变电站防雷接地技术的
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500kV变电站二次系统综合防雷接地技术研究摘要:在分析了雷电对变电站二次系统的危害后,结合自我多年工作经验,对500kV变电站二次系统综合防雷接地技术方案进行了详细分析研究。
关键词:500kV变电站二次系统综合防雷接地雷电一直是威胁电力系统安全稳定、节能经济高效运行的主要因素之一,尤其对于运行于雷电频发的山区地区的变配电电气设备而言,构筑完善的综合防雷接地保护方案就显得非常必要。
因此,对雷电入侵500kV变电站二次设备的途径、危害程度,以及产生各种干扰的机理进行系统认真的分析研究,并结合变电站实际情况提出改善变电站综合防雷性能的稳定可靠防雷接地方案,已成为变电站继电保护研究人员研究的一个重要课题。
1 雷电对变电站二次系统的危害1.1 雷电干扰危害雷击对500kV变电站的电气一次和二次设备均会产生较大的危害。
雷击变电站对变电站电气设备一次侧的主要危害表现为:当雷击变电站时,会引起输电线路出现过电压现象,从而造成输电线路对地或相间出现闪络、损坏变压器以及电气开关设备等。
当雷击变电站造成一次回路受到强电干扰或二次系统受到强大的电磁干扰时,就可以通过控制线路传导、感应、甚至辐射等途径侵入到二次系统中的电力电子元件上,使变电站整个二次系统出现误动或拒动等现象,甚至引起二次系统整体瘫痪等严重事故;如果侵入二次系统的干扰水平超过设备最高耐压水平时,就会导致二次系统中的某些电力半导体元器件发生击穿损坏现象,给变电站带来巨大经济损失。
1.2 感应雷对变电站二次系统的危害感应雷虽没有直击雷所带来的影响那么猛烈,其变化率也较为缓慢,感应雷是变电站二次系统雷击危害的主要破坏源。
感应雷对变电站二次系统的危害主要表现为:当雷云间放电或雷云对地放电时,会在变电站附近的输电线路、通信信号线路、设备连接线等处产生一个幅值较高的电磁感电势并经连接线路入侵到二次设备系统中,使串联在雷击线路之间或线路末端的二次系统电子设备由于感应过电压而受到损坏。
目录一、编制依据 0二、工程概况 0三、作业工期 (1)四、作业前应做的准备 (2)五、作业程序、方法和要求 (2)六、作业过程中见证点(W)和停工待检点(H)的设定 (6)七、作业结果的检查、验收和质量标准 (6)八、安全、文明施工措施 (6)九、危险源辩识、风险评价、控制措施(见下表) (7)十、质量通病预防与强制性条文执行措施 (8)一、编制依据1.XX 110kV变电站新建工程全站防雷接地施工图(南供设计院)。
2.《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2006)3.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150-2006)4.《电气装置安装工程质量检验及评定规程》(DL/T5161.1-5161.17-2002)5.公司三整合体系文件和本工程施工组织设计6.关于印发《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(修订版)的通知(国家电网生技〔2012〕352号)7.《国家电网公司输变电工程标准工艺(一)施工工艺手册》《国家电网公司输变电工程标准工艺(二)施工工艺示范光盘》《国家电网公司输变电工程标准工艺(三)工艺标准库》《国家电网公司输变电工程标准工艺(四)典型施工方案》8.关于印发《国家电网公司输变电工程达标投产考核办法》的通知(国家电网基建〔2011〕146号)9.关于印发《国家电网公司输变电优质工程评选办法》的通知(国家电网基建〔2011〕148号)二、工程概况本工程的接地装置按设计图纸的要求如下:以上接地装置用的钢材均要热镀锌处理,地下焊点要涂以KV导电防腐涂料。
本站接地电阻要求值应符合R≤0.5Ω。
由于接触电势大,本工程要按设计要求采取均压措施,如设立帽檐式均压带,在操作区铺设鹅卵石及沥青混合物等。
参加作业的人员组织分项负责人:安全负责人:技术负责人:接地装置施工设负责人1人,电焊工3人,普工6人。
分项负责人应具有一定文化水平,能看懂图纸,领会设计意图,具有一定的施工经验,电焊工应经过专业培训并经考试合格,具有上岗证的人员担任。
防雷和接地设计1.1 引言电气设备在运行中承受的过电压,有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能产生振荡,积聚而引起的内部过电压两种类型。
按其产生原因,它们又可分为以下几类:雷电过电压分为直击雷过电压、感应雷过电压和侵入雷电波过电压;内部过电压包括工频过电压(长线电容效应、不对称接地故障以及甩负荷)、谐振过电压以及操作过电压(操作电容负荷过电压、操作电感负荷过电压、解裂过电压和间歇电弧过电压)。
1.2 防雷设计1.2.1变电站的直击雷保护为了避免变电站的电气设备及其他建筑物遭受直接雷击,需要装设避雷针或避雷线,使被保护物体处于避雷针或避雷线的保护范围之内;同时还要求雷击避雷针或避雷线时,不应对被保护物发生反击。
