当前位置：文档之家 › 变电站防雷-高电压技术ppt

变电站防雷-高电压技术ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：190.00 KB
  • 文档页数：23

下载文档原格式

  / 23

合集下载

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

.
29
2.切除空载线路过电压及其限制措施
主要原因：电弧重燃
影响因素：断路器的性能、电网中性点的运行方式 、 接线方式的影响、电晕的影响、线路侧的电磁式电 压互感器
限制措施：选用灭弧能力强的快速断路器
采用带 并联电阻的断路器
.
30
3.切除空载变压器过电压 原因：开关突然截断了电感中的电流 截流电压最大值为：
单支避雷针的保护范 围如何确定？
避雷器有哪 些种类？
对避雷器的基本技术 要求有哪些？
避雷器的基本参数有 哪些？
接地有哪些种 类？各有什么 作用
.
1
第七章 输电线路的防雷保护
任务一：熟悉架空输电线路的雷电过 电压的类型及特点 任务二：布置架空输电线路的防雷措 施
.
2
第七章 输电线路的防雷保护
一、输电线路防雷保护的必要性： 1.线路延伸很长，地处旷野，高耸地面容 易遭受雷击； 2.雷击线路产生的入侵变电站的雷电波会 威胁电气设备的绝缘。
L
ZT为变压器的特性阻抗 UcmaxI0 CI0ZT 影响因素：断路器的性能、变压器的特性阻抗 限制的措施：在变压器的任一侧装设一组普通阀式 避雷器
.
31
4.弧光接地过电压及其限制措施
电弧接地过电压：中性点不接地的电网，如果 发生单相金属性接地，将引起健全相的电压升高到 线电压。如果单相通过不稳定的电弧接地，即接地 点的电弧间歇性熄灭和重燃，则在电网健全相和故 障相上都会产生过电压。
LC
i
当自振频率与电源频率相等时， u(t)=Umsin(ωt+φ)
回路的感抗等于容抗时出现线
性谐振，此时过电压最大，其
电压倍数：
L
Ucw C Um R 解决方法：在设计或运行时避开谐振范围

大气过电压防护—发电厂、变电所防雷保护(高电压技术课件)

大气过电压防护—发电厂、变电所防雷保护(高电压技术课件)

(2)架构避雷针
60kV及以上的配电装置，因为绝缘 水平较高，可以将避雷针架设在配电 装置的构架上，以可以节约投资、便 于布置。
60kV的配电装置,土壤电阻率ρ >500Ω · m时,110kV的配电装置， 土壤电阻率ρ >1000Ω · m时需独立 架设避雷针。
在装设避雷针的构架附近埋设辅助集中 接地装置，且避雷针与主接地网的地下 连接点至变压器接地线与主接地网的地 下连接点之间，沿接地体的长度不得小 于15m。
图 独立避雷针与被保护设备间的距离
三、发电厂、变电站防止直击雷的措施
K0U
为防止避雷针对构架发生 反击，避雷针与构架间的 空气间隙距离SK≥UA/E1,， E1为空气间隙的平均冲击 击穿场强
为了防止避雷针接地装置 与被保护设备接地装置之 间因土壤击穿造成反击， Sd≥Ud/E2，E2为土壤的平 均冲击击穿电压
7.3.3发电厂、变电所防雷保护
7.3.3.4 旋转电机防雷保护
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。
防雷保护的特点：
1、在同一电压等级的电气设备中，旋转电机的绝缘水平最低； 2、电机使用运行的条件恶劣； 3、电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平差不多、裕 度很小，因此必须加装其他器件； 4、发电机绕组的匝间电压的大小与入侵波的陡度成正比；
1、FCD：在发电机出线母线上装设一组保护旋转电机专用的ZnO避 雷器或FCD型磁吹避雷器
2、并联电容器C：母线上装设，以限制进波陡度和降低感应雷 击过电压的作用 3、电抗器L：限制工频短路电流，降低冲击电流陡度和减小流过FCD 的冲击电流，FS用来保护电抗器L和B处电缆头的绝缘。 4、插接一段长150m以上的电缆段，限制流入避雷器FCD的冲击电流不 超过3kA。 5、管型避雷器FG1、FG2：FG1的动作代替FG2的动作，使电缆发挥 其限流作用。FG1距离A点70m。

