变电站遭雷击原因和防雷措施分析
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220kV变电站防雷措施分析摘要在最近几年发展中我国电力输电规模不断增大,在进行电力输电时首先会将电能进行升压处理,并以高压的形式进行输送,然后在目的地变电站中进行降压,因此在电力系统中变电站至关重要。
但是在变电站内各个设备运行很容易受到外界雷击因素影响,导致设备运行异常,再加上当前我国区域内大都是220kV变电站,因此本文在进行研究时就以220kV变电站为例,对该变电站防雷设计原则以及防雷设计内容进行分析,探究在220kV变电站防雷措施。
关键词:变电站;防雷设计;防雷措施;接地电阻1 220kV变电站防雷设计原则在我国对变电站防雷设计规范要求中明确提出了变电站在设计时的接地电阻需要控制在0.5Ω范围内,特殊条件下可以放宽至5Ω范围,这是因为在电压等级为220kV的变电站中各个电压母线上的电压都比较大,此时如果发生故障,在故障状态下母线接地电流会非常大无法满足规范要求,从而影响变电站的防雷性能;在变电站中由于母线发生故障后所产生的短路电流非周期分量比较大,此时该分量电流还会对变电站的接地网络性能产生冲击,导致接地网络电压明显上升,变电站内3-10kV的变压器会发生误动作从而受到损坏,因此在220kV变电站防雷设计时需要遵循的原则为:(1)在接地体尽量选择电阻较低的金属接地体,比如说建筑物内的钢筋等,这些金属本身的电阻就比较低,且属于变电站内固有的设备,能够快速实现接地设计。
(2)尽量选择自然接地体。
在接地网设计时可以将接地主网与周围的建筑物等自然接地体进行有效连接,从而起到降低网络电阻的作用,提高防雷效果。
(3)构成闭环接地网。
接地网络要是一个完成的闭环系统,不存在任何的端点,以保证变电站内各个设备都能够实现有效接地。
2 220kV变电站防雷设计主要内容在220kV变电站中防雷设计是保护变电站设备的主要举措,能够保证各设备正常运行。
对于220kV变电站而言其所受到雷击的形式主要有两种:一种是变电站内的各个电气设备会直接受到雷击作用的影响,从而发生损坏;二是与变电站相连的进线、输电线路受到雷击作用的影响,产生的雷击电流会沿着输电线路的传输方向进入到变电站内,对设备产生影响。
110kV变电站遭受雷击事故分析及防范措施摘要:2017年07月05日03点15分,变电站监控后台报“35kV母线保护差动保护启动、110kV高压线路保护保护启动、#1风电线保护启动、#4风电线保护启动、#5风电线保护启动、接地变保护启动、站用变保护启动、故障录波启动”,35kV#1站用变316断路器跳闸。
本文将对该事故的原因进行分析,并在此基础上对此类事故的未来防范工作提出相应的防范措施。
关键词:风电厂;跳闸事故;故障;防范引言架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分,由于它暴露在大自然中,易受到外界的影响和损害。
而雷击是其中最主要的一个方面。
据统计,雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%~70%。
一、事故经过概述2017年07月05日03时15分46.2389秒变电站监控后台报“#1站用变316保护启动”,03时15分46.2559秒#1站用变316电流速断动作(动作电流:292.757A),35kV#1站用变316断路器跳闸,监控画面显示316断路器已在分闸位置,运维人员随后到35kV配电室核实316断路器确已在分闸位置。
二、事故原因分析(一)故障波形分析03点20分,对故障录波装置进行检查,故障波形见下图一。
03时15分46.2329秒时,35kV母线电压出现波动,其中B、C相最为严重;35kV #1站用变316进线柜B、C相电流首先出现较大波动,随后A相电流也出现波动;查看其他间隔,35kV#1接地变318进线柜电流A、B、C三相都发生了电流突变,其余间隔电流在03时15分46.2329秒时有轻微波动,但都能在2ms内恢复正常。
根据故障录波波形初步判断为35kV #1站用变316发生过流。
图一:故障录波波形(二)视频监控查看分析查看站内视屏监控故障时间点的录像,发现07月05日03点15分时有雷电击中110kV出线侧门型架防雷线上,就地检查发现该风电场110kV侧门型架接地扁铁抱箍有放电痕迹。
变电站的防雷接地技术变电站作为电力系统中的重要组成部分,其正常运行对于电力系统的稳定供电具有重要意义。
而雷电是导致电力设备损坏和电力系统故障的主要原因之一,因此,在变电站的设计和建设过程中,防雷接地技术是至关重要的。
一、防雷接地的基本概念和作用防雷接地是指通过合理布置接地设施,在雷电侵袭时迅速引导雷电流入地下,减少雷电对设备和系统的损害。
其主要作用有以下几个方面:1. 接地安全:良好的接地系统可以防止雷电对设备和人员的危害,保证安全运行。
2. 电气设备的保护:合理的接地系统可以将雷电流迅速引到地下,避免雷击对设备造成直接或间接的损害。
3. 系统可靠性:优良的接地系统可以提高系统的可靠性,减少故障发生的可能性。
二、变电站防雷接地技术1. 接地系统的设计变电站的接地系统主要由接地电阻、接地极、接地网和接地体等组成。
(1)接地电阻:接地电阻是指将接地极与大地相连的电阻。
它的主要作用是限制接地系统的电流在合理范围内,在雷击时减少对设备的伤害。