(一)变电站应装设直击雷保护装置的设施1.屋外配电装置,包括组合导线和母线廊道;2.油处理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、装设油台、大型变压器修理间、易燃材料仓库等建筑物;3.雷电活动特殊强烈地区的主厂房、主控制室和高压屋内配电装置室。
(二)直击雷保护的措施1.对主厂房需装设的直击雷保护,或为了保护其他设备而在主厂房上装设的避雷针,应采取如下措施:(1)加强分流:用扁钢将所有避雷针水平连接起来,并与主厂房内钢筋焊接成一体。
在适当地方接引下线,一般应每隔10~20m引一根。
引下线数目尽可能多些;(2)防止反击:设备的接地点尽量远离避雷针接地引下线的入地点,避雷针接地引下线尽量远离电气设备;(3)装设集中接地装置:上述接地应与总接地网连接,并在连接处加装集中接地装置,其工频接地电阻应不大于10Ω。
2.主控制室及屋内配电装置直击雷的保护措施:(1)若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时,将金属部分接地;(2)屋顶为钢筋混泥土结构,将其钢筋焊接成网接地。
综上,对变电所必须进行防雷保护的对象和措施,可见下表:本设计中采用220KV、110KV配电装置构架上装设避雷针,10KV屋内配电装置上装设独立避雷针进行直接保护,钢筋混泥土结构焊接成网并接地,为了防止反击,主变构架上不设置避雷针。
110kV变电站的防雷保护措施探讨110kV变电站是电力系统中的重要设备,具有较高的电压等级和重要的输电功能。
在各种自然灾害中,雷击是对110kV变电站有较大威胁的一种自然灾害。
为了确保110kV变电站的安全稳定运行,必须对其进行有效的防雷保护措施。
本文将探讨110kV变电站的防雷保护措施,以提高其抵御雷击的能力。
一、110kV变电站的雷击危害分析110kV变电站在雷击作用下可能会出现如下危害:1. 直接雷击:直接雷击是指雷电云与变电站设备之间直接形成雷电通道,直接对设备进行击打,可能造成设备损坏、人员伤亡等严重后果。
3. 谐振雷击:谐振雷击是指变电站设备在雷击波冲击下,由于谐振频率与雷电冲击波的频率相等,导致设备共振而损坏。
以上三种情况都可能给110kV变电站带来严重的危害,因此必须采取相应的防雷保护措施。
1. 采用避雷针避雷针是一种通过空气电离原理,利用电气导体带电作用而获得自然放电的装置。
在110kV变电站中,可以设置多根避雷针,以提高设备在雷电云出现时对雷电的导向作用,从而减少直接雷击的危害。
对于避雷针也需要进行定期的维护和检测,以确保其正常工作。
2. 安装避雷线避雷线是110kV变电站防雷保护的重要设施,它可以将感应雷击的电流导向地面,从而减少对设备的影响。
在110kV变电站中,应将避雷线设置在主要设备的周围,有效地保护设备免受雷击的影响。
3. 对设备进行接地保护110kV变电站的设备在雷击作用下,可能会产生大量的雷电激波,对设备产生冲击。
为了减少这种冲击对设备的影响,可以通过加强设备的接地保护,减少设备与环境之间的电压差,从而减少雷击带来的破坏。
4. 使用保护装置在110kV变电站中,可以安装雷电防护器、避雷器等保护装置,以帮助设备抵御雷击。
这些保护装置可以在设备受到雷击时迅速释放出能量,将雷电冲击波导向地面,从而减轻设备受到的冲击。
5. 定期检测与维护110kV变电站的防雷设施需要定期检测与维护,以确保其正常工作。
山西师范大学学报(自然科学版)研究生论文专刊第22卷2008年03月变电站的防雷接地与应对方法靳萍(临汾电力分公司信通公司,山西临汾041000)摘要:文章综述了变电所防雷接地方面的一些基本概念,以及对接地应有的全面认识.并对一般接地方法进行了分析和探讨,提出了一些做法,以利于变电所的安全运行.关键词:雷电;接地;布线雷电是一种大气中放电现象,产生于积雨中.积雨云在形成过程中,某些云团带正电荷,某些云团带负电荷,当电荷积聚到一定程度时,不同电荷云团之间,或云与大地之间的电场强度可以击穿空气(一般25kV/c m~30kV/c m),开始游离放电,我们称之为“先导放电”.云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的,当到达地面时(地面上的建筑物、架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆导主放电.在主放电阶段里,由于异性电荷的剧烈中和,会出现很大的雷电流(一般为几十千安至几百千安),并随之发生强烈的闪电和巨响,这就形成雷电.雷电防护措施主要包括:直击雷防护、侧击雷防护、感应雷防护三大部分,并采用接闪、分流、屏蔽、均压、等电位、接地等技术措施.这里我们主要讨论接地的有关问题.防雷工程的一个重要方面是接地以及引下线路的布线工程,整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此,所以应该认真、系统的研究.