作用在 高压侧或中压侧时，由于低压绕组的对地电容很小，开路的低 压绕组上的静电耦合分量可能达到很高的数值，需要在任一相 低压绕组出线端对地加装一台避雷器。
第六章 发电厂和变电所的防雷保护
第一节 发电厂和变电所的直击雷防护 第二节 发电厂和变电所的雷电侵入波保护 第三节 变电所防雷的进线段保护 第四节 旋转电机的防雷保护
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第一节 发电厂和变电所的直击雷防护
发电厂、变电所防止直击雷的措施：采用避雷针、避雷线 及良好的接地网。
? 装设避雷针（线）的原则
lm ? (uj ? uR )/(2 ? / v) lm ? (uj ? uR ) / 2? '
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三、气体绝缘变电所的防雷保护
全封闭SF6气体绝缘变电所（GIS）是除变压器以外整个 变电所的高压电力设备及母线，封闭在一个接地的金属壳内， 壳内充以 (3 ~ 4)×1.01325×105 Pa大气压的SF6气体作为相间 和对地的绝缘。
（2）如果低压绕组连接有25m及以上的金属铠装电缆段， 低压侧可不装避雷器。
（3）三绕组变压器中压绕组，相对来说，绝缘水平比低压 绕组要高，当其开路运行时，一般静电耦合分量不会损坏中压 绕组，不必加装上述要求的避雷器。
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2. 自耦变压器的防雷保护
高压端A进波
中压端A' 进波
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（2）35kV 及以下配电装置的绝缘较弱，所以其构架或房 顶上不宜装设避雷针，而需要装设独立避雷针。
（3）发电厂厂房一般不装设避雷针，以免发生感应或反 击使继电保护误动作，甚至造成绝缘损坏。
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2. 避雷线
我国有关规程规定：
① 110kV 及以上的配电装置 可将线路的避雷线引接到 出线门型构架上，但土壤电阻率大于 1000Ω·m 的地区，应加 装 3 ~ 5 根接地极。
b. 进线保护（冲击电晕降低入侵波的陡度和幅值；导线波阻
抗限制流过避雷器的冲击电流幅值）
一 避雷器的保护作用
1. 避雷器保护的动作过程
避雷器上的电压可以 看作斜角平顶波
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二.变压器与避雷器之间允许的最大电气距离
? u ? 2?? ? 2? l
v
uT
?
u?
?u ?
uRBaidu Nhomakorabea
?
2?
l v
变压器与避雷器之间允许的最大电气距离：
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? 避雷针（线）的设计计算
1. 独立避雷针
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di
uA
?
L dt
?
iRch
uB ? iRch
I = 140 ~ 150 kA，L = 1.7 hμH/m， 空气击穿场强500 kV/m， 土壤击穿场强300kV/m， di / dt按斜角波头= 2.6 μs。
sk ? 0.2Rch ? 0.1h m?
②分级绝缘：中性点处的绝缘水平低于相线端的绝缘水平。
应选用与中性点绝缘等级相同的避雷器进行保护，但要
注意校验避雷器的灭弧电压，它始终大于中性点可能出现的 最高工频电压。
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五、配电变压器的防雷保护
避雷器尽量靠 近变压器，尽 量减小连接线 的长度
高压侧遭雷击， 避雷器动作，作 用于低压绕组的 电流通过电磁耦 合又变换到高压 侧的过程叫做 “反变换”。
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避雷器的接地线 与变压器金属外 壳、低压侧中性 点连在一起接地
装设的避雷针（线）应该使所有设备均处于避雷针及避 雷线的保护范围之内。
另外，要注意防止反击。即雷击于避雷针及避雷线后， 它们的地电位可能提高，如果它们与被保护设备的距离不够 大，则有可能在避雷针、避雷线与被保护设备之间发生放电， 或叫做逆闪络。此类放电现象不但会在空气中发生，而且还 会在地下接地装置间发生，一旦出现，高电位就将加到电力 设备上，有可能导致电力设备的绝缘损坏。
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? GIS变电所雷电过电压保护的特点
① GIS绝缘的全伏秒特性比较平坦，其冲击系数很小，约为 1.2 ~ 1.3。因此它的绝缘水平主要决定于雷电冲击电压。
② GIS变电所的波阻抗一般在60 ~ 100Ω之间，远比架空线路 低，这对变电所的侵入波保护有利。
③ GIS变电所结构紧凑，设备之间的电气距离小，避雷器离 被保护设备较近，防雷保护措施比敞开式变电所容易。
② 35 ~ 60kV 配电装置 在 ρ 不大于 500Ω·m 的地区， 允许将线路的避雷线引接到出线门型构架上，但应装设 3 ~ 5 根接地极；当 ρ>500Ω·m 时，避雷线应终止于线路终端杆塔， 进变电所一档线路可装设避雷针保护。
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第二节 发电厂和变电所的雷电侵入波保护
a. 阀型避雷器（限制来波的幅值）
sd ? 0.3Rch m
? ?
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2. 架空避雷线
① 一端绝缘另一端接地的避雷线
sk ? 0.2Rch ? 0.1(h ? ? l) m?
sd ? 0.3Rch m
? ?
② 两端接地的避雷线
sk ? ? '[0.2Rch ? 0.1(h ? ? l)] m?
sd ? 0.3? ' kch
? ?
? ' ? (l2 ? h) /(l2 ? ? l ? 2h)
??
避雷针、避雷线的Sk一般不宜小于5m，Sd一般不宜小于 3m，在可能的情况下，应适当地加大。
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? 几个具体问题
1. 架构式避雷针
（1）对于110kV及以上的配电装置，由于绝缘较强，不 易反击，一般可将避雷针装设在构架上。构架避雷针有造价 低廉，便于布置的优点。但因构架离电气设备较近，必须保 证不发生反击的要求。