高电压技术课件 第九章 输电线路的防雷保护

高电压技术课件 第九章 输电线路的防雷保护
4、采用消弧线圈接地方式：适用110kV及以下电压等级 电网，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈 消除，不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表 明，该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右
21
5、加强绝缘：对个别大跨越、高杆塔，落雷机会多等情 况，可增加绝缘子片数
6、采用不平衡绝缘方式：针对同杆并架双回线路，一回 普通绝缘，一回加强绝缘
IL
2.6
有避雷线时，导线上的感应过电压
U i ' (1 k )Ui
8
§9-2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
9
一、雷击塔顶时过电压和耐雷水平
雷击瞬间自雷击点有一 负极性的雷电流冲击波沿 着杆塔向下运动，另有两 个相同的负极性雷电流波 沿避雷线向两侧运动，使 塔顶电位升高，并通过电 磁耦合使导线电位发生变 化。
保护角越小，对绕击雷的保护效果越好，110kV保护 角20～30º，500kV负保护角
19
2、降低杆塔接地电阻
❖ 土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混 凝土杆的自然接地电阻
❖ 土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体 或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施
20
3、架设耦合地线： 在降低杆塔接地电阻有困难时，在导 线下方架设一条接地线。它具有分流作用，又加强了 避雷线对导线的耦合。运行经验表明，该措施可降低 雷击跳闸率50％左右
4
衡量线路防雷性能优劣的参数
耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不 至于引起绝缘闪络的最大雷电流 （kA）。
雷击跳闸率：在雷暴日数Td=40的情况 下,每100km线路每年因雷击引起的跳 闸次数。
5
§9-1 输电线路的感应雷过电压
6
一、雷击线路附近大地时线路上的感应雷过电压

避雷器及过电压防护基础知识ppt课件

避雷器及过电压防护基础知识ppt课件
上者，设备与主地网未连接，应尽快检查处理。
避雷器及过电压防护
八、电力系统的防雷接地
关于接地事故的反措要求
（1）根据地区短路容量的变化，应校核接地装置(包括设备接地引下线)的热 稳定容量，并据短路容量的变化及接地装置的腐蚀程度对接地装置进行改 造。
式中：Sg——接地线的最小截面，mm2； Ig——流过接地线的短路电流稳定值，A(根据系统5～10 年发展规划， 按系统最大运行方式确定)； te——短路的等效持续时间，s； c——接地线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温 度和短路前接地线的初始温度确定。
避雷器及过电压防护
七、避雷器相关反措要求
2012中国南方电网公司反事故措施 ——防止雷害及过电压事故 （1）110kV及以上电压等级变电 站线路侧均应安装避雷器，防止因 雷击跳闸期间重复落雷造成已跳开 的断路器断口击穿。 （2）在10kV及35kV系统中为限制 雷电过电压、操作过电压，应采用 金属氧化物避雷器，不宜使用过电 压保护器。对已安装过电压保护器 的应配合设备停电进行整改。
避雷器及过电压防护
三、避雷器类型
（1）保护间隙：保护间隙可以说是一种最简单的避雷器，按 其形状可分为棒形、角形、环形、球形等。它是由它是由主间 隙和辅助间隙串联而成的。 保护间隙的优点就是结构简单、造价低。但是，由于放电间 隙暴露在空气中，放电特性受环境影响大，放点分散性大，并 且由于一般保护间隙的电场属于极不均匀电场，因此他的伏秒 特性曲线比较陡，与被保护设备的绝缘配合不理想；保护间隙 另一个严重的缺点是弧灭能力差，对于间隙动作后流过的工频 续流往往不能自行熄灭，将引起断路器的跳闸，为了保护安全 供电，往往与自动重合闸装置配合使用。因此保护间隙主要用 于10kV以下的配电线路中。

