电力系统防雷保护.ppt

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1、第8章电力系统防雷保护主要内容：输电线路的防雷保护发电厂和变电所的防雷保护旋转电机的防雷保护1第1节输电线路的防雷保护主要内容：概述输电线路的防雷措施输电线路的感应雷过电压输电线路直击雷过电压输电线路雷击跳闸率2一、概述1.线路防雷的重要性（1）雷击是线路跳闸的主要原因（2）雷电波进入变电所，会给电力设备带来危害2.雷击过电压的分类（1）感应过电压：雷击线路附近地面，由于电磁感应所引起的。（2）直击过电压：雷击于线路所引起的过电压。3.防雷性能耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。（耐雷水平↑→防雷性能

2、↑）雷击跳闸率：折算为统一的条件下，因雷击而引起的线路跳闸的次数（每年40个雷暴日、100km线路长度）。3二、线路雷击事故发展四个阶段的防护措施（四道防线）1.防止雷直击导线避雷线+避雷针或者采用电缆线路2.防止雷击塔顶或输电线路后引起绝缘闪络降低杆塔接地电阻+增大耦合系数+加强线路绝缘+采用线路型避雷器3.防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧增加绝缘子片数+电网采用不接地或者经消弧线圈接地目的：防止建立稳定的工频电弧，以引起跳闸4.防止线路中断供电自动重合闸+双回路、环网供电目的：防止线路中断供电4三、输电线路的感应雷

3、过电压1.感应雷过电压的产生（a）先导放电阶段特点：电荷移动慢、电流较小、电压波忽略不计、线路电位不变（b）主放电阶段特点：静电场突然消失，电压波迅速向两侧传播，导致过电压（静电分量）和电磁感应产生的高电压（电磁分量）。先导放电阶段主放电阶段52.无避雷线时的感应雷过电压（1）d>65m时可用I≤100kA进行估算。一般认为Ui≤300～400kV。（2）d<50m易击中线路本身。：感应过电压系数（陡度）3.感应过电压的特点感应雷过电压的极性与雷云的极性相反；相邻线路产生相同极性的感应雷过电压，相间不存在电位差，只会发生

4、对地闪络，但也会转化为相间闪络事故；感应过电压幅值一般不超过300～400kV，35kV及以下水泥杆塔出现闪络事故，110kV及以上线路一般不会出现威胁。64.有避雷线时的感应雷过电压存在接地避雷线→先导电荷产生电力线被避雷线截住（屏蔽作用）→导线感应的束缚电荷↓→感应电压↓避雷线感应雷过电压：ui(g)导线感应雷过电压:ui(c)，耦合电压：-k0ui(g)导线上的实际感应过电压为：k0：避雷线与导线之间的几何耦合系数，线间距离越近，k0越大，感应过电压越低。hg：避雷线对地的平均高度hc：导线的对地平均高度7四、输电

5、线路直击雷过电压以中性点直接接地系统中有避雷线的线路为例，介绍直击雷的作用。雷击杆塔顶端雷击避雷线挡距中间雷绕过避雷线击于导线（绕击）81.雷击杆塔顶端时的过电压和耐雷水平大部分雷电流经被击杆塔及其接地电阻流入大地小部分雷电流经过避雷线由两相邻杆塔入地该种方式产生的雷电过电压最高，对于引起绝缘子闪络而言是最严重的。杆塔不高，Ri较小→接地点的反射波立即达到塔顶→入射波加倍→总雷电流i为沿雷道波阻抗传播入射电流的两倍。β=0.86～0.92（杆塔分流系数）9（1）塔顶电位的计算utop当有避雷线时：当无避雷线时：由上面的分

6、析可知，由于避雷线的分流作用，降低了雷击塔顶时塔顶的电位。与塔顶相连的避雷线的电位也是utop。杆塔电感波阻抗10（2）导线电位的计算Uc导线的电位分为两部分，分别是避雷线与导线的耦合电压（与雷电流同极性）和导线上的感应电压（与雷电流反极性）。注：k为耦合系数（3）绝缘子串两端电压的计算uli绝缘子串两端电压为塔顶电压和导线电位电压之差11对于以上公式的说明：各电压分量的幅值均在同一时刻出现；没有计入系统工作电压；绝缘子上端电压用杆塔顶端电位代替，忽略塔顶和横担间的电位差；将utop电压波沿避雷线传播而在导线上产生的耦合

7、电压波的耦合作用系数与避雷线对电压波的屏蔽作用而在导线上产生的感应过电压的耦合作用系数视为同一个k值处理。12当uli大于绝缘子串50%冲击放电电压U50%时，绝缘子串将发生闪络（反击），与其相对应的雷电流幅值I为此线路雷击杆塔时的耐雷水平（反击耐雷水平）I1。当无避雷线时：由分析可知，有避雷线的线路耐雷水平得到提高。13（4）提高线路反击耐雷水平的措施增大耦合系数将单避雷线改为双避雷线，加强架空地线，可减小绝缘子串上的电压和感应雷击过电压。降低Ri（降低Ri便可以减小塔顶电位。）加强线路绝缘（提高U50%。）增大地线分

8、流以降低杆塔分流系数常用措施是将单避雷线改为双避雷线或在导线下方加装耦合地线。主要采用措施1和措施2。有避雷线线路耐雷水平142.雷击挡距中央避雷线时的过电压此情况为雷击于避雷线最严重的情况。雷击点电压的最大值为：A点与导线空气间隙绝缘上所承受的最大电压为：我国规定的一般挡距的线路，在挡距中央导线、地线的最小空气距离