电力、电子设备的接地,是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施.可以说,凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地;凡是电力需要到达的地方,就是接地工程需要作到的地方.1保护接地防雷接地是受到雷电袭击(直击、感应或线路引入)时,为防止造成损害的接地系统.常有信号(弱电)防雷地和电源(强电)防雷地之分,区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同,而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上,和电源防雷地分开建设.机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分(机柜外壳,操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全.原因是系统的供电是强电供电(380、220、或1I O V),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体.如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差.如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险.因此,必须将金属外壳和地之间作很好的连接,使机壳和地等电位.此外,保护接地还可以防止静电的积聚.、2工作接地工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地.它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地,在石化和其它防爆系统中还有本安接地.机器逻辑地,也叫主机电源地,是计算机内部的逻辑电平负端公共地,也是+5V等电源的输出地.信号回路接地,如各变送器的负端接地,开关量信号的负端接地等.屏蔽接地(模拟信号的屏蔽层的接地).收稿日期:2007-12-24。
变电站二次系统防雷的等电位技术一、引言变电站雷击产生高电压,首先是雷电通过避雷针或线路入侵变电站,然后使避雷器动作并通过地网下地,最后引起变电站地网电位升高。
由于水平地网对雷电的压降,导致变电站各设备对地电位不相等,形成地网电位差,该电位差通过电源中性点相当于接地,形成回路,导致反击过电压引起设备损坏。
通过线路避雷器的一级保护后可以利用等电位技术在电源点减小或消除地网电位差对设备的伤害,保护二次系统运行。
二、雷击中地网电位差、反击倒灌的产生及危害分析(一)地网电位差的产生二次设备电源是由变电站所用变压器供给,在正常没有雷击的时候,各二次设备为电源供给的电压。
当发生雷击的时候,由于各二次设备分布在不同位置,且设备外壳就近接地,其接地点与雷击点产生水平距离,由于各自距离的不同,各分布点的电位则不同,二次设备接地点与电源点的电位差也不同,这就导致地网电位差的产生,如图1 所示。
假设雷击点电位u 0=100kVA、B、C、D 设备L1、L2、L3、L4 距离分别是10m 20m30m、40m。
水平地网下降率n =1kV/m雷击中二次设备接地点会产生比电源点高的电位,而且距离电源点越远电位差越高。
另外,雷电袭击建筑物避雷针、金属顶面、女儿墙的避雷带时,由引下线将雷电流引入大地。
由于大地电阻的存在,雷电电荷不能快速全部地与大地负电荷中和,同样也会引起局部地电位升高。
(二)地网电位差产生反击倒灌雷电袭击避雷针,由引下线将雷电流引入大地,必然引起局部地网电位升高,使地网通过二次设备向电源产生反击倒灌,并通过电源影响到全站二次设备,使得二次设备内部绝缘被击穿。
二次设备本体在高电压下击穿,导致二次设备损坏。
如图2所示,假设雷电入侵100kV,入侵点到设备处L(20m, 根据水平地网下降率计算设备外壳电位80kV,而电源输出60kV, 设备外壳与设备电源部分电位差达20kV,造成反击倒灌。
三、等电位技术的原理解决变电站地网电位差的方法是共用接地系统。
高土壤电阻率变电站防雷接地分析和改造的中期报告1. 引言1.1 主题背景及意义随着我国经济的快速发展,电力需求不断增长,电网规模日益扩大。
变电站作为电网的重要组成部分,其安全稳定运行对保障电力供应具有至关重要的作用。
然而,高土壤电阻率地区的变电站防雷接地问题一直困扰着电力行业。
据相关部门统计,雷击事故在电力系统事故中占有相当大的比例,严重威胁着电网的安全运行。
因此,针对高土壤电阻率地区的变电站防雷接地问题进行研究,具有重要的现实意义。
1.2 变电站防雷接地的重要性变电站防雷接地系统是防止雷电过电压对变电站设备造成损害的重要措施。
当雷电击中变电站时,接地系统能够将雷电过电压引入地下,降低设备过电压水平,保护变电站设备免受损坏。