变电站防雷保护与防雷范围计算ppt课件

变电站防雷保护与防雷范围计算ppt课件

晋煤供电
◇ 避雷针
避雷针也称为引雷针，主要是把雷电引向自身，通过自身放电保护建筑物 ，避雷针高于被保护建筑物，避雷针保护建筑物的大体范围如下图所示。一般称 避雷针的保护范围为伞状保护，避雷针在雷云的作用下，其顶端电场强度最大， 所以吸引雷电流过来通过避雷针放电，之后通过引下线和接地体把雷电流泄入大 地，保护建筑物安全。
◇ 避雷针
晋煤供电
图 常见接闪器外形图
避雷针一般用镀锌钢管制成，避雷针的直径不得小于下列数值:
针长 1m 以下 圆钢 12mm，钢管 20mm
针长 1～2m
圆钢 16mm，钢管 25mm
晋煤供电
◇ 避雷针
※ 避雷针的保护范围计算
避雷针的保护范围的计算方法，国际电工委员会 IEC 推荐使用滚球法来确 定，也可以使用折线法来确定，对于同一类型的避雷针，采用滚球法的精确度 要高于折线法。 GB50057-2016规定采用滚球法来确定接闪器的保护范围。
晋煤供电
变电站防雷保护与防雷范围计算
☆雷电知识简述 ☆变电站防雷措施 ☆避雷针保护范围计算（滚球法） ☆接地体及接地网
晋煤供电
☆第一章 雷电知识简述
雷电的实质是一种气体放电现象，叫做大气过电压。雷电的实质是云团在 大气中上下翻滚不断的摩擦碰撞而使某些云团带正电荷，而某些云团带负电荷， 当两个云团接近到一定距离时，击穿大气互相放电的过程，这就是人们在天空 经常看到的雷电，当带电云团接近大地附近的比较高的建筑物或者物体时，会 在建筑物或比较高的物体中感应出相反的电荷，会产生雷云对大地的放电，即 我们经常说的雷击现象，遭受雷击时，会产生很大的雷电流和雷电压，对于建 筑物及设备甚至人身都会产生极大的威胁。通常建筑物遭受雷击都是下形雷造 成的，下形雷主要是指雷电由雷云向地面建筑物行进的，反之称为上形雷，比 较少见。雷电的种类通常有三类，比较常见的是线形雷。片形雷比较少见，另 外有时候还能看到球形雷。

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

跳闸的两个条件： 1.雷电流超过线路的耐雷水平，引起线路绝缘发
生冲击闪络； 2.冲击电弧转化为稳定的工频短路电弧，线路才
会跳闸。
故需要讨论建弧率的问题。
.
10
输电线路的防雷措施
一、架设避雷线
1. 3~10kV线路
不架设避雷线，可利用水泥杆的自然接地，为提高供
电可靠性可投入自动重合闸。在雷电特别强烈地区可因地
Ug 25 ILhc S
感应电压一般不超过500kV，对35kV及其以下 的水泥杆线路可能会引起闪络事故，对110kV及其 以上线路，由于线路绝缘水平较高，所以一般不 会引起闪络事故。
.
6
二、有避雷线时
U 1 g UK g U U(g 1 gK )
K为避雷线与导线间的耦合系数，线间距离 愈近，耦合系数K就愈大。
二是雷击线路后沿线路向发电厂、变电所传来
的雷电波。防护措施是装设避雷器，以限制流
过避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。
.
15
一、直击雷保护
原则：所有的被保护设备均应处于避雷针的保护范
围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷针时应
防止避雷针至被保护设备发生反击。
3. 110~500kV线路防雷保护
110kV线路一般沿全线架设避雷线，在雷电活动 特别强烈地区，宜架设双避雷线，其保护角取200； 在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可 不全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。
.
12
二、降低杆塔接地电阻 三、架设耦合地线
在降低接地电阻有困难的时候采用，此方 法可增加避雷线和导线间的耦合作用，以降低 绝缘子串上的电压，还可以对雷电流进行分流。
一般在低压绕组任一相的直接出口处加装一只 避雷器

高压电技术课件-第20讲 电力系统防雷保护(三)