接地电阻的设计要根据变电站的场地情况和工程要求灵活选择。
(2)接地极:接地极是将接地电阻埋设在地下的部分。
它的选择要考虑土壤的导电性、外部介质的腐蚀性以及可靠性等因素。
常用的接地极有水平接地极、竖直接地极和涂铜接地极等。
(3)接地网:接地网是由多个接地极和导线连接而成的网状结构。
它通过增大接地面积,降低接地电阻,提高接地的可靠性和稳定性。
接地网的布置要根据变电站的场地和设备的要求进行合理设计。
(4)接地体:接地体是指其他与接地系统有关的构造物,如金属结构、设备等。
接地体的选择和设计要根据具体的变电站情况和设备要求进行合理布置。
2. 接地材料的选择接地材料的选择要考虑其导电性能、耐腐蚀性能和可靠性等因素。
常用的接地材料有裸铜导线、镀锌钢导线、铜包钢导线和铜排等。
其中,裸铜导线具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,是较为理想的接地材料。
3. 接地设施的布置变电站的接地设施要合理布置,使得接地系统的电流均匀分布、电势降低,并减少相互干扰。
220kV变电站典型雷击跳闸事故分析摘要:雷击造成的事故中,输电线路和变电站占的比重是非常大的,会威胁到人们的生命和财产安全,同时输电线路和变电站是电力系统中不可或缺的组成部分,是做好防雷措施的关键位置。
因此,本文以220kV变电站雷击跳闸事故为对象展开分析和研究。
关键词:220kV;变电站;雷击;跳闸现如今,电能已经是人们离不开的能源,一旦造成停电,就会造成极大的不便。
变电站是电力系统的核心组成部分,一旦遭到破坏,就会使得设备受到严重的损坏,影响电力系统的运作,造成停电,影响人们的正常学习、工作和生活,所以采取更好的防雷措施成为了社会关注的问题。
一、因雷击导致电力系统跳闸的因素输电线路的绝缘能力比较差,所以一旦遭受到雷击,会不可避免的出现跳闸的情况,要跳闸必须要满足以下两个条件:第一,出现了单相接地短路的情况,也就是指因为脉络形成了稳定的工频电弧,从而导致了跳闸现象;第二,输电线路的绝缘能力比雷击的闪电过电压要低,从而引起跳闸,但是这种情况只会存在几十微秒的时间,电力系统没有时间完成跳闸,因此,主要分析第一个条件,影响第一个跳闸情况的因素主要有以下几点:(1)线路杆塔的接地电阻值比较高。
在一般情况下,如果雷击档距中避雷线的时候,空气的间隙之间并不会出现闪络的现象,当雷电的电流向杆塔的两边传播的时候,会产生比较强烈的电晕,到达杆塔的时候,幅值就已经下降了许多,这时候,如果电阻值没有那么高,就不会出现闪络的情况。
但是如果雷击导致反击过电压,并且接地电阻值比较高,就会容易发生闪络的现象,出现相间短路,从而使得电力系统跳闸。
(2)消弧线圈设置不准确。
如果没有将消弧线圈设置准确,输电线路就会出现短路的情况,那么消弧线圈就不能够给予足够的补偿,从而导致跳闸。
二、雷雨天跳闸事故分析2017年8月4日18:35分,220kV分析变雷击A线第一、二套保护动作,A相跳闸,重合成功,保护测距2.813km。
(一)运行信息1、线路基本情况220kV雷击A线从220kV分析变起至220kV某某变止。
110kV220kV变电站防雷接地技术发布时间:2021-06-25T10:36:41.827Z 来源:《中国电业》2021年3月第7期作者:吴承俊[导读] 110kV220kV变电站是我国输配电网络中主要的高压变电站类型,直接承担着我国大部分的高压输配电任务,变电站的安全运行关系着电网的安全稳定运行吴承俊桂林丰源电力勘察设计有限责任公司广西桂林 541001摘要:110kV220kV变电站是我国输配电网络中主要的高压变电站类型,直接承担着我国大部分的高压输配电任务,变电站的安全运行关系着电网的安全稳定运行。
而雷电灾害是影响变电站运行的主要外部因素,一旦发生雷电故障,将导致严重的后果。
因此,本文主要分析110kV220kV变电站防雷接地技术的应用。
关键词:变电站;防雷接地技术;应用1.110kV220kV变电站出现雷击现象的主要因素由于110kV220kV变电站具有相对特殊的功能和特性,其一般位于相对空旷的区域,户外电气设备基本为金属设备,因此发生雷击的可能性非常高,一旦变电站发生雷击,可能导致严重事故,如停电将对社会的生产生活造成较大影响,也可能导致设备损坏造成严重的经济损失。
为了保护电气设备不受雷电的影响,有必要对变电站的防雷接地技术进行深入研究,一般来说,在变电站正常运行期间,电网电气设备以额定电压运行,但是在雷雨天气中,雷击导致输配电系统中的某些线路出现过电压,进而影响到变电站,根据不同的雷击方式,变电站的雷击过电压主要有以下几种[4]。
1.1雷直击设备过电压雷电直接击中电气设备后,会在电气设备中产生大的雷电流和超高压,同时还会释放出大量的热量,出现的热量将直接影响电气设备的正常运行,容易造成电气设备损坏,影响变电站的正常运行。
1.2雷直击线路及感应雷过电压当雷场移至架空线上时,在静电感应的影响下,会导致架空线上更多的异常束缚电积累,雷云一旦释放地面,将在架空输电线路上造成极高的感应过电压,此外,雷直击中输电线路时,在线路上形成雷电波,雷电波沿着输电线路侵入变电站,从而导致变电站电气设备过电压,这些过电压的出现会对变电站造成严重损害。
一、概述随着我国现代化建设的不断提高,各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