在高土壤电阻率地区,由于接地电阻较大,防雷接地系统的性能受到严重影响,因此,提高高土壤电阻率地区变电站的防雷接地性能,对保障电网安全运行具有重要作用。
1.3 报告目的和内容概述本报告旨在分析高土壤电阻率对变电站防雷接地的影响,提出针对性的改造方案,并对改造实施过程及效果进行分析。
报告内容主要包括以下几个方面:•分析高土壤电阻率的特点及其对防雷接地系统的影响;•阐述高土壤电阻率地区变电站防雷接地问题的现状;•提出变电站防雷接地改造方案,并介绍关键技术和措施;•分析改造实施过程及效果,总结已取得的成绩和存在的问题;•提出后期工作计划及展望,为今后的研究方向提供参考。
本报告旨在为高土壤电阻率地区变电站防雷接地改造提供理论指导和实践借鉴。
2. 高土壤电阻率对变电站防雷接地的影响2.1 高土壤电阻率的特点土壤电阻率是衡量土壤导电能力的一个重要参数,它会受到土壤类型、含水量、温度、化学成分等多种因素的影响。
高土壤电阻率地区通常具有以下特点:•土壤类型以砂土、砂壤土为主,粘土含量较低;•土壤含水量较低,干燥季节尤为明显;•地下水位较低,土壤孔隙度较小;•土壤温度受气候影响较大,昼夜温差和季节温差较明显。
浅谈变电站防雷接地设计摘要:对变电站接地设计和防雷保护进行探讨,提出了相应的对策。
关键词:变电站;接地网;设计;接地电阻;防雷措施随着近年来电力行业的不断发展,电力系统的供电安全成为一个很重要的问题,然而变电站在电力系统中占有重要位置,故变电站的安全可靠运行的工作显得十分重要。
而变电站接地系统的合理与否直接关系到人身和设备安全。
因此,变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外,还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。
1变电站接地网设计1.1土壤电阻率测试土壤电阻率是决定地网电阻及地网土壤表面电位分布、跨步电压和设备接触电压的重要参数,了解和掌握土壤电阻率的特性(土壤电阻率的分布情况),对地网设计非常重要通常土壤电阻率的测量方法有两种:单极法和四极法。
单极法适用于土壤电阻率比较均匀的场地,在被测场地打一单极的垂直接地体(图1),用接地电阻测量仪测量得到该单极接地体的接地电阻值r,然后通过公式r= 得到等效土壤电阻率。
在土壤电阻率不均匀的场地,可以采用4极法测量(图2),两电极之间的距离a>h的20倍,单极接地体的长度h=0.6m,极间距离用a=4、6、8m进行测量图中,d→单极接地体的直径;h→测量电极的埋设深度;a→测量电极之间的距离;c1和c2→测量用的电流极;p1和p2→测量用的电压极;m→接地电阻测量仪。
图1单极法测试土壤电阻率单位:m图2四极法测试土壤电阻率原理单位:m1.2接地装置的入地短路电流计算根据行业规范,变电站电气装置的接地电阻应满足r≤2000/i,r为考虑到季节变化的最大接地电阻;i为流经接地装置的入地短路电流。
流经接地装置的入地短路电流,采用在接地网内、外短路时,经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值,该电流按5~10年发展后的系统最大运行方式确定,并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配,以及避雷线中分走的接地短路电流。
防雷接地工程施工方案一、工程概况羊八井110kV升压站防雷接地装置,由水平接地主干线和接地极组成,水平接地主干线采用-40 ×5 铜排,垂直接地极采用φ30 L=2500 快装式柔性等离子接地极。
二、编制依据1、《站区防雷接地》施工图2、《图纸会检纪要》3、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-20064、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-20065、《变电(换流)站土建工程施工质量验收及评定规程》(Q/GDW1 183 —2012)6、《国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施》(国家电网基建[2010]19 号)7、《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册》变电站篇8、《国家电网公司输变电工程标准工艺(三)》2012 年版9、《输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程》Q/GDW248-200910、国家电网公司输变电工程施工安全风险识别、评估及预控措施管理办法(国网(基建/3 )-2015 )三、工艺流程:接地装置安装接地电阻测试四、主要质量控制要点:1)施工准备:1、技术准备:熟悉施工图纸和设计对接地网施工技术要求,熟悉接地网施工规范。
2、材料准备:根据设计规格和型号,结合工程用量进行接地网用铜排、接地极等材料准备;对到达现场材料的规格、质量、外观等进行必要的检查,同时必须具有出厂质保资料等;焊接用的焊条、焊粉、助焊剂等辅助材料必须具有出厂合格证。
