(一)避雷器的参数及配置
电气设备的绝缘配合基于避雷器的保护水平,设备所承受的雷电过电压和操作过电压均由避雷器来限制,即选用设备的绝缘水平取决于避雷器的保护性能。
1.避雷器的参数
普通阀型避雷器有FS型和FZ型两种。FS型主要适用于配电系统,FZ型适用于发电厂和变电所。FZ型避雷器均由结构和性能标准化的单件组成,其单件的额定电压分别为3kV、6kV、10kV、15kV、20kV和30kV。因此,可由不同单件组成各种电压等级的避雷器,例如FZ—35型避雷器是由两个FZ—15型避雷器串联而成。
金属氧化锌避雷器比普通阀型避雷器,具有无续流、通流容量大、结构简单、寿命长等优点,将在很多范围内,代替普通阀型避雷器。金属氧化锌避雷器的电站用Y5W 系列和旋转电机保护用Y3W系列。
磁吹避雷器主要有FCZ电站型和旋转电机用的FCD型两种。
保护旋转发电机中性点绝缘的避雷器型号列于表6-1。中性点非直接接地系统中和直接接地系统中保护变压器中性点绝缘的避雷器型号分别列于表6-2和表6-3。
表6-1 保护旋转发电机中性点绝缘的避雷器型号
表6-2 中性点非直接接地系统中和直接接地系统中保护变压器中性点绝缘的避雷器型号
① 变压器中性点连接有绝缘较弱的消弧线圈时采用该型号。
表6-3 中性点直接接地系统中保护变压器中性点绝缘的避雷器型号
避雷器的主要技术参数如下:
(1)额定电压。避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统的电压等级相同。
(2)灭弧电压。灭弧电压是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时,根据灭弧条件所允许加至避雷器的最高工频电压。考虑到避雷器动作时,系统内若有不对称短路故障发生,则加在非故障相避雷器上的恢复电压将有可能高于相电压,而这时避雷器应该能灭弧。因此,对35kV 及以下的避雷器,其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的100%~110%;对110kV及以上中性点接地系统的避雷器,其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的80%。
(3)工频放电电压。对工频放电电压要规定其上、下限。工频放电电压太高则意味着冲击放电电压也高,将使其保护特性变坏;工频放电电压太低,则意味着灭弧电压太低,将会造成不能可靠地切断工频续流。
(4)冲击放电电压。冲击放电电压是指预放电时间为1.5~20μs的冲击放电电压,与5kA (对330kV为10kA)下的残压基本相同。
(5)残压。在防雷计算中以5kA下的残压作为避雷器的最大残压。
(6)保护比。保护比等于残压与灭弧电压之比,它是说明避雷器保护性能的参数。保护比愈小说明残压愈低或灭弧电压愈高,其保护特性愈好。FZ和FCD系列避雷器的保护比约在2.3~2.6范围之内,FCZ系列避雷器的保护比则为1.7~1.8。
(7)直流电压下的电导电流。运行中的避雷器,通常用测量直流电压下的电导电流的方法来判断间隙分路电阻的性能。若电导电流太大,则意味着避雷器受潮;电导电流太大的避雷器投入运行,可能会造成炸毁事故,所以要求其电导电流必须在规定的范围内。
2.避雷器的配置
阀型避雷器的安装位置和组数,应根据电气设备的雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及侵入波陡度,并结合配电装置的接线方式确定。
避雷器至电气设备的允许距离还与雷雨季节经常运行的进线路数有关。进线数越多则允许距离可相应增大。
断路器、隔离开关、耦合电容器等电器的绝缘水平比变压器为高。因此,避雷器至这些设备的最大允许距离可增大。(www.xing528.com)
上述允许距离应在各种长期可能的运行方式下都符合要求。
避雷器的配置原则如下:
(1)配电装置的每组母线上,一般应装设避雷器。
(2)旁路母线上是否需要装设避雷器,应视在旁路母线投入运行时,避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。
(3)330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装置避雷器,并应尽可能靠近设备本体。
(4)220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近增设一组避雷器。
(5)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
(6)自耦变压器必须在其两个自耦绕组出线上装设避雷器,并应接在变压器与断路器之间。
(7)下列情况的变压器中性点应装设避雷器:
1)直接接地系统中,变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。
2)直接接地系统中,变压器中性点为全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运行时。
3)不接地和经消弧线圈接地系统中,多雷区的单进线变压器中性点上。
(8)单元连接的发电机出线宜装一组避雷器。
(9)容量为25MW 及以上的直配线发电机,应在每台电机出线处装一组避雷器。25MW以下的直配线发电机应尽量将母线上的避雷器靠近电机装设或装在电机出线上。
(10)在不接地的直配线发电机中性点上应装设一台避雷器。
(11)连接在变压器低压侧的调相机出线处宜装设一组避雷器。
(12)发电厂变电所35kV及以上电缆进线段,在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。
(13)直配线发电机和变电所10kV及以下,进线段避雷器的配置应遵照DL/T620—1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》执行。
(14)110kV、220kV线路侧一般不装设避雷器。
(15)SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。
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