但是一方面由于电子设备内部结构高度集成化,从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降,对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
据统计,雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%,例如变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而造成大量的通讯、远动设备损坏,我们应当对雷电的危害性引起高度重视,加强防雷意识,做好变电站预防工作,将雷害损失降到最低限度。
二、几种主要的雷击方式2.1雷的直击和绕击雷云单体浮在大地上空,其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。
如果途经变电站的避雷针或地表其他突出物,地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。
闪电开展之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展,当距地面50~100m时,由避雷针等地表电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。
两者相接,进入直击或绕击的主放电阶段。
通常当地面上突出物的高度为h,雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7 kV/m 时,则该突出物将容易受到直击雷。
原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径,用公式表述为:R=16.3h0.61m。
该式还表明,地表安装独立避雷针后,将会在其附近出现大量的散击,甚至对避雷针进行直击,对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。
一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培,释放的能量相当大,瞬间所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们的生产生活带来多种危害,如引起火灾和大爆炸,金属导体连接部分断裂破损,建筑物倒塌,电气设备损坏等等。
2.2雷击反击直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。
假如地电阻为10Ω,一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。
35kV输配电线路雷击故障及防雷措施摘要:35kV输配电线路是比较常用的配电线路,在我国电力系统中有着重要地位,但由于35kV输配电线路本身的特征,增加了输配电线遭受雷击闪络或跳闸事故的几率,所以加强35kV输配电线路的防雷措施就显得尤为重要。
这就要求相关技术人员能够排除配电线路防雷措施中的隐患,提升配电线路的安全性,从而保障区域供电的正常运行。
本文主要论述35kV输配电线路防雷措施的重要性、35kV输配电线路雷击故障类型与雷击故障判别类型,以及具体的防雷措施,希望提供读者有价值的信息。
关键词:35kV输配电线路防雷措施;雷击故障类型;故障判别1.35kV输配电线路防雷措施的重要性35kV输配电线路是我国电网系统中主要的配电线路,但由于其本身的性质,使得配电线路在防雷电方面表现的并不理想,增加了遭受雷击的几率。
在我国沿海地区,输配电线出现故障的事情时有发生,其中由雷电引起的配电事故更是占了很大的比重,严重威胁了区域供电的稳定和安全,也影响了居民的用电需要。
因此,相关人员必须加强配电线路的防雷措施,用自身的专业能力去维护配电线路的稳定和安全,保障区域配电的供电需要,为社会的稳定发展作出贡献。
2.35kV输配电线路雷击故障类型与雷击故障判别类型2.1雷电过电压的故障类型与跳闸率问题在配电线路的雷击故障中,雷击的过电压一般分为三种,分别是直击雷过电压、反击雷过电压、感应雷过电压。
专业人员可以通过杆塔位置、闪络位置等进行雷击事故的判别,其中直接雷过电压是指天空的雷云在放电的过程中导致线路产生一定的抗阻,随着电流电压的逐渐升高,线路内产生极强的冲击力,使线路内出现极大的直击雷过电压。
同样,天空的雷云放电的过程中,杆塔中的阻抗与其他线路的阻抗共同作用产生了电压降,由于杆塔顶端高电位的影响,导致线路的电流电压快速升高,绝缘子被击穿的过程就产生了反击雷过电压。
而感应雷过电压也是因为天空中雷云的关系,使线路内产生束缚电荷。
44 EPEM 2020.12电网运维Grid Operation电气防雷装置在变电站防雷中的应用中电建建筑集团有限公司 毛兴科摘要:对电气防雷装置在变电站防雷中的应用进行详细讨论。
关键词:电气防雷;装置;变电站;防雷电气系统的电气设备由于直接雷和雷诱导的过电压,给变电站的电气设备和建筑物带来严重的损害。
雷灾几乎覆盖了各行各业特别是以大规模集成电路为中心的通信、计算机网络、测量、监控、保护等先进电子设备,由于这些电子部件对瞬态过电压、过电流的耐受性较差,所以雷电、浪涌、静电、电线短路等产生的高压、大电流侵入到电器内部,经常引起电器产品的损坏、引起火灾。