3、机械准备:电焊机、切割机、气焊、电夯、接地沟开挖用机械设备或工具等。
2)作业条件:1、学习、审查施工图纸编制焊接工艺规程,并进行技术交底。
2、准备好机械设备和工具,经维护、试用处于良好状态。
3、焊工必须持证上岗。
3)防雷接地的基本要求1、本所接地应符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006的规定。
2 、所有水平接地体应按图中所示尺寸敷设,地下接地网一般埋深0.8m;接地极与附近建筑物的距离不小于1.5m,垂直接地极间距不小于5m。
变电所防雷接地电阻允许值及电位上升的影响本文介绍了变电所防雷接地电阻允许值的范围,以及变电所防雷接地电阻中电位上升对人体与设备的影响,变电所防雷接地电阻的安装要求。
变电所防雷接地电阻允许值推举:变电所如何防雷?变配电所防雷措施?变电所防雷接地电阻不能充足对地电位允许电阻值的要求,充足接地电势、跨步电势和暂态电压允许电阻值的要求。
对于变电站,四周没有低土壤电阻率地区或水源,不具备实行引外接地措施降低接地电阻的条件;采纳人工降阻、电解接地、爆破接地等其他降阻费用很大且影响变电站的正常运行,有必要对地电位接地电阻允许值进行分析计算,合理选择确定接地电阻允许值。
接地装置的对地电位,是指发生接地故障时,接地装置与大地零电位之间的电位差。
电工技术之家,对地电位要求R2000/I,规定对地电位为2000V,对于大部分110~500KV变电所,入地短路电流很大,要求接地电阻很小。
对接地电阻大于对地电位要求值时,接地装置的对地电位超过2000V,例如某站接地电阻允许值为0.951欧姆,对地电位达到558000.951=5306V。
因此,有必要分析对地电位上升对人体和设备的影响。
1)对设备的影响:当接地网采纳均压措施后,所区各处的地电位基本相同,在共用接地系统中,所以设备均以接地装置的电位作为等电位。
当接地装置对地电位上升时,在设备接地线良好的情况下,设备的零电位和设备外壳的电位随之上升。
实行均压措施,通过共用接地系统,可以防止地电位上升对低压设备绝缘的危害影响。
2)对人体的影响:虽然接地网实行均压措施可以使得所区各处的对地电位基本相同,但是接地网并非密实的金属板,均压带直接以及接地网边缘依旧存在电位差,因此接地电阻需要充足接触电势和跨步电势的规定要求。
3)对电缆的影响:实行沿电缆沟两侧敷设接地线的屏蔽措施,可以限制电缆绝缘层的感应电流和电位。
依据国内试验测量结果,当接地网网格为1012m时,网格内最大电位梯度为7.5V/m,对于一点接地的掌控电缆,其绝缘水平为3500V时允许敷设长度可达450M以上。
110kV变电站的防雷保护措施探讨随着现代化的发展,电力系统的建设和扩建越来越重要。
在电力系统中,变电站作为电力供应的中心环节,它的防雷保护措施对电力系统的正常运行和稳定的供电有着至关重要的作用。
本文将探讨110kV变电站的防雷保护措施。
1.1.1 防雷针的应用110kV变电站一般采用三极针型防雷器,三极针的长度一般为1米左右。
在安装防雷针时,需要严格按照规范进行操作,通常会根据场地的具体情况,在变电站中心或者主要的设备上方设置针式防雷器。
1.1.2 接地系统的建设在防雷保护措施中,接地系统的建设也是非常重要的。
接地系统可以把变电站和地面之间的电势差减小到很小的程度,防止雷击产生的电荷引起电子器件损坏。
110kV变电站的接地系统需要满足以下要求:在变电站内设置接地网,保证接地电阻不大于1Ω。
在变电站外围设置闪电接地网,保证建筑物及其它设备的接地电阻均小于10Ω。
1.1.3 避雷器的设置在110kV变电站中,避雷器的设置一般采用母线避雷器和设备避雷器两种类型。
母线避雷器主要用于防止太阳能电池组等高电位设备的电压反击,设备避雷器则用于保护变压器、电缆和断路器等设备。
1.1.4 计算防雷等级在进行110kV变电站的防雷保护措施时,还需要进行防雷等级的计算。
防雷等级是针对雷电环境下设备的防护能力进行评估的。
110kV变电站的防雷等级计算需要考虑地电场强度、雷电电流波、防雷针高度以及设备的绝缘水平等多个因素。
根据这些因素,可以确定变电站的防雷等级,从而确定相应的防雷保护措施。
2.1 加强规范建设在建设110kV变电站时,需要制定详细的防雷规范,并进行规范的实施,加强对防雷保护措施的监管力度。
特别是在变电站的改造、扩建等工程中,应加强对防雷保护措施的检查,确保防雷设施的完善和有效性。
接地系统是变电站的防雷保护措施的重要组成部分。
因此,在建设110kV变电站时,应充分考虑接地系统的建设,确保接地电阻的标准要求的达标要求,并对接地系统进行定期维护和检测。
35KV变电站防雷接地保护设计摘要雷电事故是对变电站、发电厂安全的主要威胁,如何有效、合理对变电站、发电厂采取防雷接地保护措施有着十分重要的意义。
本文就以农村某35KV变电站为研究对象,以国家《防雷接地标准》为依据且结合变电站具体情况,对变电站的防雷接地进行保护设计,具有一定代表性。