高压电技术课件-第20讲 电力系统防雷保护(三)
28
10.3.3 非直配电机的防雷保护
经由变压器绕组传递的过电压分为静电感应分量和电磁 感应分量。
如变压器低压绕组到电机绕组的连线是电缆或封闭式母 线，则静电感应分量可不考虑。
如发电机与变压器间有较长架空母线或软连接线时，除 应有直击雷保护外，还应防止雷击附近避雷针时产生感 应过电压。为此，应在电机出线上装设电容器（每相不 小于0.15F）或避雷器，它们也可限制静电感应分量。
4) GIS内一旦出现电晕，很容易发展成击穿，而且不能 恢复原有的电气强度，甚至导致整个GIS系统的损坏 ，而GIS价格昂贵，因而要求它的防雷保护措施更加 可靠。
例如，对于500kV级GIS，2km进线段，只要最靠近变电站的一基杆塔的工
频接地电阻保持在15以下，其余为20，就行。
24
10.3 旋转电机的防雷保护
对于电磁分量，一般危害较小。对于特别重要的发电机 ，可在出线上装设避雷器。
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
2） 进线段可限制流过避雷器的冲击电流幅值
假设最严重的情况：进线段首端落雷，线路上只接有一个避雷器 ，求此时流过避雷器的电流
U 50%
Z
Z
U bm
2U 50%
I bL
(a)
(b)
11
(1) 进线段首端落雷， 流经避雷器的电流
雷电侵入波的最大幅值为线路绝缘的冲击闪络U50%。雷 电波在1－2km内往返一次的时间为：
高电压技术
高电压工程系 戴玲
作业：
8.4
U0 =50kV
U0 线路1 Z1
架空线
1
A