因此,采取有效的防雷措施,完善防雷设备是电力系统防雷的重要手段。
1 变电站遭受雷击的主要原因供电系统正常运行时需保证用电设备低于电网额定电压,然而雷击时一些配电系统的电压大大超过正常电压值就会产生较为严重的危害,一般变电站雷电有两种情况:一是雷电直击变电站设施。
两次过电压用于检测架空线路中的雷电,以及由直击雷引起的雷电波过电压引至变电站。
具体来说,一种是直击雷过电压,当雷云击中电源时会产生强烈的雷击电流,电光电流对电源产生高电压。
雷击电流通过物体时会产生破坏性的热效应和机械效应。
接着感知过电压。
当雷云在虚构的线路上时,通过静电感应在虚构的线路上累积了许多异质束缚电荷。
雷云向地面放电会释放线路上的电荷,自由电荷会流向线路的两端、产生高电压,对电网造成危害。
因此,虚拟线路探测雷电的过电压和直接雷击过电压产生的雷电波侵入变电站,成为变电站雷害的主要原因。
如不采取保护措施变电站电气设备绝缘被破坏,造成事故。
电防雷装置在变电站防雷的应用效果非常显著:安置立避雷针;提高线路本身的绝缘等级;角形上面的线也被用作避雷线;加强绝缘薄弱环节的保护;采用自动重叠的栅极装置;绝缘子铁脚接地;设置避雷针,保护变电站整体免受直击;进线防雷。
在进线1~2km 处设置避雷针防止直击雷,防止雷电电压侵入变电站,损坏沿线设备;为防止雷电冲击波沿着高压线侵入变压器,在变电站各母线设置阀式避雷器,避雷器应尽量靠近变压器;高压马达采用性能好的FCD 型磁吹阀/X09型避雷器和串联间隙的金属氧化物避雷器,保护旋转马达,尽量靠近马达安装。
2024年配电变压器雷击及预防引言:配电变压器作为电力系统中的重要设备,承担着将输送到变电站的高压电能降低到用户所需的低压电能的功能。
然而,由于其在运行过程中处于露天环境中,容易受到雷击的影响,从而导致压变故障和停电事故的发生。
因此,对于配电变压器雷击和预防问题的研究具有重要的理论和实际意义。
一、配电变压器雷击原因分析1.1 气象因素雷电是一种自然现象,其产生与大气的电荷分布、电势差和空间结构有关。
当大气电荷分布不均匀时,会形成局部电荷积聚区,从而产生雷击。
而各地的气象条件不同,对雷电的发生也会有影响。
1.2 变压器结构和位置配电变压器通常是处于露天环境中的,其结构和位置会对雷电的影响造成一定的影响。
例如,在长杆式变压器中,杆塔及其附近的构筑物是雷击的容易目标。
而在箱式变压器中,箱体本身还具有一定的防雷功能。
二、配电变压器雷击后果分析2.1 压变损坏雷电的高电流通过配电变压器,会引起其内部设备的损坏,如绕组短路、线圈烧毁等,造成压变的无法工作。
2.2 系统停电配电变压器的故障会导致电力系统的局部或整体停电。
一旦发生停电,用户的日常生活和工业生产都会受到影响,给社会带来很大的损失。
三、配电变压器雷击预防措施3.1 防雷装置在配电变压器周围设置合适的避雷设施,例如接闪器、耐雷线等,能够引导雷电流从地面引流,减小雷击对变压器的影响。
3.2 地理位置选择选择合适的地理位置来安装配电变压器也是预防雷击的重要因素。
避免安装在雷电活跃区域或者高度地带,尽量选择平坦地区。
3.3 变压器外壳设计设计并制造适合的变压器外壳,使其能够防止雷电直接打击变压器设备。
例如,一些箱式变压器在外壳上设有防雷针,能够吸收和分散雷击带来的电荷。
3.4 维护保养定期对配电变压器进行检查和维护保养,及时更换老化和损坏的部件,确保其正常运行状态。
特别是对于外壳和避雷装置的检查,要保证其完好无损。
四、配电变压器雷击事故处理4.1 维修处理一旦发生雷击事故,及时采取维修措施,更换受损的部件,并进行系统的检修,确保变压器能够正常运行。
35kV输电线路雷击及防雷建议在我国电力系统各类事故、障碍中,输、配电线路的雷害事故占有很大的比例.由于输电线路对于保“网”的重要地位,如何减少输电线路雷害事故引起的跳闸,不但影响电力系统正常供电,增加输电线路及开关设备的维修工作量,而且由于输电线路上落雷,雷电波还会沿线路侵入变电所甚至用户,影响人身财产安全。
而在电力系统中,线路的绝缘最强,变电所次之发电机最弱,若发电厂、变电所的设备保护不完善,往往会引起其设备绝缘损坏,影响安全供电。
1输电线路遭受雷击的原因输电线路雷击闪电由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道,导致线路绝缘击穿,这种过电压也称为大气过电压,可分为直击雷过电压和感应过电压。
按雷击的性质可分为直击雷和感应雷:1)直击雷。
当带电的雷云接近输电线路时雷电流沿空中通道注入雷击点,如避雷线、杆(塔)顶部导线等产生直击雷过电压。
雷云放电时,引起很大的雷电流,可达几十甚至几百kA,从而产生极大的破坏作用;2)感应雷。
当雷击于输电线路附近的大地或物品时,导致产生静电感应,致使先导路径附近的导线上积累了大量的异号束缚电荷,雷击后,主放电开始,导线中感应电压就会很大。
根据实测,感应雷电压幅值一般为300~400kV,击穿60~80cm的空气间隙,对于35kV及以下水泥杆线引起一定的闪络事故.雷电主要危害有以下几种:1)电流高压效应会产生高达数万伏甚至十万伏的冲击电压,如此巨大的电压瞬间冲击电力设备,足以击穿绝缘体,使设备发生短路,导致燃烧、爆炸等直接灾害。
2)电流高热效应会放出几十至上百千安的强大电流,并产生大量热能,在雷击点温度会很高,可导致金属熔化,引起火灾和爆炸。