首先根据变电站的电气主接线图等实际情况,在了解雷电参数、雷电机理以及学习各种防雷装置的基础上,采用设计避雷针并计算验证其保护范围实现对变电站直击雷的防护;对变电站雷电侵入波的防护实现,则通过选择安装避雷器型号和设计变电站进线段的保护接线。
最后在了解接地基本知识后,计算其接地电阻、最大土壤电阻率、垂直接地体根数等,实现对此35KV变电站的接地保护设计。
关键词:35KV变电站;直击雷防护;雷电侵入波防护;接地保护35KV substation lightning protection design of ground protectionAbstract:Lightning incident on the substation, power plants, the main threat to security, how to effectively and rationally to the substations, power plants, lightning protection grounding protection measures taken is very important.This article on a 35KV substation in rural areas for the study to state "Lightning grounding standards" based on specific conditions and combination of substation, the substation grounding protection lightning protection design, has a certain representation. First of all, according to the main electrical substation wiring diagram of the actual situation, etc., in the understanding of lightning parameters, the mechanism of lightning, as well as learning a variety of lightning protection devices on the basis of the calculation used to verify the design of a lightning rod and its scope of protection to achieve the protection of the substation direct stroke; of Substation lightning invasion wave to achieve the protection, surge arresters are installed by selecting the type and design of substation protection of wiring into the segment.Finally, grounding in the basic knowledge to understand, calculate the grounding resistance, soil resistivity of the largest vertical root number, such as grounding, to achieve this protection 35KV substation grounding design.Key words: 35KV Substation; Direct stroke protection; Invasive wavelightning protection ; Ground Protection目录摘要 (1)目录 (3)第1章前言 (5)1.1课题的提出和意义 (5)1.2国内外研究现状 (6)1.3本课题的主要工作 (6)1.3.1研究目标 (6)1.3.2主要研究内容 (7)1.4变电站防雷接地国家相关标准 (7)1.5本论文涉及的35KV变电站 (8)1.5.1变电站的概况 (8)1.5.2变电站相关参数 (9)1.5.3变电站电气主接线图 (9)第2章雷电与防雷装置 (11)2.1雷电 (11)2.1.1雷电及其放电过程 (11)2.1.2雷电参数 (13)2.1.3雷击过电压产生的机理 (17)2.2防雷装置 (18)2.2.1避雷针 (18)2.2.2避雷线 (20)2.2.3避雷带和避雷网........................................................错误!未定义书签。
220kV变电站的防雷接地设计问题探讨摘要:为保证设备及人员安全,变电站需要合理配置防雷接地设施。