《高电压技术系列ppt》--雷电及防雷装置

《高电压技术系列ppt》--雷电及防雷装置

N

4h b 1000
100

Td
[次（/ 100km
年）]
对于Td=40，得γ =0.07，上式可简化为
N 0.28(b 4h)[次（/ 100km 年）]
§8-2 避雷针、避雷线的保护范围
对直击雷的防护措施通常是装设避雷针或避雷线。避雷针 （线）高于被保护的物体，其作用是吸引雷电击于自身，并将 雷电流迅速泄如大地，从而使避雷针（线）附近的物体得到保 护。
为了评价不同地区防雷系统的防雷性能，须将它们换算到 同样的雷电频度条件下进行比较。规程取40个雷暴日作为基准。
√输电线路落雷次数
对于输电线路，由于高出地面，有引雷作用，其吸引范围
与最容易受雷击的导线高度有关，根据模拟试验和运行经验， 一般高度线路的等值受雷面的宽度为4h+b。设N为每100km线路 每年遭受雷击的次数，则N可按下式计算
雷电流i为一非周期冲击波，它与气象、地质条件和地理位 置有关，是一个随机变量。
√峰值 根据我国长期实测所累积的大量数据，并参考了国外的资
料，对一般地区，规程建议按下式计算雷电流的累积概率
log P IL 88
其中：P为峰值超过IL的雷电流出现的概率，IL为雷电流的 峰值。
陕南以外的西北地区，内蒙古自治区的部分地区（平均雷 暴日数一般在20及以下）雷电流峰值较小，所以
bx按下式计算
D h0 h 7 p
bx 1.5(h0 hx )
√双支不等高避雷针
两针内侧的保护范围按下法确定：先按单针作出高针1的保 护范围，然后经过较低针2的顶点作水平线与之交于点3，再设 点3为一假想针的顶点，作出2和3两等高避雷针的保护范围。
√多支等高避雷针
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值：
Uch ：避雷器冲击放电电压
Ubm：避雷器残压的最大值，取5kA下的数值
两个峰值Uch和Ubm基编辑课本件 相同
9
变压器得到可靠保护条件：变压器 冲击放电电压大于避雷器的冲击放 电电压和5kA下的残压 110kV～220kV变电所雷电流不得超 过5kA，故5kA下的残压用Ub.5表示
编辑课件
2
侵入波过电压防护的主要措施
避雷针、避雷线的保护范围 直击雷
防止反击
避雷器的保护范围与作用
侵入波
降低来波陡度
进线保护段
减小通过避雷器的电流
编辑课件
3
变电所内避雷器的保护作用
避雷器与被保护设备有一定距离 时的过电压 变压器与避雷器之间允许的最大 电气距离 确保变压器安全的主要措施
编辑课件
4
=2α(tP+2τ)
2αt
- 4α(tP+2τ- tP)
-4α(t-tp)
= 2α(tP - 2τ) =Ub.5 - 2ατ
编辑课件
17
变压器上电压UT( t )
t tp uT(t) 2at
t tp
uT (t)
2at p
Ub5
2a
l2 v
t
tp
2l 2 v
uT (t)
2a(t p
2l 2 v
１、入侵雷电波的波形
360m
标准雷电波波形:
Tf=1.2μs±30%; Tt=50μs±20% 雷电冲击波波头长度
=VTf=3 x 108m/s x 1.2 x 10-6s=360m
编辑课件
5
αt
因此，在变电站内分析入侵波时我们 通常考虑其波头的影响，从而把入侵 波看成是陡度为α的斜角波
编辑课件
6
2、避雷器与被保护设备距离 为零时的过电压
变压器在冲击电压作用下入口电容一般
可以不计,可以认为输电线在此开路。
编辑课件
7
q 1(h 1 h 3) (h a h b)
避雷器动作前：
变压器（也是避雷器）上电压： ub 2u
避雷器动作后： 可列方程： 2u ub ibZ1
编辑课件
8
避雷器动作后：
变压器承受截波的能力为多次(一般指
3次)截波耐压值:
U
j
U j.3 编辑课1件.15
19
变压器承受的最大耐压值
U b .5
2
L v
Uj
变压器与避雷器间允许最大
电气距离
Lm
U j Ub.5 2 / v
编辑课件
20
确保变压器安全的主要措施
UT
U b .5
2 L2 v
限制避雷器残压 限制入侵波陡度 由变电站进线段保护完成
= 2α( tp - τ) 2αt ③ 其中：2αTP=Ub.5+ 2ατ
编辑课件
15
t=tp时
UT= 2αtp =Ub.5 + 2ατ
其中τ = L2/v 考虑到设备入口电容
2αt
UT= Ub.5 + 2αKL2/v
K为设备电容修正系数
编辑课件
16
t = tP+2τ时
UT=2Uq +2Uf
=2αt - 4α(t-tP)
入侵波at到避雷器处B点时t=0,在变压
器入口处T点发生全反射
编辑课件
13
① 反射波到达B点之前：
Uf B （１）
Uq
UB(t) = Uq = at
T ② 反射波到达B点后和避雷 器动作之前：
Uq
Uf
B
T
（２）
UB(t) = Uq + Uf = at + a(t - 2τ)
= 2a(t - τ)
其中τ = L2/v
减小变压器距避雷器的电气距离
编辑课件
21
变电所侵入波的保护接线
220kV变电所保护接线
编辑课件
22
谢谢
编辑课件
23
)
4a(t p
2l 2 v
2a(t p
2l 2 v
)
U b5
2a
l2 v
tp )uT (t)
2at p
Ub5
2a
l2 v
具有振荡性质 -----截波
编辑课件
18
4、变压器与避雷器之间允许 的最大电气距离
入侵波在变压器与避雷器之间多次反 射，作用在变压器上的电压具有振荡 性质，相当于截波的作用。
编辑课件
14
Uq
Uf
B
T ③ t=tp,UB与避雷器伏秒特
2α(t - τ)
u
UB
避雷器伏秒特性曲线
性相交,避雷器动作,UB
应等于避雷器残压，相
αt
tp
Ub.5
当于在避雷器安装处产
2τ
t
生一个-2α(t-tp)电压波.
-2α( t - tp)
UB= Ub.5=2α(t -τ) - 2α( t - tp)
编辑课件
10
可将避雷器上的电压近似的视为斜角 平顶波．其幅值为Ub.5，波头时间Tp 取决于入侵波陡度α．
上图表示当避雷器动作时在避雷器安 装处产生一个-α(t-tp)电压波．
编辑课件
11
3、避雷器与被保护设备有 一定距离L2时的过电压
编辑课件
12
变压器在冲击电压作用下,可以认为输
电线在变压器入口处T点开路
变电所雷电过电压的来源
雷电直击变电所 雷击输电线路产生的雷电过电压 沿线路侵入变电所
编辑课件
1
变电所雷电过电压的危害
变压器等主要电器设备的内绝缘大都 没有自恢复的能力 220kV线路，50%放电电压为1200kV 而相应的变压器全波冲击试验电压为 850kV, 全波多次冲击耐压只有 850/1.1=773kV 设备损坏后将造成大面积停电