3)雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象,导致财产损失和人员伤亡。
输电线路是电力系统的大动脉,它将巨大的电能输送到四面八方,是连接各个变电站、各重要用户的纽带.输电线路的安全运行,直接影响到了电网的稳定和向用户可靠供电。
变电站遭雷击原因和防雷措施分析【摘要】:文章分析了变电站遭受的雷击的几个主要原因,并提出了相应的防雷击措施,供大家参考。
【关键词】:变电站;雷击;侵入波1. 前言变电站是电力系统重要组成部分,变电站发生雷击事故,将造成大面积的停电,会对电网形成较大的危害,这就要求防雷措施必须十分可靠。
变电站遭受的雷击主要来自两个方面:一是雷直击在变电站的电气设备上;二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
因此,直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。
2. 接地装置保护和屏蔽措施都要求有科学可靠的接地装置。
2.1 接地体接地体可分为自然接地体和人工接地体,设计中通常采用人工接地体,以便达到所规定的接地电阻,并避免外界其他因素的影响。
人工接地体又可分为水平接地体和垂直接地体。
接地体的接地电阻值取决于接地体与大地的接触面积、接触状态和土壤性质。
垂直接地体之间的距离为5m左右,顶部埋深0.5-0.8m。
接地体与道路或通道出入口的距离不小于3m,当小于3m时,接地体的顶部处应埋深lm以上,或采用沥青砂石铺路面,宽度超过2m。
埋在土壤中的接地装置连接部位应按规范规定的搭接长度焊接以达到电气连接。
焊接部位应作防腐处理。
2.2 接地线接地线即接地体的外引线,连接被保护或屏蔽设施的连线,可设主接地线、等电位连接板和分接地线。
防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线,可采用圆钢或扁钢,两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。
防静电保护和防干扰屏蔽装置的主接地线一般采用多股铜芯电缆,分接地线采用多股铜芯软线。
3. 防雷保护措施防雷措施总体概括为2种:①避免雷电波的进入;②利用保护装置将雷电波引入接地网。
防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。
3.1 避雷针或避雷线雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。
接闪器有避雷针、避雷线。
小变电所大多采用独立避雷针,大变电所大多在变电所架构上采用避雷针或避雷线,或两者结合,对引流线和接地装置都有严格的要求。
变电站防雷措施随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、生活中得到了普遍使用。
但当高压输电网在为人们提供动力和照明时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。
变电站是电力系统防雷的重要保护设施,如果发生雷击事故,将造成大面积的停电,严重影响社会生产和人民生活,因此要求变电站的防雷措施必须十分可靠。
一、变电站遭受雷击的主要原因供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值,通常情况下变电站雷击有两种情况:一是雷直击于变电站的设备上;二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
其具体表现形式如下:1、直击雷过电压。
雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
2、感应过电压。
当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此过电压会对电力网络造成危害。
因此,架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站,是导致变电站雷害的主要原因,若不采取防护措施,势必造成变电站电气设备绝缘损坏,引发事故。
二、变电站防雷的原则针对变电站的特点,其总的防雷原则是将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散(外部保护);阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压保护);限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。
这三道防线,相互配合,各行其责,缺一不可。
应从单纯一维防护(避雷针引雷入地———无源保护)转为三维防护(有源和无源防护),包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应等多方面系统加以分析。
1、外部防雷和内部防雷避雷针或避雷带、避雷网引下线和接地系统构成外部防雷系统,主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;而内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。