由于接地电阻的存在,电流流过接地体会引起电位升高,可能对设备造成反击,破坏二次设备绝缘,电流在地中扩散时,在地面出现的电位梯度会使人体遭受接触电势和跨步电势的作用,必须对接触电阻值进行限制。
220kV变电站室配电网主供电源,其防雷接地具有典型性,对相关问题进行探讨。
关键词:变电站;防雷接地;接地电阻1变电站防雷接地概述为避免遭受雷电危害,针对直击雷、感应雷或雷电波侵入,变电站通常分别设置不同的措施。
对直击雷,通过设置避雷针、避雷线或避雷带,并配以相应的接地装置以便把雷电流导入大地,将雷电与大地的异种电荷充分中和;对感应雷一般通过保证接地不同设备的接地与带电部分在空气中和地中距离来防止反击;对雷电波侵入,在进出线、母线及其他相应位置设置避雷器,并以最短路径将避雷器接地。
接地是将电气设备某些部位、电力系统某些点与大地相连,提供故障电流及雷电流的泄流通道、稳定电位、提供零电位参考点,确保电力系统及电气设备安全稳定运行及人身安全。
变电站接地除应利用自然接地极外,还须通过设置人工接地装置,来保证接地电阻,以满足接触电势和跨步电势要求,保证设备及人员安全。
对于110kV及以上有效接地系统,一般要求地电位升(ground potential rise, GPR)≤2kV[1],相应的接地电阻应为R≤2000/I(I为最大接地故障不对称电流有效值)。
实际工程中,部分变电站短路电流过大,地电位升控制在2kV难度很大。
二次系统承受干扰电压和工频耐压试验表明,短路电流较大或土壤电阻率较高区域,地电位升允许提高到5kV,但应验证接触电势和跨步电势要求,同时应保证10kV及以下避雷器的安全性。
2 220kV变电站防雷接地特点220kV变电站根据配电装置型式可以分为常规户外变电站、户外GIS变电站和全户内变电站。
户外变电站通过设置独立避雷针或构架避雷针进行防直击雷保护,GIS一般不需要设置专门的直击雷保护,但应做好接地,户内变电站一般在屋顶设置避雷带来防直击雷保护。
变电站防雷
变电站防雷是指通过采取一系列防雷措施,以减轻或防止
雷电对变电站设备的损坏和人员的伤害。
以下是一些常见
的变电站防雷措施:
1. 地线系统:构建完备的地线系统,将变电站设备与地面
良好连接,使雷电能够通过地线系统快速、安全地流入地下。
2. 避雷针:在变电站周围设置避雷针,既能吸引雷电击中,又能通过导线将雷电释放到地下。
3. 避雷网:在变电站设备周围设置金属网或铜排,形成密
集的网状结构,能够在一定程度上分散雷电的能量。
4. 避雷器:安装避雷器用以吸收雷电的能量,保护变电设
备免受雷击。
5. 绝缘措施:对于变电设备和线路,应采用合适的绝缘材
料和绝缘结构,以防止雷电直接接触设备导致损坏。
6. 接地保护:对于设备的导体部分,应进行良好的接地保护,以保证设备接地不会引起雷电冲击。
7. 雷电监测系统:安装雷电监测设备,实时监测变电站附
近的雷电活动,及时采取措施防止损害。
8. 维护和检查:定期进行设备的维护和检查,确保防雷措
施的有效性,及时发现和修复可能存在的问题。
总之,变电站防雷需要综合考虑各种因素,采取多种措施,以提高变电站的雷电防护水平,保证设备和人员的安全。
变电站防雷接地技术的探究
摘要:当有雷击产生时,变电站设备的安全保护十分重要,所以,研究变电站的防雷接地技术,对于提高供电的可靠性,有重大意义。
本篇文章分析了在雷击发生的时候,变电站的电气设备有可能受到的干扰及损害,并提出了变电站在设计时应该采取的防雷保护措施和接地方法。
关键词:变电站,防雷,接地
abstract: when have a lightning are created, substation equipment safety protection is very important, so, the transformer substation of lightningproof grounding technology, to improve the reliability of the power supply, and have important significance. this article analyzes the lightning in happened, the transformer substation electrical equipment will probably be the interference and damage, and put forward the substation in the design should take measures to protect the lightning protection and grounding method.
keywords: substations, lightning protection and grounding 中图分类号:g267文献标识码:a 文章编号:
一概述
雷电是一种大气里的放电现象,它产生在积雨里. 积雨的云在
形成的过程中, 部分云团带有正电荷, 部分云团带有负电荷, 因此,当电荷总量积聚到了一定的程度时, 在不同的电荷云团之间,
