防雷接地保护

防雷设计在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。1.1雷电过电压的形成与危害1．直击雷雷电直接对电气设备或建筑物进行放电，称为直接雷击或直击雷。直击雷过电压又引起数万安的强大雷电流通过被击物体而入地，产生破坏性很大的热效应和机械效应，击坏设备，引起火灾，甚至造成人身伤亡。2．感应雷雷电落在电气设备附近或雷动在电气设备上方移动时，通过无暇感应或电磁感应在电气设备上呈现出数万乃至数千万伏的感应过电压，称作感应雷或间接雷击。3．入侵雷当输电线路上遭受直接雷或感应雷产生的雷电波侵入发电厂或变电所，产生过电压击坏电气设备，称为雷电波入侵或入侵雷，由于雷电波侵入造成的雷害事故占全部雷害事故的一半以上，因此需采取特别措施。1.2电气设备的防雷保护因为电气设备的结构和工作性质的不同，所采取的措施也不同。1.2.1发电厂和变电所的防雷保护发电厂和变电所电气设备对直击雷的防护主要采用避雷针；对入侵雷的防护采用进线保护和避雷保护的综合措施，即用进线保护限制雷电流的幅值和陡度，用避雷器限制雷电过电压的同值。1.2.2架空输电线路的防雷保护电线路采用装设避雷线的方法防止线路遭受直击雷引起跳闸次数，可采用系统中性点经消弧线圈接地工作方式，为避免雷击跳闸造成供电中断，可采用自动重合闸装置。1.2.3直配旋转电机的防雷保护完善进线保护的同时，还应采用性能良好的阀型避雷器或金属氧化物避雷器，来保护电机的主绝缘，同时还应考虑装设电容器和中性点避避雷器，以保护匝间绝缘和中性点绝缘。1.2.4配电网的防雷保护除了对配电变压器高低压侧以及柱上断路器必须装设避雷器或放电间隙保护外，对配电线路本身主要应适当提高其绝缘水平，应广泛采用重合闸，以减少断线和停电事故。发电厂是电力系统的心脏，万一发生损坏设备的事故，往往会带来严重的后果，造成重大的损失。设计中重点对发电机、变压器组、线路的防雷保护进行配置。1.3避雷针的配置原则1．独立式避雷针宜装设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻10eR。当有困难时，可将该接地装置与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点沿接地线的长度不得小于15m。2．独立式避雷针与变配电装置在空气中的间距110.20.15idRhdm且；独立式避雷针的接地装置与变配电所主接地网在地中距离20.3idR，且23dm，式中iR为冲击接地电阻。1.4避雷针位置的确定首先应根据发电厂设备平面布置图的情况而确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程规范的要求。1．电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000n米的地区，宜装设独立的避雷针。2．独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10Ω。3．35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4．在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15m的要求。1.5避雷器的选择和配置阀式避雷器应按下列条件选择：1、型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下表5-1选择：型号含义：F——阀型避雷器；S——配电所用Z——发电厂、变电所用；C——磁吹；D——旋转电机用；J——中性点直接接地2．额定电压nU：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。表5-1避雷器型式选择型号型式应用范围FS配电用普通阀型10KV以下配电系统、电缆终端盒FZ电站用普通阀型3~220KV发电厂、变电所配电装置FCZ电站用磁吹阀型330KV及需要限制操作的220KV以及以下配电某些变压器中性点FCD旋转电机用磁吹阀型用于旋转电机、屋内3．校验项目：（1）灭弧电压：mdmhUCUdC—接地系数。对于非直接接地，20KV及以下dC=1.1，35KV及以上dC=1.0；对直接接地dC=0.8。mU—最高工作允许电压，为电网额定电压的1.15倍。工频放电电压下限值：xggfxUkU00k—内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63KV及以下0k=4；110KV及以下0k=3.5；对直接接地110～220KV，0k=3。xgU—设备最高运行相电压（KV）。上限值：gfxgfsUU2.1（1）避雷器的残压：mhbhbcUkU指波形为8/20s的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。我国标准规定：220KV及以下避雷器冲击电流幅值为5KA。bhk—避雷器的保护比，FZ型bhk=2.3～2.35，FCZ型bhk=1.86～2。（2）避雷器冲击放电电压上限值：bcchfdUU根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；110、35kv线路侧一般不装设避雷器。（一）6KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：KVUUNSN6因此选FZ-6避雷器，其参数如下表5-2：表5-2避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（KV）s20/8冲击残压不大于（KV）不小于不大于FZ-667.6161930273）灭弧电压校验：最高工作允许电压：)(9.6615.115.1KVUUNm直接接地：9.68.0mdmhUCUKV，满足要求。4）工频放电电压校验：下限值：95.1139.630xggfxUkUKV上限值：34.1495.112.12.1gfxgfsUUKV＜19KV上、下限值均满足要求。5）残压校验：2748.176.73.2KVUkUmhbhbcKV，满足要求。6）冲击放电电压校验：48.17bccrfdUUKV＜30KV，满足要求。所以，所选FZ-6型避雷器满足要求。(二)、220KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：220NNSUUKV因此选YIOW-220避雷器，其参数如下表4-3：3）灭弧电压校验：最高工作允许电压：1.151.15220253mNUUKV直接接地：0.8253202.4mhdmUCUKV，满足要求。4）工频放电电压校验：下限值：02533438.23gfxxgUkUKV上限值：1.21.2438.2525.84gfsgfxUUKV＜580KV上、下限值均满足要求。表5-3避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（KV）s20/8冲击残压不大于（KV）不小于不大于FCZ-2202202525035807107405）残压校验：2.352202.4672.657bcbhmhUkUKV＜740KV，满足要求。6）冲击放电电压校验：672.657chfdbcUUKV＜710KV，满足要求。所以，所选FCZ-220型避雷器满足要求。（三）、110KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：110NNSUUKV因此选FCZ-110避雷器，其参数如下表5-4：（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压：5.12611015.115.1NmUUKV直接接地：2.1015.1268.0mdmhUCUKV，满足要求。（4）工频放电电压校验：下限值：21935.12630xggfxUkUKV上限值：2622192.12.1gfxgfsUUKV＜290KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验：3362.101235.2mhbhbcUkUKV＜365KV满足要求。（6）冲击放电电压校验：336chfdbcUUKV＜345KV，满足要求。所以，所选FCZ-110型避雷器满足要求。表5-4避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（KV）s20/8冲击残压不大于（KV）不小于不大于FCZ-110220126255290345365（四）10.5KV侧避雷器的选择（1）型式选择根据设计规定选用FZ系列普通阀式避雷器。（2）额定电压的选择：KVUUNSN5.10,因此选Y5W-8-10.5避雷器，其参数如下表5-5：表5-5避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（KV）s20/8冲击残压不大于（KV）不小于不大于Y5W-8-10.5102551618590(10KV)