220kV输电线雷击危害及变电所防雷摘要:220KV输电线路中的变电所是保证供电安全的重要设施,但是在线路遭受雷击的时候,因为雷击电流和工频短路电流的双重作用下,会直接影响变电所的正常运行。
所以应根据实际的线路情况,采用最佳的防雷措施,防止雷击影响变电所的设备安全与供电运行。
关键词:雷击断线危害成因防雷措施1雷击导致导线断线的原理从工作的架空的绝缘导线和裸露的导线的耐受雷电的特性是完全不同的,当直击雷和感应雷所产生的过电压作用在裸露的导线上的时引起的绝缘子闪络,连续的工频电流电弧在电磁力的影响下,沿着导线向着背离电源的方向快速的移动,电弧的根部固定在导线的表面移动,电弧的腹部则随着根部同时向前运动,产生的热应力也不断的向上空漂浮。
按照电弧放热的情况,其根部的温度最高,对导线的损害严重,电弧的腹部温度较低,不会对导线产生损害。
2架空的接地线路的断线2.1电流热效应雷电击中架空地线的时候,雷击点的电流密度增加,雷击点温度也骤然增加,电弧的温度可以达到数千K。
虽然雷击电流通过导体的时候产生的热量并不是很大,但是在直接与放电通路相接处的地方仍可产生高温的效应,有时可以产生几毫米的熔断效果。
这种情况是一些架空地线不正常的断股主要原因。
雷击电流的电弧热效应可以看做是绝热过程。
在其产生电弧的热效应是可以利用公式进行计算的。
由于雷击电流的大部分能量都集中在电弧上,而电弧的作用点很小,因此雷击电流所引发的电弧所导致的接地导线的温度会很高。
通过研究发现,利用29-57KA的振荡波对1.8股径的GJ-50钢绞线的时候,钢丝虽然不会产生完全的熔断,但是还是会出现一定程度的灼伤,利用57KA的振荡波冲击3.0钢丝的时候,镀锌层受到损伤明显;而冲击直径1.8的钢丝则会熔断。
这就说明了如果仅仅参考雷击电流的热效应仍然不能完全解释雷击导线使其断线的真正原因,不同的是导线钢丝的直径如何,就会产生不同的熔断能量,因此较细的导线容易出现断股的原因。
安庆公司220kV输电线路雷击事故分析及差异化防雷措施一、事故概述安庆公司220kV输电线路雷击事故发生在XX年X月,事故地点在某变电站附近线路塔。
事故前,当地天气晴朗,但在事故发生前不久,出现了明显的雷电活动。
事故当时一组220kV线路因受到雷击而停运,对电网稳定运行造成了一定影响。
二、事故分析1.事故原因分析该事故主要由于两个方面原因造成,分别为天气因素和设备因素。
a) 天气因素事故发生前,当地出现了明显的雷电活动。
雷电是自然界的现象,是由于云与云之间、云与地之间等带电体间的电荷分布不均匀而引起的电放电现象。
天气因素是导致此类事故的主要原因之一。
b) 设备因素该事故的另一个原因是设备因素。
事故中,由于输电线路的设备在安装和运行中的不当操作或维护不力,导致设备出现故障或损坏,从而引发了事故。
此外,由于防雷措施不完善或不到位,也是造成该事故的重要原因。
2.事故的差异化防雷措施为了有效防止输电线路雷击事故的发生,应采取以下差异化防雷措施:a) 在设计和建设阶段,应对线路进行科学的雷电防护设计,充分考虑地形、气象条件、电力负载等因素,确保电力设备具备良好的抗雷性能。
b) 在设备运行期间,应定期对线路设备进行维护和检修,及时发现故障或损坏的设备,及时进行更换或修复。
c) 在设备运行期间,应加强线路设备的防雷措施,如安装防雷针、避雷带等装置,并对线路设备的接地体进行定期检测和维护。
d) 针对不同地形、气象条件和电力负载情况,应采取不同的差异化防雷措施,确定科学合理的防雷方案。
通过有效的差异化防雷措施,可以有效避免输电线路雷击事故的发生,保障电网的稳定运行。
110kV输电线路雷击故障原因分析与防范摘要:电网事故主要是由于输电线路故障造成的,而雷击跳闸是造成输电线路故障的主要原因,如果能够减少甚至防止输电线路遭雷击跳闸现象的出现,就能有效减少电网事故。
在电网的输电系统中,110kV电压等级的输电线路重要性决定了其防雷设计、施工以及运行管理的重要性。
本文主要分析了110kV输电线路雷击故障原因分析与防范策略。
关键词:110kV;雷击;原因;措施雷击造成电网运行不稳定与安全问题的一大诱因,同时也是影响线路检修与故障定位工作的主要因素。
在雷电击中输配电线路的情况下,引发的雷击电流会直接对线路及相应设备造成损害,造成跳闸、断电等系列问题的产生。
据统计,在输电线路的全部跳闸事故中,雷害事故占有1/3以上的比例。
当电力线路遭受雷击后,电力线路中将会流过雷电流,雷电流最后导入大地;即使电力线路未遭受到雷击,一旦雷击出现,输电线路上的感应电荷将会朝着导线的两边流动,进而入侵变电站,对电力设备造成破坏。
笔者结合实际经验,就如何做好输电线路防雷措施提出了几点思考。
1 110kV线路雷击故障分析1.1雷击故障成因分析雷电是一种常见的自然现象,是对流层云层碰撞形成的放电现象。
110kV线路雷击故障的产生,主要是雷电形成后贴近陆地表明与输配电线路相遇而形成的,雷击电流在线路上形成的巨大电位差和能量释放,进而形成线路或其他设备损毁的现象。
综合当前常见的110kV雷击故障进行分析,基本可将雷击故障分为直击、绕击和反击三种。
在雷电直接作用于线路避雷线时,相应避雷效应发生功效,在线路与绝缘子部位形成的电位差较小,雷击效果不明显,对线路造成的影响较小。
而当雷电直接击中110kV线路塔杆顶部时,将会导致塔身结构顶端与地而形成巨大的电位差,进而形成雷击放电与闪络现象。
而在雷击形成线击现象时,则会直接导致线路跳闸故障的产生。