或者云团和大地之间的电压数值非常大,足够击穿空气。
当云团开始游离放电的时候, 我们称这个过程为先导放电。
云团对地的先导放电现象是云团向地面的跳跃式逐渐发展的过程, 当先导放电现
象到达地面的时候(地面的建筑物和架空输电线路等) , 就会产生
从地面向云团的主要放电阶段.在主要放电阶段中, 由于不同种电
荷进行剧烈中和, 往往此时会出现非常大的雷电流(一般为在几百
千安到几千千安之间) , 并且随后会产生强烈的闪电及巨大的响声, 从而形成了雷电.雷电的防护措施包括以下三个部分: 直击雷的防护、侧击雷的防和感应雷的防护。
防雷工程的一个十分方面是接地和引入下地下线路的基本布线工程, 整个防雷工程的效果和防雷
器件是否有效都取决这一点, 所以,我们应当认真的研究变电站中电力设备和电子设备的接地效果,它是保障电力设备的安全、操作
人员的安全以及设备正常工作运行的必要部分. 可以这样说,只要
是和电网相连的仪器和设备都必须接地;只要有电力需要的地方,
就会是接地工程需要配置的地方。
变电站接地技术是用来防止电力设备和电子设备遭到雷击从而
采取的基础性的保护措施,它的目的是把由雷电产生的巨大的雷击电流引到大地中,进而起到保护变电站的作用。
同时,变电站接地技术也是保护我们人身安全一种十分有效手段,如果由于某种原因而引起了相线与设备外壳相碰触的时候,电力设备的外壳将会有非常危险的电压产生,此时,故障产成的电流将会流经接地保护装置到达大地,进而起到了保护的作用。
因为变电站具有的特殊环境,比如强大的电磁场、巨大的雷电等其他许多因素影响,使得变电站特别容易受到各式各样的干扰,因此,为了提高变电站运行时的安全及工作时的可靠性,我们应该根据现实存在的不同的干扰源,来采取相应的防雷和抗干扰的措施。
二变电站防雷及抗干扰措施
变电站防雷的措施总体可以为两种:第一种是避免雷电电流进入电网系统,第二种则是利用二次保护装置把雷电流引入接地网络。
在实际不同的电网中,我们应该根据现场采集的雷电的形式、雷电的频率、电流强度和需要保护的设施重要性,来采取符合需要的保护措施。
1 正确屏蔽雷电流
对于微机保护的控制装置,电力系统的通信线路应该采用带有屏蔽层的多绞屏蔽电缆,并且应该尽可能把强电的导线单独安装,同时保证电缆的屏蔽层接地自始至终都只有一个点。
这是因为在变电站中,电力装置里既有模拟的电路还有数字的电路,所以,数字设备和模拟设备必须应该分开,最后它们只能够具有一个连接点,假如两者不分开,将会互相地干扰,严重时甚至可能损坏设备。
2.加装浪涌的二次保护器
变电站开关的操作、静电放电现象及闪电放电时产生的瞬时过电压可能会对电力设备造成毁灭性的伤害或者加快它的老化过程。
对于浪涌现象的保护方法主要是在变电站系统内加装浪涌的二
次保护器。
浪涌的二次保护器是采用同等电位的原理,及时把浪涌电流导入接地系统。
当系统的过电压现象发生时,瞬时的高电压将会抑制电力二极管(rm)作为反应速度最快的电力元件首先动作,同时开始泄放巨大的雷电电流,并且把输出的电压钳位控制在它的截止电压之上,从而十分有效地防止了巨大的过电压对于电力设备的损伤。
当加在tvs里的放电的电流随着电压幅值的上升进而使得充气式的放电器(hfb)两端放电电压超过了它的点火电压um时,gdt 将会瞬时动作,并且也会开始泄放雷电电流。
这时,gdt呈现低阻的状态,它的两端仅仅只有20~40v的电弧电压,所以可以避免因为过电压的持续时间长进而把tvs烧毁。
3. 变电所接闪器
在变电站发生雷击之后,防雷系统可以通过直接拦截的方法,引导雷电流进入接地网。
接闪器有避雷针和避雷线两种。
小型的变电所多数装备独立的避雷针,大型的变电所通常在变电所的架构上采取避雷针和避雷线,或者把两者相结合,并且大型变电所对于引流的线路和接地的装置都有十分严格的要求。
4. 变电所避雷器
避雷器能够把侵入变电所中的雷电流降低至电气装置的绝缘强度允许范围以内。
我国的变电所避雷器主要采用的是金属氧化物的避雷路器(roa),西方的国家除了使用roa之外,还在所有的电气装置内安装空气的间隙,并作为roa失效之后的备用设备。
5.合理布置避雷装置的安装位置
目前,大多数的rtu子站(或者一体化的微机二次保护装置等),大部分安装在了高压室的配电开关柜上,电力的量测信息通过从高压配电室接到主控台的通信电缆来传输,以ms-525等接口的方式与rtu(或这通信管理机器等)进行数据传送。
所以,通信电缆非常容易受到来自于开关的误操作、电力负荷的波动和强电的电缆所产生的巨大电磁场干扰,这些巨大的干扰轻则会增大电力量测信息的误码率,重则可能使得ms-525等数据接口发生损坏。
此外,夏天时高压室里的温度比较高,rtu的子站(或者一体化的微机二次保护装置等)内部因为热量过高而产生的干扰噪声现象不容忽视。
针对上面分析的问题,我们可以把rtu的子站(或者一体化的微机二次保护装置等)在主控台里集中组屏,这样做不仅能够减少物理干扰源(包括室内温度)对于电力装置的影响,还可以改善电力设备运行的环境,并且能够方便检修和试验人员对电力装置年检的预试工作。