高电压工程基础(施围)课件第11章 发电厂和变电所的防雷保护讲解

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在具有正常防雷接线的110~220KV变电所中， 流经避雷器的雷电流一般不超过5KA（对330KV为 10KA），故残压的最大值取为5KA下的数值；
在一般情况下，避雷器的冲击放电电压与5KA 的残压基本相同，则在分析中可以将避雷器上的 电压ub近似地视为一斜角平顶波，其幅值为5KA 时的残压Ub.5，波头时间（即避雷器放电时间） 则取决于入侵波的陡度。
●管型避雷器F3装设原则：冲击绝缘水平特别 高的线路，如瓷木横担或降压运行的线路，限 制侵入波幅值用。
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33
●管型避雷器F2装设原则：雷雨季节常有断路器
断开，而线路侧又在带电的情况下，防止来波在
开路的线路末端全反射造成闪络，工频短路电流
烧坏断路器或隔离开关的绝缘支座，所以必须在
靠近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器F2；
若考虑各设备对地电容的存在以及
U U 变电所具体接线的复杂性，可引入对
地电容影响系数，则： 精选版课件ppt
2l K
S
b•5
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从左图可以看出，变压 器上的电压具有振荡性质， 其轴为避雷器残压。对变 压器绝缘的作用与截波的 作用较为接近，因此常以 变压器绝缘承受截波的能 力来说明在运行中该变压 器承受雷电波的能力。
进线端保护
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降低来波陡度
减小通过避雷 器的电流幅值3
§10-1 发电厂、变电所的直击雷保护
为了防止雷直击发电厂、变电所，可以装设避 雷针，应使所有设备都处于避雷针保护范围之内， 且要防止雷击避雷针时的反击事故。
一、对避雷针安装位置的要求
1.独立避雷针：具有独立于变电站地网的接地装 置。
2.进入变电所的雷电流波陡度α的计算

分析用图
避雷器上的电压
变压器上的电压波形
变压器承受雷电波能力
U c.5
2
l
Uj
变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离
lm
U j U c.5
2 /
三.变电所的进线段保护
保护目的：
为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设 备，限制流经避雷器的电流幅值不超过 5kv、限制侵入波陡度α不超过一定的允 许值
1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算 计算条件：
进线段1---2公里 雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%冲击 闪络电压
原理接线和等值电路图
3. 35kv及以上变电所的进线段保护
计算方程：
2.进入变电所的雷电波陡度α的计算
u
u
l
0.5
0.008u hd
令v=300m/us,陡度化为kv/m单位
2u
ib
ub z1
z1
ub
ub
ib
z1 2
u
用图解法求解
分析
避雷器电压有两个峰值：
uch
避雷器冲击放电电压，由于阀式避雷
器的伏的特性较平，可认为是一个定
值
uca 避雷器最高的残压，由于流经避雷器
的雷电流一般不超过5kA，因此其值取 为5kA下的残压
(2).变压器和避雷器之间有一定的电器距离 接线图
110kv及以上 可以相连，若ρ>1000Ω·m 应 加集中接地装置
35—60kv 当ρ<=500Ω·m 允许相连，但应 加集 中接地装置
当ρ>500Ω·m 不允许相连
二.变电所的侵入波保护
1.阀式避雷器的保护作用分析
(1).变压器与避雷器之间的距离为零

防雷保护措施的必要性
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为了减少雷电对电力系统的影响，采取必要的防雷保护措施是
至关重要的。
防雷保护措施的分类
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避雷针、避雷带、避雷网等被动防雷措施和浪涌保护器等主动
防雷措施可以有效地保护电力系统免受雷电侵害。
展望
加强防雷装置的维护
定期检查和维护防雷装置，确保其良好的工作状态，可以有效地提高电力系统的防雷保护 能力。
应用先进技术
随着科学技术的不断发展，可以应用更加先进的技术和设备，提高电力系统的防雷保护水 平。
增加防雷教育
加强公众对雷电知识的了解和认识，增加防雷教育力度，提高公众的防雷意识，有助于减 少雷电对电力系统的影响。
THANKS
谢谢您的观看
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降低接地电阻可以减少雷击对设备的冲击，提高设备的耐雷水
平。
接地电阻应按照国家规范进行设计、施工和维护，确保其电阻
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值符合要求。
设备与线路的防雷保护
对设备进行防雷保护，可以在设备外壳、内部线路、信号线 等处安装相应的防雷器或浪涌保护器。
对线路进行防雷保护，可以在线路入口处装设避雷器或浪涌 保护器，以及在线路中间和末端装设相应的防雷装置。
防腐与防水
对防雷保护装置进行防腐和防水处理，以延长 其使用寿命。
防雷保护装置的更换
定期更换
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根据防雷保护装置的使用寿命和实际状况，定期进行装置的更
换。
故障更换
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当防雷保护装置出现故障无法修复时，需进行更换。在更换时
，应选用与原装置性能和规格相匹配的新的装置。
升级更换
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随着电力系统的升级和改造，有时需要对原有防雷保护装置进
输电线路情况

高电压工程基础-第11章习题答案第11章习题11-1变电所中的大气过电压有几种？如何防止？直击雷过电压和感应雷过电压两种。

对于直击雷的防护措施是采用避雷针、避雷线及良好的接地网。

对入侵波防护的措施是在变电所、发电厂内安装避雷器以限制电气设备上的过电压幅值；同时发电厂、变电所通过进线保护段上采取相应的措施，对于直配电机，在电机母线上装设电容器，限制入侵波的陡度。

11-2 当用避雷器保护变压器时，避雷器动作后，作用于变压器的电压高于避雷器的残压，为什么？当避雷器和变压器有一段距离时，雷击高压线路后，避雷器动作，雷电波在运动，不管被保护设备在避雷器来波前面还是在避雷器来波后面，两者之间始终出现一个电压差，由分析可知，数值为Δu=2a l v，这就是为什么变压器上的电压会高于避雷器上的残压的原因，也说明避雷器有一定的保护范围（距离）。

11-3 某220kV 变电所一路出线，其允许侵入波陡度为300kV/μs ，若分别用普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器来保护变压器，试估算避雷器与变压器的最大电气距离。

解：避雷器与变压器的最大电气距离为：=2/j R m u u l v α-。

根据教材174-175页表9-1至9-3，可以找到：普通阀式避雷器5kA 残压为652kV 、磁吹避雷器5kA 残压为520kV ，金属氧化物避雷器10kA 残压不大于520kV 。

取变压器三次截波耐压值最大值为1090kV ，波速为300m/μs ，根据上面的公式可得：普通阀式避雷器：1090652==219m 2/2300/300j R m u u l v α--=?；磁吹阀式避雷器：1090520==285m 2/2300/300j Rm u u l v α--=?；金属氧化物按照10kA 残压计算，同上，285m m l =。

11-4 试述变电所进线保护段的标准接线中各元件的作用。

变电站进线段保护标准接线中，对1~2公里这段线路采取加强防雷措施，提高输电线路的耐雷水平。