相关研究表明,在输配电线路遭受雷击时,相应雷击故障的产生与避雷线保护角的相关,而在同等保护角水平的条件下,相应雷击故障的发生几率则与线路悬挂高度相关。
220kV变电站一次雷击故障分析及防雷措施探讨摘要:探讨220kV变电站一次雷击故障分析及防雷措施,可结合具体的事故现场展开,又因220kV变电站覆盖范围较大,包括组成部分较多,故而针对其在一次雷击事故中出现的故障问题需进行深度分析,明确故障出现的真实原因,制定针对性的解决措施,完善变电站当前的防雷格局,包括引入更加先进的防雷设备、加强进线、变压器保护等,以此来保护220kV变压站的安全、稳定。
关键词:220kV变电站;一次雷击;故障分析;防雷措施前言:220kV变电站能否维持良好运转,直接影响到很多用户的正常用电,针对220kV变电站在运行中频遭雷击的现象,有必要分析其具体原因,得出可靠结论,引入专业技术人员,就变电站的实际发展所需,制定完整的、可优化的防雷计划,落实到实际的防雷保护中,特别是一次雷击中暴露的雷击故障,应在解决其故障问题后,累积经验,反馈到后续的防雷管理中,杜绝同种类型问题的重复发生。
1.变电站雷击事故现场情况以某220kV变电站为例,研究其一次雷击事故,已知该变电站所属地为多雷地区,日常雷电活动频繁,常有架空线路遭受雷击,部分雷电波顺着导线进入变电站。
8月20日晚,当地气候突变,大雨磅礴并伴有雷电,据当时值班人员反映,再出现雷击事故时,可以看到变电站中很多设备出现电火花,而在后续的设备监控调查中显示,大约是在晚上20时变电站突降雷暴,距离变电站100m的位置的线路被雷击损害,紧接着瓷瓶炸裂,在统计中得知,1#主变、#2主变的开关、辅助设备等已经完全不能工作,此次事故涉及停电户数达2834户。
经过通力抢修,22时47分,35千伏拔英变恢复送电,各台区也都全部正常供电。
2.220kV变电站一次雷击故障分析220kV变电站一次雷击故障分析,关注以下要点:①事故前运行方式。
220kV04开关运行,其中1#变电站带35kVⅠ段负荷,2#变带35kVⅡ段负荷,2#变10kV侧开关断开,1#主变带10kVⅠ、Ⅱ段负荷,10kV分段开关10处于合闸位置,运行方式安排为2台主变110kV侧中性点不接地,35kV侧中性点不接地。
变电站遭雷击原因和防雷措施分析
【摘要】:文章分析了变电站遭受的雷击的几个主要原因,并提出了相应的防雷击措施,供大家参考。
【关键词】:变电站;雷击;侵入波
1. 前言
变电站是电力系统重要组成部分,变电站发生雷击事故,将造成大面积的停电,会对电网形成较大的危害,这就要求防雷措施必须十分可靠。
变电站遭受的雷击主要来自两个方面:一是雷直击在变电站的电气设备上;二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
因此,直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。
2. 接地装置
保护和屏蔽措施都要求有科学可靠的接地装置。
2.1 接地体
接地体可分为自然接地体和人工接地体,设计中通常采用人工接地体,以便达到所规定的接地电阻,并避免外界其他因素的影响。
人工接地体又可分为水平接地体和垂直接地体。
接地体的接地电阻值取决于接地体与大地的接触面积、接触状态和土壤性质。
垂直接地体之间的距离为5m左右,顶部埋深0.5-0.8m。
接地体与道路或通道出入口的距离不小于3m,当小于3m时,接地体的顶部处应埋深lm以上,或采用沥青砂石铺路面,宽度超过2m。
埋在土壤中的接地装置连接部位应按规范规定的搭接长度焊接以达到电气连接。
焊接部位应作防腐处理。
2.2 接地线
接地线即接地体的外引线,连接被保护或屏蔽设施的连线,可设主接地线、等电位连接板和分接地线。
防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线,可采用圆钢或扁钢,两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。
防静电保护和防干扰屏蔽装置的主接地线一般采用多股铜芯电缆,分接地线采用多股铜芯软线。
3. 防雷保护措施
防雷措施总体概括为2种:①避免雷电波的进入;②利用保护装置将雷电波引入接地网。
防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。
3.1 避雷针或避雷线
雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。
接闪器有避雷针、避雷线。
小变电所大多采用独立避雷针,大变电所大多在变电所架构上采用避雷针或避雷线,或两者结合,对引流线和接地装置都有严格的要求。
3.2 避雷器
避雷器能将侵入变电所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。
我国主要是采用金属氧化物避雷器(MOA),还在所有电气装置上安装空气间隙,作为MOA失效后的后备保护。
3.3 浪涌抑制器
采用过压保护器、防雷端子等提高电气设备自身的防护能力,防止电气设备、电子元件被击坏。
在重要设备的电源配入、配出口均应加装电源防雷器,选用的电源防雷器具有远传通讯接点,接入后台管理机。
当发生雷击事故时,如电源防雷模块遭到损坏,在后台监控机上就能显示其状态。
在控制、通讯接口处加装浪涌抑制器。
