变电所设计（参考）(9)

7 防雷设计

7.1 防雷设计的一般原则

变电所如果发生雷击事故，将造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活。

变电所遭受雷害可能来自两个方面： (1) 雷直击于变电所

(2) 雷击线路向变电所入侵的雷电波

对直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线，对沿线路的雷电侵入波，一般采用避雷器保护。

7.2 直击雷保护设计

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620-1997 第7.1.1条规定：

7.1.1 发电厂和变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针或避雷线。下列设施应装设直击雷保护装置：

(1) 屋外配电装置，包括组合导线和母线廊道；

(2) 火力发电厂的烟囱、冷却塔和输煤系统的高建筑物；

(3) 油处理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、装卸油台、易燃材料仓库等建筑物；

(4) 乙炔发生站、制氢站、露天氢气罐、氢气罐储存室、天然气调压站、天然气架空管道及其露天贮罐；

(5) 多雷区的列车电站。

根据以上规程：本变电站设计为全室内型，故不用直击雷保护设计。

7.3 雷电侵入波保护设计

7.3.1 保护措施

避雷器结合进线段保护

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7.3.2 设计依据

(1) 避雷器的设置：根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620-1997:

7.3.1 发电厂和变电所应采取措施防止或减少近区雷击闪络。未沿全线架设避雷线的35kV~110kV架空送电线路，应在变电所1km~2km的进线段架设避 雷线。

进线保护段上的避雷线保护角宜不超过20°，最大不应超过30°。

7.3.4 具有架空进线的35kV及以上发电厂和变电所敞开式高压配电装置中阀式避雷器的配置。

每组母线上应装设阀式避雷器。阀式避雷器与主变压器及其他被保护设备的电气距离超过表11或表12的参考值时，可在主变压器附近增设一组阀式避雷器。金属氧化物避雷器与主变压器间的最大电气距离可参照表12确定。对其他电器的最大距离可相应增加35%。

7.3.5 有效接地系统中的中性点不接地的变压器，如中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙，应在中性点装设雷电过电压保护装置，且宜选变压器中性点金属氧化物避雷器。如中性点采用全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行，也应在中性点装设雷电过电压保护装置。

不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中的变压器中性点，一般不装设保护装置，但多雷区单进线变电所且变压器中性点引出时，宜装设保护装置；中性点接有消弧线圈的变压器，如有单进线运行可能，也应在中性点装设保护装置。该保护装置可任选金属氧化物避雷器或碳化硅普通阀式避雷器。

7.3.8 与架空线路连接的三绕组自耦变压器、变压器(包括一台变压器与两台电机相连的三绕组变压器)的低压绕组如有开路运行的可能和发电厂双绕组变压器当发电机断开由高压侧倒送厂用电时，应在变压器低压绕组三相出线上装设阀式避雷器，以防来自高压绕组的雷电波的感应电压危及低压绕组绝缘；但如该绕组连有25m 及以上金属外皮电缆段，则可不必装设避雷器。

7.3.9 变电所的3kV~10kV配电装置(包括电力变压器)，应在每组母线和架空进线上装设阀式避雷器(分别采用电站和配电阀式避雷器)，并应采用图13所示的保护接线。母线上阀式避雷器与主变压器的电气距离不宜大于表13所列数值。

架空进线全部在厂区内，且受到其地建筑物屏蔽时，可只在母线上装设阀式避雷器。

有电缆段的架空线路，阀式避雷器应装设在电缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连。如各架空进线均有电缆段，则阀式避雷器与主变压器的最大电气

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距离不受限制。

(2) 氧化锌避雷器选择

1) 按照使用地区的气温、海拔、风速、污秽和地震等环境条件，确定避雷器的使用条件。

2) 根据被保护对象选择避雷器的类型。

3) 按照系统中长期作用在避雷器上的最高电压确定避雷器的持续运行电压（Uc）。

避雷器持续运行电压是允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。 避雷器的持续运行电压一般相当于额定电压的75%-80%。

4) 估算避雷器安装点的暂时过电压的幅值和持续时间，选择避雷器的额定电压（Ur），并与工频电压耐受时间特性进行校核。

避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，按照此电压所设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统标称电压。

5) 估算通过避雷器的雷电放电电流幅值，选择避雷器的标称放电电流。 用作避雷器划分等级的具有8/20微秒波形的放电电流的峰值。也是动作负载试验时通过避雷器的放电电流。

按照 DL /T 620规定，66kV及以上系统架空线路，绝大部分均为沿全线架设避雷线，按远方雷击的侵人波的概率统计及电站的重要性，可作以下选择:

a) 66kV-220kV系统一般选用5kA，在雷电活动特别强烈的地区、重要的变电所、进线保护不完善或进线段耐雷水平达不到规定时，可选用l0kA;

b) 330kV系统一般选用l0kA; c) 500kV系统一般选用l0kA-20kA;

d) 35 kV 及以下系统虽不是全线架设避雷线，但从技术经济比较考虑，有一定的设备绝缘损坏危险率是可以接受的，按照避雷器类型的使用条件，标称放电电流可选用5kA, 2.5kA和1.5kA等级。

6) 估算通过避雷器的操作冲击电流和能量，选择避雷器的线路放电等级、方波冲击试验电流幅值以及能量吸收能力。

7) 根据被保护设备的额定雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压，按照绝缘配合的要求，确定避雷器雷电冲击保护水平和操作冲击保护水平。

8) 按照避雷器安装处的最大故障电流，选择避雷器的压力释放等级。 9) 按照避雷器安装处的污秽情况，选择避雷器外套的爬电比距。在外绝缘选择中，要考虑设备外绝缘与海拔高度的关系。

10) 按照避雷器安装处的引线拉力、风速和地震条件，选择避雷器的机械强度。 11) 当避雷器不能满足绝缘配合要求时，可采取以下一种或几种办法予以改进:

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调整避雷器的位置;选择保护性能较好的避雷器;适当降低避雷器的额定电压;增加避雷器的台数等。

7.3.3 避雷器选择结果

表7.1 避雷器技术参数

电压等级 避雷器 主变中性点避雷器 110kV Y10W-102/266 Y1.5W-72/186 10kV Y5W-17/45 10kV出线 Y5W-17/45

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8 电气二次部分的设计

8.1 对继电保护的要求

根据中华人民共和国水利电力部《继电保护与安全自动装置技术规程》6DJ6-83第2.1.1条：电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置。电力设备和线路的保护应装有主保护，后备保护，必要时再增加辅助保护。

(1) 主保护：满足系统稳定及设备安全要求，有选择性地切除被保护设备和全线路故障的保护。

(2) 后备保护：主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可以分为远后备和近后备两种方式：

1) 远后备：挡住保护或断路器拒动时，有相邻电力设备或线路的保护实现后备；

2) 近后备：当主保护拒动 …… 此处隐藏：1879字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……