3.4 接地装置
独立避雷针要求单独设置接地装置;建筑物避雷网的引下线应与建筑物的通长主筋(不少于2根)及建筑物的环状基础钢筋焊接,并与室外的人工接地体相连,与工作接地共地,形成等电位效应。
为了保证防雷装置的安全可靠,引下线应不少于2根,在高土壤电阻系数地区,可采用多根引下线以降低冲击接地电阻,引下线要求机械连接牢固,电气接触良好变电站的防雷接地电阻值要求不大于l Q。
4. 防雷电感应
现代变电站都有较完善的直击雷防护系统,户外设备直接遭雷击损坏的概率较小。
但雷击防雷系统时所产生的雷电放电及电磁脉冲,以及雷电过压通过金属管道、电缆会对变电站控制室内各种弱电设备产生严重的电磁干扰,从而影响整个系统的正常运行。
变电站防雷系统落雷时,会产生2个方面的影响:①雷电流要通过站内接地网(主要靠集中接地装置)泄入大地,在地网上产生一定的冲击电位,严重时会
在一些部位产生反击,甚至产生局部放电现象,危及电气设备绝缘;②雷电流通过避雷针的接地引下线入地时,会在周围空间产生强大的暂态电磁场,从而在各种通讯、测量、保护、控制电缆、电线,甚至户内弱电设备的部件上产生暂态电压,影响这些设备的正常运行。
4.1 雷击时暂态感应电压分析
雷击厂站有2种情况:①雷击站内的构架或独立避雷针;②雷击站内所在建筑物的防雷系统。
雷电放电会对周围空间,包括控制室内造成传导或幅射的电磁干扰。
在雷电波等值频率范围内,这些干扰主要是电感耦合型的。
从户外设备引入控制室的各种电缆、电线,在户外绝大部分是走地下电缆沟的,雷电放电形成的空间电磁场对其影响不大,这主要是因为线的走向与避雷针是垂直的。
但在建筑物内走线时就容易产生感应回路,而且这些回路的一端接入输入阻抗大的电子设备,相当于开路,穿透建筑物钢筋水泥墙壁的电磁脉冲会在这些回路中感应出幅值较高的暂态电压。
(1) 雷击变电站内靠近控制室的避雷针时,情况相当复杂,因为整个建筑物的各个导电构件,包括防雷系统、水泥墙及地板中的钢筋、金属横梁等的影响都需要考虑。
(2) 建筑物防雷系统除避雷针外还包括由接地引下线、水平连接母线及引下线下的接地装置构成的泄流系统。
雷击时,雷电流经过离室内各回路相当近的各接地引下线泄入地网,在各回路周围空间产生很强的暂态电磁场。
因接地引下线紧贴墙壁,故此时墙中的钢筋甚至墙上专门设置的屏蔽网已基本不起屏蔽作用。
因为只有处于非磁饱和状态的屏蔽材料才能具备预期的屏蔽效果,而由于强辐射源离屏蔽层很近,若屏蔽层又不是用饱和电平较高的磁性材料做成,则其屏蔽效果是很差的另外磁通也可以穿过较大的孔眼直接与较近处的回路耦合。
4.2 防护措施
为保证弱电设备的正常运行,可从以下几方面采取措施:(1)采用多分支接地引下线,使通过接地引下线的雷电流大大减小。
(2)改善屏蔽,如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。
(3)改进泄流系统的结构,减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。
(4)除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外,在信号线接入处应使用光电耦合元件或设置具有适当参数的限压装置。
(5)所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆,屏蔽层公用一个接地网。
(6)在控制室及通讯室内敷设等电位,所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。
5. 变电站对雷电侵入波的防护
变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。
阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻。
目前,FS系列阀型避雷器主要用来保护小容量的配电装置;FZ系列阀型避雷器,主要用来保护中等及大容
量变电站的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器,主要用来保护变电站的高压电气设备。
6. 变电站的进线防护
对变电站进线实施防雷保护,其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。
当线路上出现过电压时,将有雷电波沿导线向变电站运动,其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压,线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。
因此,在靠近变电站的进线上加装避雷线是防雷的主要措施。
如果没有架设避雷线,当靠近变电站的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可超过5 kA,且其陡度也会超过允许值,势必会对线路造成破坏。
7. 结语
雷电防护是一项综合性的系统,既包括防直击雷,又包括防雷电感应和防雷电波侵入。
必须从所处地理、地质、环境等条件和雷电活动规律,并根据所有的高压电力设备的性能特点来全盘考虑,采用接闪、分流、屏蔽、合理布线、等电位连接、共用接地系统、电涌防护等措施进行综合防护。
既要经济实惠,又要科学合理地完善防雷措施,保证高压电力设施正常、安全地运行。